การพัฒนาเทคนิคเลี้ยงเนื้อเยื่อ 3 มิติโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดจากการเหนี่ยวนำในการสร้างแบบจำลองเพื่อศึกษาการพัฒนาการของกระดูกปกติในมนุษย์และพยาธิกลไกของโรคกระดูก

Abstract

เทคโนโลยีวิศวกรรมเนื้อเยื่อเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ถูกนำมาใช้สร้างแบบจำลองนอกร่างกายเพื่อให้ได้เนื้อเยื่อที่ใกล้เคียงกับมนุษย์และลดการใช้สัตว์ทดลองในการวิจัยทางการแพทย์ การใช้สัตว์ทดลองยังมีข้อจำกัดในการเลียนแบบสรีรวิทยาของมนุษย์ กลไกระดับอณูชีววิทยา กลไกการเกิดโรค และผลการตอบสนองทางเภสัชจลศาสตร์ จุดประสงค์ของการวิจัยในครั้งนี้คือ เพื่อศึกษาการแสดงออกของยีนในเซลล์กระดูกที่ได้รับการพัฒนาและเปลี่ยนแปลงมาจากเซลล์มีเซ็นไคม์ (iMSCs) โดยเซลล์มีเซ็นไคม์นี้ได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิดที่ได้รับการเหนี่ยวนำจากผู้ป่วยโรคกระดูกเปราะ (Osteogenetic Imperfecta) เซลล์มีเซ็นไคม์ได้ถูกนำมาเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 4 สัปดาห์โดยแยกการทดลองเป็น 2 สภาวะ คือสภาวะ 2 มิติในจานเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ และสภาวะ 3 มิติในโครงเลี้ยงเซลล์ที่มีรูพรุน จากการวิเคราะห์การแสดงออกของยีนด้วยวิธี Real-time PCR พบว่ายีน RUNX2, SP7 และ COL1A1 มีการแสดงออกเพิ่มขึ้นในเซลล์ที่เลี้ยงในสภาวะ 3 มิติ เมื่อเทียบกับเซลล์ที่เลี้ยงในสภาวะ 2 มิติ ผลการทดลองดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าสิ่งแวดล้อมขนาดไมครอนในโครงเลี้ยงเซลล์มีอิทธิพลต่อการพัฒนาและเปลี่ยนแปลงของเซลล์มีเซ็นไคม์ให้ไปเป็นเซลล์กระดูก งานวิจัยนี้ได้นำเทคโนโลยีวิศวกรรมเนื้อเยื่อมาใช้ในการสร้างแบบจำลองเนื้อเยื่อนอกร่างกายและได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ในการค้นหาตัวชี้วัดทางชีวภาพของโรคกระดูกเปราะ ซึ่งตัวชี้วัดทางชีวภาพบางตัวอาจไม่ปรากฎในการเลี้ยงเซลล์แบบปกติบนจานเพาะเลี้ยง กานำเทคโนโลยีวิศวกรรมเนื้อเยื่อผนวกเข้ากับการศึกษาการแสดงออกของยีนสามารถนำไปสู่ข้อมูลกลไกการเกิดโรคและทำให้ทราบถึงโมเลกุลเป้าหมาย เพื่อใช้ในการออกแบบการรักษาที่เฉพาะเจาะจงแก่ผู้ป่วยโรคกระดูกเปราะต่อไป