บทความอายุยืน

นักวิจัยค้นพบวิธีการปลูกกระดูกอ่อนข้อต่อขึ้นใหม่

นักวิจัยค้นพบวิธีการใหม่ในการสร้างกระดูกอ่อนข้อในหนูและเนื้อเยื่อของมนุษย์
  • นักวิจัยค้นพบวิธีใหม่ในการสร้างกระดูกอ่อนข้อในหนูและเนื้อเยื่อของมนุษย์

  • ในอดีต กระดูกอ่อนที่เสียหายจะได้รับการบำบัดด้วยการแตกหักแบบไมโคร โดยเจาะรูเล็กๆ บนผิวข้อต่อ และร่างกายจะสร้างเนื้อเยื่อไฟโบรกระดูกอ่อนใหม่ในข้อต่อ ซึ่งมีลักษณะคล้ายเนื้อเยื่อแผลเป็นมากกว่ากระดูกอ่อนตามธรรมชาติ 

  • ตอนนี้พวกเขาพบว่า microfracture กระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดจากโครงกระดูกและโปรตีนโมเลกุลของกระดูก morphogenetic 2 (bmp2) จะเริ่มต้นการสร้างกระดูกหลังจากการแตกหักของกระดูก

  • อย่างไรก็ตาม พวกเขาหยุดกระบวนการระหว่างทางโดยการปิดกั้นโมเลกุลส่งสัญญาณอื่น ซึ่งนำไปสู่การพัฒนากระดูกอ่อนที่มีเซลล์คล้ายกับกระดูกอ่อนตามธรรมชาติ 

บทความนี้ถูกโพสต์ในศูนย์ข่าวแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด: 

ในการศึกษาในห้องปฏิบัติการ นักวิจัยของคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้ค้นพบวิธีสร้างกระดูกอ่อนขึ้นมาใหม่ซึ่งช่วยลดการเคลื่อนไหวระหว่างกระดูก

นักวิจัยจากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้ค้นพบวิธีการงอกใหม่ของกระดูกอ่อนที่พบในข้อต่อในหนูและเนื้อเยื่อของมนุษย์

การสูญเสียชั้นเนื้อเยื่อที่ลื่นและดูดซับแรงกระแทกนี้ เรียกว่ากระดูกอ่อนข้อ เป็นสาเหตุให้เกิดอาการปวดข้อและข้ออักเสบในหลายกรณี ซึ่งสร้างความเสียหายให้กับชาวอเมริกันมากกว่า 55 ล้านคน ชาวอเมริกันที่เป็นผู้ใหญ่เกือบ 1 ใน 4 ต้องทนทุกข์ทรมานจากโรคข้ออักเสบ และโดยทั่วไปแล้วมีอาการปวดข้อและการอักเสบมากกว่ามาก

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดค้นพบวิธีการปลูกกระดูกอ่อนข้อขึ้นใหม่โดยทำให้เกิดการบาดเจ็บเล็กน้อยต่อเนื้อเยื่อข้อต่อ จากนั้นจึงใช้สัญญาณทางเคมีเพื่อควบคุมการเจริญเติบโตของเซลล์ต้นกำเนิดจากโครงกระดูกในขณะที่อาการบาดเจ็บหายดี งานนี้ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 17 สิงหาคมในวารสาร nature medicine

“กระดูกอ่อนแทบไม่มีศักยภาพในการฟื้นฟูเลยในวัยผู้ใหญ่ ดังนั้นเมื่อมันได้รับบาดเจ็บหรือหายไปแล้ว สิ่งที่เราสามารถทำได้เพื่อผู้ป่วยจึงมีจำกัดมาก” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านศัลยกรรม ดร. Charles KF Chan กล่าว “เป็นเรื่องน่ายินดีเป็นอย่างยิ่งที่ได้พบวิธีที่จะช่วยให้ร่างกายสร้างเนื้อเยื่อที่สำคัญนี้ขึ้นมาใหม่”

