นักวิจัยญี่ปุ่นใช้ CRISPR-Cas9 กำจัดโครโมโซม 21 ส่วนเกินในเซลล์ สำเร็จขั้นทดลอง

นับเป็นอีกก้าวสำคัญของวงการพันธุศาสตร์ เมื่อทีมนักวิจัยจากประเทศญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในการใช้เทคโนโลยีตัดต่อยีน CRISPR-Cas9 เพื่อกำจัดโครโมโซมคู่ที่ 21 ส่วนเกินออกจากเซลล์มนุษย์ที่เพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการ

ผลการศึกษานี้สร้างความสนใจ เพราะโครโมโซมคู่ที่ 21 ส่วนเกินเป็นสาเหตุหลักของ ภาวะดาวน์ซินโดรม (Down syndrome) อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จดังกล่าวยังเป็นการทดลองในระดับเซลล์ ไม่ใช่วิธีรักษาที่พร้อมนำมาใช้กับมนุษย์ในขณะนี้

ดาวน์ซินโดรมเกิดจากอะไร?

โดยทั่วไป มนุษย์จะมีโครโมโซมคู่ที่ 21 จำนวน 2 แท่ง แต่ผู้ที่มีภาวะดาวน์ซินโดรมชนิดไตรโซมี 21 หรือ Trisomy 21 จะมีโครโมโซมดังกล่าวเพิ่มขึ้นมาอีก 1 แท่ง รวมเป็น 3 แท่ง

ความแตกต่างทางพันธุกรรมนี้อาจส่งผลต่อพัฒนาการ การเรียนรู้ และลักษณะทางร่างกาย รวมถึงเพิ่มโอกาสเกิดปัญหาสุขภาพบางอย่าง เช่น โรคหัวใจแต่กำเนิด ความผิดปกติของระบบเลือด หรือภาวะสุขภาพอื่น ๆ

อย่างไรก็ตาม ผู้ที่มีภาวะดาวน์ซินโดรมแต่ละคนมีลักษณะ ความสามารถ พัฒนาการ และความต้องการดูแลแตกต่างกัน จึงไม่ควรมองว่าทุกคนจะมีอาการหรือข้อจำกัดเหมือนกันทั้งหมด

ที่ผ่านมา การดูแลผู้ที่มีภาวะดาวน์ซินโดรมมุ่งเน้นการส่งเสริมพัฒนาการ การศึกษา การทำกายภาพบำบัด และการรักษาปัญหาสุขภาพที่เกิดร่วมกัน เนื่องจากยังไม่มีวิธีรักษาที่สามารถแก้ไขจำนวนโครโมโซมได้โดยตรง

ใช้ CRISPR-Cas9 เลือกกำจัดโครโมโซมส่วนเกิน

งานวิจัยจากญี่ปุ่นออกแบบระบบ CRISPR-Cas9 ให้มุ่งเป้าไปยังโครโมโซมคู่ที่ 21 เพียงแท่งเดียว โดยอาศัยความแตกต่างของลำดับพันธุกรรมในโครโมโซมแต่ละชุด เพื่อช่วยลดโอกาสกระทบต่อโครโมโซมอีก 2 แท่งที่ต้องคงอยู่

นักวิจัยทดลองเทคนิคดังกล่าวกับเซลล์ต้นกำเนิดชนิดเหนี่ยวนำ หรือ iPS cells และเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของมนุษย์ที่มีโครโมโซมคู่ที่ 21 จำนวน 3 แท่ง

ผลการทดลองพบว่า ระบบสามารถทำให้โครโมโซมเป้าหมายสูญหายออกจากเซลล์บางส่วนได้ หลังจากจำนวนโครโมโซมกลับมาเหลือ 2 แท่ง รูปแบบการแสดงออกของยีนบางส่วนมีแนวโน้มกลับมาใกล้เคียงเซลล์ปกติมากขึ้น และลักษณะการทำงานบางด้านของเซลล์ก็ดีขึ้น

อีกประเด็นที่ได้รับความสนใจคือ เทคนิคดังกล่าวสามารถแสดงผลในเซลล์ที่พัฒนาไปแล้วและไม่ได้อยู่ระหว่างการแบ่งตัว ซึ่งอาจมีความสำคัญต่อการศึกษาวิธีประยุกต์ใช้ในอนาคต

ทำไมงานวิจัยนี้จึงมีความสำคัญ?

