​นักวิทยาศาสตร์ปลูกกล้ามเนื้อหัวใจมนุษย์จากสเต็มเซลล์ได้เป็นครั้งแรก

การปลูกถ่ายอวัยวะนั้นเป็นวิธีที่สำคัญในการช่วยชีวิตมนุษย์เมื่ออวัยวะของพวกเขาล้มเหลว แต่การขาดแคลนอวัยวะ จำนวนคนที่รอคิว และประสิทธิภาพของตัวยาในการออกฤทธิ์ที่มากพอในการช่วยให้ร่างกายผู้รับอวัยวะยอมรับอวัยวะใหม่ได้นั้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของปัญหาต่าง ๆ มากมายจากกระบวนการปลูกถ่ายอวัยวะ

แต่ถ้าหากมีอีกวิธีหนึ่งในการเปลี่ยนอวัยวะ เป็นวิธีที่ไม่ต้องพึ่งพาการนำอวัยวะที่ยังมีชีวิตอยู่มากจากร่างกายคนอื่นล่ะ? นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐฯ ได้ประสบความก้าวหน้าในการสร้างหัวใจมนุษย์จากวิศวกรรมชีวภาพในห้องทดลองโดยการสร้างกล้ามเนื้อหัวใจมนุษย์ที่ยังทำงานได้ตามปกติขึ้นมาใหม่ โดยในกรณีนี้ กระบวนการดังกล่าวนั้นยังจำเป็นที่จะต้องใช้อวัยวะที่ได้รับบริจาคมา แต่เป็นหัวใจที่มีเซลล์ของผู้รับอวัยวะผสมอยู่ด้วย

เทคนิคดังกล่าวนั้นเกี่ยวข้องกับการนำเซลล์ไปอยู่บนอวัยวะที่ผ่านการชำระเซลล์ของผู้ให้บริจาคออกมาแล้ว (decellularised) พร้อมกับมีเนื้อเยื่อหัวใจใหม่ที่โตมาจากเซลล์ต้นกำเนิดจากการเหนี่ยวนำ (induced pluripotent stem cells) ซึ่งเมื่อใช้จริง หัวใจของผู้บริจาคนั้นจะถูกถอดส่วนประกอบที่จะทำให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อผู้รับออกไป และถูกแทนที่ด้วยเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจของผู้รับแทน

“การสร้างหัวใจขึ้นมาใหม่ทั้งดวงนั้นแน่นอนว่าเป็นเป้าหมายในระยะยาวที่ยังอยู่ห่างออกไปอีกหลายปี ดังนั้นพวกเรากำลังทำงานในการวิศวกรรมแผ่นกล้ามเนื้อหัวใจที่ทำงานได้ที่สามารถแทนที่เนื้อเยื่อหัวใจที่ได้รับความเสียหายอันเนื่องจากภาวะหัวใจล้มเหลวหรือหัวใจวายได้” Jacques Guyette ผู้ซึ่งเป็นนักวิจัยจาก Massachusetts General Hospital Centre for Regenerative Medicine (CRM) กล่าว

การวิจัยครั้งนี้นำโดยแพทย์ผ่าตัด Harald Ott ผู้ซึ่งเคยพัฒนาวิธีการชำระเซลล์เพื่อถอดเซลล์ที่ยังมีชีวิตอยู่ออกจากอวัยวะของหนูทดลองผ่านการใช้สารละลายมาแล้วก่อนที่จะนำเซลล์โตแล้วที่เหมาะสมต่ออวัยวะนั้น ๆ ซึ่งในงานวิจัยชิ้นนี้ กระบวนการหลายขั้นตอนดังกล่าวได้ถูกขยายและใช้กับหัวใจมนุษย์เป็นครั้งแรก

“การสร้างเนื้อเยื่อหัวใจที่ทำงานได้นั้นมีความท้าทายอยู่บางอย่าง” Guyette กล่าว “สิ่งเหล่านี้รวมไปถึงการมอบที่ตั้งโครงสร้างที่สามารถสนับสนุนการทำงานของหัวใจ การเตรียมเซลล์หัวใจพิเศษ และสภาพแวดล้อมที่สนับสนุนที่เซลล์สามารถไปอาศัยอยู่บนโครงสร้างเพื่อสร้างเนื้อเยื่อที่สามารถทำหน้าที่ต่าง ๆ เกี่ยวกับหัวใจที่ซับซ้อนได้”

ในการวิจัยครั้งนี้ ซึ่งรวบรวมหัวใจของมนุษย์มา 73 ดวงที่ผ่านการอนุญาตให้ใช้เพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์มานั้น นักวิจัยได้เหนี่ยวนำให้เซลล์ต้นกำเนิดเปลี่ยนแปลงกลายเป็นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่เรียกว่า cardiomyocytes ประมาณ 500 ล้านเซลล์ จากนั้นก็ฝังพวกมันลงไปในเนื้อเยื่อของหัวใจที่ผ่านการชำระเซลล์แล้ว

หลังจากอยู่ในห้องเพาะเซลล์หลายวัน เซลล์ cardiomyocytes ได้พัฒนากลายไปเป็นเนื้อเยื่อที่หดตัวได้เอง ซึ่งนักวิจัยบอกว่ามันแสดงถึงการสร้างขึ้นใหม่เป็นครั้งแรกของกล้ามเนื้อหัวใจมนุษย์ภายในก้อนหัวใจมนุษย์ที่ปราศจากเซลล์ อวัยวะที่เต้นได้นี้ได้ถูกนำไปติดตั้งในระบบปฏิกรณ์ชีวภาพอัตโนมัติซึ่งจะคอยมอบสารอาหารให้กับกล้ามเนื้อดังกล่าวรวมถึงสร้างสภาวะบางประการณ์ภายในหัวใจด้วย

งานวิจัยชิ้นนี้อาจจะดูน่ากลัวไปซักนิด เพราะพวกเขาก็เข้าใกล้การทำให้สิ่งที่ตายแล้วกลับฟื้นขึ้นมาขยับใหม่ได้อยู่ไม่น้อย แต่การใช้งานในอนาคตสำหรับอวัยวะที่เติบโตมาจากห้องทดลองเหล่านี้นั้นดูมีศักยภาพอยู่เป็นอย่างมาก

“ในสิ่งต่าง ๆ ที่เราอยากจะทำให้ได้ก็คือการเพิ่มคุณภาพของวิธีการในการสร้างเซลล์หัวใจให้มากขึ้น - เพราะการเอาเซลล์ไปอยู่บนหัวใจทั้งดวงนั้นจำเป็นต้องใช้เซล์เป็นหมื่น ๆ ล้านเซลล์ - การปรับให้เทคนิคการเพาะเลี้ยงด้วยปฏิกรณ์ชีวภาพนั้นทำงานได้ดีที่สุดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเจริญเติบโตและการทำงานของเนื้อเยื่อหัวใจที่ถูกสร้างขึ้นมา รวมถึงการนำเนื้อเยื่อที่ถูกสร้างขึ้นมาใหม่ไปใช้กับหัวใจของผู้รับผ่านการใช้เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ได้” Guvette กล่าว