งานวิจัยนี้ต่อยอดจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ซึ่งส่งผลให้มีการแยกเซลล์ต้นกำเนิดจากโครงกระดูก ซึ่งเป็นเซลล์ที่สร้างใหม่ได้เองซึ่งมีหน้าที่ในการผลิตกระดูก กระดูกอ่อน และเซลล์ชนิดพิเศษที่ช่วยให้เซลล์เม็ดเลือดพัฒนาในไขกระดูก งานวิจัยใหม่นี้เหมือนกับการค้นพบเซลล์ต้นกำเนิดจากหนูและเซลล์ต้นกำเนิดจากโครงกระดูกมนุษย์ก่อนหน้านี้ ส่วนใหญ่ดำเนินการในห้องปฏิบัติการของ chan และศาสตราจารย์ด้านศัลยกรรม michael longaker, md

กระดูกอ่อนข้อเป็นเนื้อเยื่อที่ซับซ้อนและเฉพาะทางซึ่งช่วยกันกระแทกระหว่างกระดูกบริเวณข้อต่อต่างๆ เมื่อกระดูกอ่อนได้รับความเสียหายจากการบาดเจ็บ โรค หรือเพียงบางลงตามอายุ กระดูกสามารถเสียดสีกันโดยตรง ทำให้เกิดอาการปวดและอักเสบ ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดโรคข้ออักเสบได้ในที่สุด

กระดูกอ่อนที่เสียหายสามารถรักษาได้ด้วยเทคนิคที่เรียกว่า microfracture โดยการเจาะรูเล็กๆ บนพื้นผิวของข้อต่อ เทคนิคการแตกหักแบบไมโครกระตุ้นให้ร่างกายสร้างเนื้อเยื่อใหม่ในข้อต่อ แต่เนื้อเยื่อใหม่นั้นไม่เหมือนกระดูกอ่อนมากนัก

“การแตกหักแบบจุลภาคส่งผลให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า fibrocartilage ซึ่งมีลักษณะเหมือนเนื้อเยื่อแผลเป็นมากกว่ากระดูกอ่อนตามธรรมชาติ” Chan กล่าว “มันครอบคลุมกระดูกและดีกว่าไม่มีอะไรเลย แต่ไม่มีการเด้งกลับและความยืดหยุ่นของกระดูกอ่อนตามธรรมชาติ และมีแนวโน้มที่จะสลายตัวค่อนข้างเร็ว”

การวิจัยล่าสุดบางส่วนเกิดขึ้นจากผลงานของศัลยแพทย์ matthew murphy ปริญญาเอก นักวิจัยรับเชิญที่ stanford ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ “ฉันไม่เคยรู้สึกว่ามีใครเข้าใจจริงๆ ว่าการแตกหักของกระดูกขนาดเล็กทำงานอย่างไร” เมอร์ฟี่กล่าว “ฉันตระหนักว่าวิธีเดียวที่จะเข้าใจกระบวนการนี้คือการดูว่าสเต็มเซลล์กำลังทำอะไรอยู่หลังจากการแตกหักของจุลภาค” เมอร์ฟี่เป็นผู้เขียนนำในบทความนี้ chan และ longaker เป็นผู้เขียนร่วมอาวุโส

ชานกล่าวว่า เป็นเวลานานแล้วที่ผู้คนสันนิษฐานว่ากระดูกอ่อนของผู้ใหญ่จะไม่งอกใหม่หลังจากได้รับบาดเจ็บ เนื่องจากเนื้อเยื่อไม่มีสเต็มเซลล์โครงกระดูกจำนวนมากที่สามารถกระตุ้นการทำงานได้ การทำงานในรูปแบบเมาส์ ทีมงานบันทึกว่าการแตกหักแบบไมโครได้กระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดโครงกระดูก อย่างไรก็ตาม ปล่อยให้อุปกรณ์ของตัวเองทำงาน เซลล์ต้นกำเนิดโครงกระดูกที่ถูกกระตุ้นเหล่านี้จะสร้างกระดูกอ่อนในข้อต่อขึ้นมาใหม่