CRISPR-Cas9 มักถูกพูดถึงในฐานะเครื่องมือที่ใช้ตัดหรือแก้ไขลำดับดีเอ็นเอเฉพาะตำแหน่ง แต่งานวิจัยนี้พยายามก้าวไปอีกระดับ ด้วยการมุ่งกำจัดโครโมโซมส่วนเกินทั้งแท่งอย่างจำเพาะ

ความสำเร็จในระดับเซลล์จึงช่วยแสดงให้เห็นว่า แนวคิดการแก้ไขความผิดปกติของ “จำนวนโครโมโซม” อาจมีความเป็นไปได้ในทางวิทยาศาสตร์ และอาจเป็นพื้นฐานให้เกิดการศึกษาวิธีรักษาโรคจากความผิดปกติของโครโมโซมในอนาคต

อย่างไรก็ตาม คำว่า “กำจัดโครโมโซมส่วนเกินสำเร็จ” ไม่ได้หมายความว่า นักวิจัยสามารถรักษาภาวะดาวน์ซินโดรมในมนุษย์ได้แล้ว เพราะร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยเซลล์จำนวนมหาศาล และการนำเครื่องมือตัดต่อยีนเข้าสู่เซลล์เป้าหมายอย่างทั่วถึงและปลอดภัยยังเป็นความท้าทายสำคัญ

ยังไม่ใช่ยารักษาดาวน์ซินโดรม

แม้ผลลัพธ์จะสร้างความหวัง แต่การศึกษานี้ยังอยู่ในขั้นทดลองกับเซลล์ภายในห้องปฏิบัติการ และยังไม่ได้ทดลองใช้เพื่อรักษาผู้ที่มีภาวะดาวน์ซินโดรม

ก่อนจะพัฒนาเป็นการรักษาได้ ยังต้องศึกษาหลายประเด็น เช่น

• ความแม่นยำในการเลือกกำจัดเฉพาะโครโมโซมส่วนเกิน

• ผลกระทบต่อโครโมโซมที่ยังคงอยู่

• ความเสี่ยงจากการตัดดีเอ็นเอในตำแหน่งที่ไม่ต้องการ

• วิธีนำระบบ CRISPR-Cas9 เข้าสู่เซลล์เป้าหมายในร่างกาย

• ความปลอดภัยและผลกระทบในระยะยาว

รายงานเกี่ยวกับงานวิจัยยังระบุว่า วิธีการปัจจุบันอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครโมโซมที่เหลืออยู่ได้ จึงยังไม่พร้อมสำหรับการนำไปใช้ภายในร่างกาย และต้องพัฒนาเทคนิคให้ปลอดภัยยิ่งขึ้น

ดังนั้น การกล่าวว่างานวิจัยนี้เป็น “ก้าวสำคัญ” อาจเหมาะสมกว่าการเรียกว่าเป็น “วิธีรักษา” เพราะสิ่งที่นักวิจัยทำสำเร็จคือการพิสูจน์แนวคิดในระดับเซลล์ว่า การกำจัดโครโมโซมคู่ที่ 21 ส่วนเกินอย่างจำเพาะอาจเป็นไปได้

สำหรับครอบครัวและผู้ที่ติดตามความก้าวหน้าด้านดาวน์ซินโดรม งานวิจัยนี้อาจเป็นความหวังระยะยาวว่า วันหนึ่งวิทยาศาสตร์อาจพัฒนาแนวทางที่จัดการกับต้นเหตุทางพันธุกรรมได้โดยตรง

แต่ในปัจจุบัน การดูแลสุขภาพ การส่งเสริมพัฒนาการ การศึกษา และการสนับสนุนให้ผู้มีภาวะดาวน์ซินโดรมมีคุณภาพชีวิตที่ดี ยังคงเป็นสิ่งสำคัญที่สุด