Neural Stem Cells & Adult Neurogenesis for Thai Youth

เนื้องอกในสมอง (brain tumour) เป็นกลุ่มของเซลล์ที่มีความผิดปกติทางพันธุกรรม โดยมีการกลายพันธุ์ของสารพันธุกรรมซึ่งก็คือดีเอ็นเอที่อยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ กลุ่มเซลล์นี้มีความสามารถในการแบ่งตัวเพิ่มจำนานเซลล์ได้มากมายจนกลายเป็นก้อนขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นหรืออาจลุกลามได้ นอกจากนี้ยังพบว่าภายในก้อนเนื้องอกดังกล่าวยังอาจประกอบไปด้วยเซลล์หลากหลายชนิดที่มีโปรตีนใกล้เคียงกับเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียในภาวะปกติ

จากการสังเกตของนักวิทยาศาสตร์พบว่าถึงแม้การรักษาด้วยยาหรือรังสีทำให้เซลล์ที่อยู่ในเนื้องอกถูกทำลายไปได้จำจวนหนึ่ง แต่บางกรณีก้อนเนื้องอกก็สามารถเกิดขึ้นได้อีกครั้ง ต่อมาจึงได้มีข้อสมมติฐานว่าก้อนเนื้องอกที่อาจจะพัฒนาไปเป็นมะเร็งร้ายนั้นอาจประกอบไปด้วยกลุ่มเซลล์สองกลุ่ม คือ

1. เซลล์ที่มีคุณสมบัติคล้ายกับเซลล์ต้นกำเนิดประสาท กล่าวคือ มีความสามารถในการแบ่งตัวสร้างเซลล์ลูกได้มากมายหลายชนิด เซลล์กลุ่มนี้อาจเป็นกลุ่มเซลล์ที่ดื้อต่อยารักษามะเร็งและทำให้ก้อนเนื้อร้ายเกิดการลุกลามได้
2. เซลล์ที่พัฒนาแล้ว ออกจากวัฏจักรการแบ่งตัวของเซลล์แล้ว และอาจตอบสนองต่อการรักษาได้ดีกว่ากลุ่มเซลล์กลุ่มแรก

อย่างไรก็ตามแนวคิดที่ว่ามะเร็งสมองอาจเกิดมาจากเซลล์ต้นกำเนิดประสาท (neural stem cells) หรือเซลล์ตั้งต้นประสาท (neural progenitor cells) ที่กลายพันธุ์นั้นยังต้องการการทดลองพิสูจน์เพื่อหาข้อสรุปต่อไป ทั้งนี้เนื่องจากองค์ความรู้ด้านชีววิทยาของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทยังอยู่ในขั้นเริ่มต้น ปัจจุบันยังไม่สามารถหาตัวบ่งชี้ (markers) ที่สามารถระบุข้อแตกต่างระหว่างเซลล์สองกลุ่มนี้ รวมทั้งกลไกการควบคุมต่างๆ โดยเฉพาะแนวคิดในเรื่องความยืดหยุ่นของเซลล์ (cellular plasticity) และความยืดหยุ่นของสมอง (neuroplasticity) ที่อาจมีเชื่อมโยงกับกระบวนการเนื้องอกในสมอง ตัวอย่าวเช่น เซลล์ที่พัฒนาแล้ว (differentiated cells) หรือเซลล์ตั้งต้นประสาท สามารถที่จะปรับกลไกในเซลล์ให้กลายไปเป็นเซลล์ต้นกำเนิดประสาทได้โดยกระบวนการเจริญพัฒนาย้อนกลับ (dedifferentiation) หรือเซลล์จากอวัยวะอื่นๆ ก็สามารถปรับเปลี่ยนเครื่องมือภายในเซลล์ให้กลายไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่แบบเซลล์ประสาทได้ด้วยกระบวนการเจริญพัฒนาผ่าเหล่า (transdifferentiation) เช่น เซลล์ต้นกำเนิดที่อยู่ในกระแสเลือดสามารถเจริญพัฒนาไปเป็นเซลล์ประสาทได้ หรือ เซลล์อีเพ็นไดมาที่อยู่ที่โพรงสมองก็สามารถเจริญพัฒนาไปเป็นเซลล์ต้นกำเนิด/ตั้งตันประสาทได้ เป็นต้น  ความมหัศจรรย์ของระบบชีวภาพเหล่านี้ยิ่งทำให้เรื่องราวของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทกับการเกิดเนื้องอกซับซ้อนมากยิ่งขึ้น

