จบปัญหา "มะเร็งกลับมาเป็นซ้ำ" รู้จักนวัตกรรม "a-NK" ล็อกเป้าฆ่าเซลล์มะเร็งตกค้างหลัง "ผ่าตัด"
ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ได้โพสต์เฟซบุ๊ก "Anan Jongkaewwattana" ระบุว่า
a-NK : นวัตกรรมภูมิคุ้มกันบำบัดสกัดมะเร็งกลับมาเป็นซ้ำหลังผ่าตัด
การผ่าตัดก้อนมะเร็งออกยังคงเป็นวิธีรักษาหลักที่มีประสิทธิภาพสูงในการลดปริมาณเซลล์มะเร็งส่วนใหญ่ในร่างกาย แต่ความท้าทายสำคัญก็คือการกลับมาเกิดซ้ำของมะเร็ง เนื่องจากมักมีเซลล์มะเร็งขนาดเล็กมากๆหลงเหลืออยู่ตามขอบของโพรงแผลผ่าตัด อีกทั้งกระบวนการบาดเจ็บจากการผ่าตัดยังกระตุ้นให้เกิดการอักเสบ ซึ่งส่งผลให้สภาพแวดล้อมบริเวณแผลผ่าตัดกลายเป็นพื้นที่ที่กดการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด NK cell หรือ Natural Killer cell ซึ่งเปรียบเหมือนด่านหน้าของระบบภูมิคุ้มกันที่มีหน้าที่ทำลายสิ่งแปลกปลอม จึงมักไม่สามารถแทรกซึมผ่านโครงสร้างหลอดเลือดที่เสียหายเข้าไปได้ และเมื่อเข้าไปถึงก็มักหมดสภาพหรือสูญเสียความสามารถในการทำลายเซลล์มะเร็งไปอย่างรวดเร็ว
เพื่อก้าวข้ามข้อจำกัดดังกล่าว ทีมวิจัยจึงได้คิดค้นแนวคิดใหม่ในการดัดแปลงเซลล์ลูกผสมที่เรียกว่า a-NK โดยนำพอลิเมอร์สายยาวที่มีคุณสมบัติจำเพาะมาติดตั้งไว้บนผิวเซลล์ ทำหน้าที่เหมือน "แขนกลยึดเกาะ" แบบหลายแขน ซึ่งออกแบบมาให้จับกับโปรตีน galectin-3 ที่พบบนผิวเซลล์มะเร็งเต้านมชนิด 4T1 ในปริมาณสูง ตามธรรมชาติแล้ว NK cell ทั่วไปมักมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์มะเร็งแบบสัมผัสเพียงชั่วคราวแล้วผละตัวเองออก ซึ่งบางครั้งอาจไม่เพียงพอที่จะส่งสารพิษไปทำลายเซลล์เป้าหมายได้สำเร็จ
แต่โครงสร้างแขนกลแบบใหม่นี้จะช่วยล็อกและยึดเกาะเซลล์มะเร็งไว้อย่างแน่นหนา ยืดระยะเวลาการสัมผัสระหว่างเซลล์ และสร้างเสถียรภาพให้กับบริเวณรอยต่อที่เรียกว่า immunological synapse ส่งผลให้เซลล์ NK สามารถหลั่งสารทำลายเซลล์มะเร็งอย่าง perforin และ granzyme B ได้อย่างเต็มที่และต่อเนื่อง เปลี่ยนการแตะสัมผัสแบบผิวเผินให้กลายเป็นการทำลายล้างที่เด็ดขาด
อย่างไรก็ตาม การมีเซลล์ NK ที่มีประสิทธิภาพสูงเพียงอย่างเดียวยังไม่เพียงพอในการเอาชนะสภาพแวดล้อมหลังการผ่าตัดที่มีการอักเสบรุนแรง ทีมวิจัยจึงได้พัฒนาอุปกรณ์นำส่งยาในรูปแบบแผ่นแปะที่มีโครงสร้างผสมผสาน เรียกว่า semi-spike patch โดยแผ่นแปะนี้ประกอบด้วยหัวเข็มขนาดจิ๋วหรือ microneedle เคลือบยาต้านการอักเสบ dexamethasone ติดอยู่บนโครงร่างไฮโดรเจลที่มีรูพรุน ออกแบบมาเพื่อให้สอดเข้าไปไว้ในโพรงแผลผ่าตัดได้โดยตรง เมื่อสอดแผ่นแปะเข้าไป หัวเข็มจะละลายและปลดปล่อยยา dexamethasone ออกมาอย่างรวดเร็วทันที เพื่อระงับการอักเสบ ลดสารกดภูมิคุ้มกัน และปรับสภาพแวดล้อมของเนื้อเยื่อบริเวณแผลให้กลับมาเป็นมิตรต่อระบบภูมิคุ้มกันก่อน
ลำดับถัดมา เซลล์ a-NK ที่ถูกบรรจุไว้ในโครงร่างไฮโดรเจลจะค่อยๆ ถูกปลดปล่อยออกมาอย่างช้าๆ และต่อเนื่องเป็นเวลาหลายวัน การจัดลำดับเวลาและพื้นที่ในการนำส่งสารเช่นนี้ช่วยป้องกันไม่ให้เซลล์ NK สัมผัสกับยาต้านการอักเสบโดยตรงจนเสียหน้าที่ ขณะเดียวกันก็ช่วยป้องกันไม่ให้เซลล์ a-NK เปลี่ยนสภาพไปเป็นเซลล์ที่ไร้ฤทธิ์จากการอักเสบของแผล ทำให้เซลล์ NK สามารถมุ่งหน้าเข้ากวาดล้างเซลล์มะเร็งที่หลงเหลืออยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
สิ่งที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้นคือ การทำงานของเซลล์ a-NK บริเวณแผลผ่าตัดไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการฆ่าเซลล์มะเร็งโดยตรงเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นผู้ประสานงานให้แก่ระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะเจาะจง โดยสารชีวโมเลกุลที่เซลล์ a-NK หลั่งออกมาระหว่างทำลายเซลล์มะเร็ง จะช่วยเรียกและกระตุ้นการทำงานของเซลล์นำเสนอแอนติเจนอย่าง dendritic cell ซึ่งจะนำชิ้นส่วนของเซลล์มะเร็งไปกระตุ้นเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด CD8+ T cell ต่อไป ก่อให้เกิดการสร้างระบบภูมิคุ้มกันจดจำระยะยาวที่มีฤทธิ์ต่อต้านการแพร่กระจายและการกลับมาเป็นซ้ำของมะเร็งได้อย่างยั่งยืน
ผลการทดสอบในแบบจำลองสัตว์ทดลองแสดงให้เห็นว่า แพลตฟอร์มนี้สามารถควบคุมการเจริญเติบโตของก้อนมะเร็งที่หลงเหลืออยู่ และยืดอายุขัยของสัตว์ทดลองได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการรักษาแบบเดิม โดยไม่พบความเป็นพิษต่ออวัยวะสำคัญ นับเป็นความก้าวหน้าทางวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่ประสานการปรับแต่งเซลล์ภูมิคุ้มกันเข้ากับเทคโนโลยีการนำส่งยาอย่างแม่นยำ ซึ่งเปิดทางสู่แนวทางการรักษาเสริมหลังการผ่าตัดที่มีศักยภาพสูงในการป้องกันมะเร็งกลับมาเกิดซ้ำในอนาคต
ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
ข้อมูลจาก เพจ เฟซบุ๊ก "Anan Jongkaewwattana"