นักวิทย์พบว่าเซลล์มะเร็งสามารถเดินทางออกจากเขาวงกตได้ !
#เซลล์กำหนดทิศทางได้อย่างไร
(เรียบเรียงโดย สัมโมทิก สวิชญาน)
หลายคนอาจไม่รู้มาก่อนว่าเซลล์สามารถเดินทางระยะไกลได้ ตัวอย่างเช่น เซลล์ตัวอ่อนเดินทางย้ายจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่ง เซลล์ระบบภูมิคุ้มกันเดินทางไปทำลายเชื้อโรค หรือเซลล์มะเร็งที่เดินทางแพร่กระจายไปทั่วร่างกาย (metastasis)
คำถามคือเซลล์เหล่านี้หาทางไปอย่างไร?
วิธีการหลักอย่างหนึ่งเรียกว่า chemotaxis คือเดินไปในทิศทางที่มีสารดึงดูดบางอย่าง (chemoattractant) เข้มข้นขึ้นเรื่อยๆ โดยใช้โปรตีนตัวรับ (receptor) บนเยื่อหุ้มเซลล์ดักจับสารดังกล่าว ถ้าโปรตีนฝั่งไหนดักจับได้มากกว่า เซลล์ก็จะรู้ว่าทิศทางนั้นมีความเข้มข้นมากขึ้น แล้วก็จะเคลื่อนที่ไปทางนั้น
ระดับความเข้มข้นที่เปลี่ยนแปลงไป คล้ายกับเนินที่มีความลาดชัน (gradient) โดยเซลล์จะเคลื่อนที่จากเนินต่ำ (ความเข้มข้นต่ำ) ไปเนินสูง (ความเข้มข้นสูง) โดยทั่วไป จุดเริ่มต้นกับปลายทางต้องมีระยะห่างกันไม่เกิน 1 มิลลิเมตร ความลาดชันถึงจะมากพอให้เซลล์อาศัยกระบวนการ chemotaxis แบบง่ายๆ ได้ แต่ถ้าเป็นระยะทางไกลกว่านี้ล่ะ ?
ถ้าเดินทางกันเป็นหมู่คณะ วิธีหนึ่งที่เซลล์ใช้เรียกว่า chemotaxis แบบ self-generated เหตุผลที่เรียกอย่างนี้ เพราะว่าเซลล์จะช่วยกันย่อยสารดึงดูดซึ่งทำให้ตรงไหนที่มีหมู่คณะสุมอยู่ ความเข้มข้นของสารดังกล่าวก็จะต่ำลง ทำให้เซลล์รู้ว่าต้องกระจายตัวออกไปไหนทิศทางไหน
วิธีนี้เป็นวิธีที่เซลล์มะเร็งใช้ในการเคลื่อนที่แพร่กระจาย ซึ่งฟังเผินๆ เหมือนจะเหมาะกับการเคลื่อนที่แยกออกจากกันแบบมั่วๆ ไปทั่วแบบไร้ทิศทาง คำถามคือ วิธีนี้จะใช้ได้หรือไม่กับกรณีที่มีปลายทางชัดเจน เช่นเวลาที่เซลล์ต้องฝ่าเขาวงกตซับซ้อนจากเนื้อเยื่อส่วนหนึ่งของร่างกายไปให้ถึงอีกส่วนหนึ่ง
ล่าสุด งานวิจัยในวารสาร Science ที่ตีพิมพ์เมื่อปลายเดือนสิงหาคม ค.ศ. 2020 ที่เพิ่งผ่านมานี้ พบว่าเป็นไปได้ โดยนักวิจัยทดลองสร้างเขาวงกตจริงๆ ให้เซลล์เดินหาทางออก ซึ่งกำหนดว่าเป็นแอ่ง chemoattractant ขนาดใหญ่ที่เซลล์ทั้งหลายกระหายอยากจะเข้ามาสุมรวมตัวกัน ระหว่างทางจะมีแยกหลอกที่เป็นทางตันอยู่เต็มไปหมด และมี chemoattractant เติมอยู่ที่ความเข้มข้นเท่าๆ กันทั่วทุกบริเวณ ผลคือพบว่า เซลล์ทั้งหลายใช้กลไก self-generated chemotaxis หาทางออกจนเจอได้ด้วย!
เกิดอะไรขึ้น?
เซลล์ที่ใช้ทดลองมีสองชนิดคือ เซลล์มะเร็งตับอ่อนในหนู และอะมีบาพันธุ์ Dictyostelia discoideum ซึ่งเลื่องชื่อลือนามว่าเป็น "เทพแห่ง chemotaxis"
ผลปรากฏว่า เซลล์มะเร็งตับอ่อนเคลื่อนตัวได้ช้ากว่าอะมีบา แต่ทั้งคู่ก็ไปถึงจุดหมายปลายทางได้ในที่สุด แน่นอนว่าเซลล์เหล่านี้ไม่ได้รู้หรอกว่าตัวเองอยู่ในเขาวงกต และไม่ได้มีหน่วยความจำว่าเดินทางผิดทางถูก เซลล์เหล่านี้ก็แค่เดินไปย่อยไป
ทีนี้ ระหว่างที่ย่อย เจ้า chemoattractant ก็จะแพร่จากบริเวณข้างๆ เข้ามาเติม ถ้าตรงไหนเป็นทางตัน สารดังกล่าวก็จะแพร่เข้ามาเติมจนหมด เซลล์ก็จะเลิกสนใจเส้นทางนั้นโดยไม่ต้องเดินเข้าไปด้วยซ้ำ ทำให้สุดท้ายแล้ว เซลล์เคลื่อนที่ไปทางที่มีสารแพร่เข้ามาเติมได้เรื่อยๆ ประหนึ่งไม่มีวันหมดนั่นเอง ซึ่งก็คือทางที่ต่อเชื่อมไปถึงทางออก ที่มีแอ่งยักษ์อยู่
สรุปแล้ว งานวิจัยนี้เป็นอีกเสียงหนึ่งที่ยืนยันว่า self-generated chemotaxis เป็นวิธีการทั่วๆ ไปที่เซลล์สามารถอพยพไปสู่เป้าหมายระยะไกลได้ เพราะเมื่อเดินไปย่อยไป เซลล์จะจับทิศทางได้ว่า chemoattractant แพร่เข้ามาเติมจากทิศทางไหน ฉะนั้น ต่อให้เนินจะราบเรียบเพียงใด หรือเส้นทางจะคดเคี้ยวขนาดไหน ตราบใดที่ต้นน้ำยังแพร่สารดึงดูดเป็นสัญญาณออกมาเรื่อยๆ เซลล์ก็จะคลำหาปลายทางเจอจนได้นั่นเอง
อ้างอิง
Seeing around corners: Cells solve mazes and respond at a distance using attractant breakdown โดย Luke Tweedy และคณะ ในนิตยสาร Science ฉบับ 28 สิงหาคม ค.ศ. 2020 (doi.org/10.1126/science.aay9792)
- 94
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