แนวคิดเรื่องเซลล์ต้นกำเนิดประสาทกับกระบวนการเกิดเนื้องอกในสมองจึงอาจแบ่งออกได้เป็น 2 แนวคิด ตังแผนภาพด้านล่างนี้

แผนภาพแสดงความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ต้นกำเนิดประสาท (neural stem cells; NSC), เซลล์ตั้นต้นประสาท (neural progenitor cells; NPC), เซลล์ต้นกำเนิดที่ทำให้เกิดเนื้องอกในสมอง (brain tumour stem cells; BTSC) และการเกิดเนื้องอกในสมอง (brain tumour)

กลไกการเกิดเนื้องอกในสมองอาจมีความเป็นไปได้ 2 แบบ ดังนี้

ภาพ a BTSC อาจเกิดมากจาก NSC sรือ NPC ที่เกิดการกลายพันธุ์ (genetic mutations) ซึ่งเซลล์ BTSC นี้มีการพัฒนาและนำไปสู่การเกิดเนื้องอกในสมอง

ภาพ b NPC หรือเซลล์ที่มีการเจริญพัฒนาแล้ว (differentiated cells) เมื่อเกิดการกลายพันธุ์อาจเป็นตัวการสร้างเนื้องอกในสมอง ซึ่งการที่พบเซลล์ BTSC ในเนื้องอกนั้นเป็นผลพลอยได้ที่เกิดขึ้นหลังจากที่เกิดเนื้องอกแล้วซึ่งก้อนเนื้องอกใช้เซลล์ BTSC ในการคงอยู่ของก้อนเนื้อร้าย (tumour maintenance) แต่เซลล์ BTSC ไม่ได้จำเป็นในการสร้างเนื้องอก

ที่มา Neural stem cells, tumour stem cells and brain tumours: Dangerous relationships?

Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer
Volume 1776, Issue 2, December 2007, Pages 125-137

 โดยทั่วไปคุณสมบัติของเซลล์ต้นกำเนิดเนื้องอก (tumour stem cells) อาจสรุปได้ดังนี้

• สามารถแบ่งตัวสร้างเซลล์ลูกได้ ทำให้สามารถดำรงเผ่าพันธุ์เซลล์ต้นกำเนิดต่อไปได้ (self-renewal) ซึ่งเป็นคุณสมบัติหนึ่งที่บ่งบอกถึงความเป็นเซลล์กำเนิดในภาวะปกติ
• เซลล์ลูกที่สร้างขึ้นสามารถพัฒนาไปเป็นเซลล์ระบบประสาทได้หลายชนิด (multipotency) ได้แก่ เซลล์ประสาท เซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ เซล์แอสโทรไซต์
• เมื่อตรวจสอบโปรตีนบนผิวเซลล์พบว่ามีชนิดของดปรตีนที่ใกล้เคียงกับที่พบในเซลล์ต้นกำเนิดปกติ
• มีความเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรมหรือโครโมโซม
• เมื่อสกัดเอากลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดเนื้องอกนี้ เพาะขยายในห้องทดลอง แล้วนำไปปลูกถ่ายในสมองของสัตว์ทดลอง พบว่ากลุ่มเซลล์นี้ทำให้เกิดเนื้องอกสมองได้เหมือนกับที่เกิดขึ้นในสัตว์ทดลองที่เราสกัดเอาเซลล์ต้นกำเนิดเนื้องอกดังกล่าว

ที่มา Neural stem cells, tumour stem cells and brain tumours: Dangerous relationships?

Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer
Volume 1776, Issue 2, December 2007, Pages 125-137