แต่จะเกิดอะไรขึ้นหากกระบวนการบำบัดหลังจากการแตกหักระดับจุลภาคสามารถมุ่งไปสู่การพัฒนาของกระดูกอ่อนและอยู่ห่างจากกระดูกอ่อนได้? นักวิจัยรู้ดีว่าในขณะที่กระดูกพัฒนาขึ้น เซลล์จะต้องผ่านระยะกระดูกอ่อนก่อนจึงจะกลายเป็นกระดูก พวกเขามีความคิดที่ว่าพวกเขาอาจกระตุ้นให้เซลล์ต้นกำเนิดโครงกระดูกในข้อต่อเริ่มต้นตามเส้นทางสู่การเป็นกระดูก แต่หยุดกระบวนการที่ระยะกระดูกอ่อน

นักวิจัยใช้โมเลกุลอันทรงพลังที่เรียกว่า bone morphogenetic protein 2 (bmp2) เพื่อเริ่มต้นการสร้างกระดูกหลังการแตกหักของกระดูก แต่จากนั้นก็หยุดกระบวนการนี้ลงตรงกลางด้วยโมเลกุลที่ขัดขวางโมเลกุลส่งสัญญาณอื่นที่สำคัญในการสร้างกระดูก ที่เรียกว่า vascular endothelial growth factor (vegf)

“สิ่งที่เราได้คือกระดูกอ่อนที่สร้างจากเซลล์ประเภทเดียวกับกระดูกอ่อนตามธรรมชาติและมีคุณสมบัติเชิงกลที่เทียบเคียงได้ ซึ่งแตกต่างจากกระดูกอ่อนของไฟโบรคาร์ทิลที่เรามักจะได้รับ” ชานกล่าว “มันยังช่วยฟื้นความคล่องตัวให้กับหนูที่เป็นโรคข้อเข่าเสื่อม และลดความเจ็บปวดลงได้อย่างมาก”

เพื่อเป็นการพิสูจน์หลักการที่ว่าสิ่งนี้อาจได้ผลในมนุษย์ด้วย นักวิจัยได้ย้ายเนื้อเยื่อของมนุษย์ไปยังหนูที่ได้รับการอบรมมาเพื่อไม่ให้ปฏิเสธเนื้อเยื่อ และสามารถแสดงให้เห็นว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากโครงกระดูกของมนุษย์สามารถนำไปสู่การพัฒนากระดูกได้ แต่หยุดที่กระดูกอ่อน เวที.

ขั้นต่อไปของการวิจัยคือทำการทดลองที่คล้ายกันในสัตว์ขนาดใหญ่ก่อนที่จะเริ่มการทดลองทางคลินิกในมนุษย์ เมอร์ฟีชี้ให้เห็นว่าเนื่องจากความยากลำบากในการทำงานกับข้อต่อของเมาส์ที่มีขนาดเล็กมาก อาจมีการปรับปรุงระบบบางอย่างที่พวกเขาสามารถทำได้เมื่อขยับเข้าไปในข้อต่อที่ค่อนข้างใหญ่

การทดลองทางคลินิกในมนุษย์ครั้งแรกอาจมีไว้สำหรับผู้ที่เป็นโรคข้ออักเสบบริเวณนิ้วมือและนิ้วเท้า “เราอาจเริ่มต้นด้วยข้อต่อเล็กๆ และหากได้ผล เราก็จะขยับขึ้นไปที่ข้อต่อที่ใหญ่ขึ้น เช่น หัวเข่า” เมอร์ฟี่กล่าว “ในปัจจุบัน การผ่าตัดข้ออักเสบที่นิ้วมือที่พบบ่อยที่สุดอย่างหนึ่งคือการเอากระดูกบริเวณโคนนิ้วหัวแม่มือออก ในกรณีเช่นนี้ เราอาจลองทำวิธีนี้เพื่อรักษาข้อต่อไว้ และถ้ามันไม่ได้ผล เราก็เอากระดูกออกเหมือนที่เราจะทำอยู่แล้ว มีศักยภาพอย่างมากในการปรับปรุง และข้อเสียคือเราจะกลับมาเป็นเหมือนเดิมอีกครั้ง”

Longaker ชี้ให้เห็นว่าข้อดีอย่างหนึ่งของการค้นพบนี้ก็คือส่วนประกอบหลักของการบำบัดที่เป็นไปได้นั้นได้รับการอนุมัติว่าปลอดภัยและมีประสิทธิภาพจาก FDA “BMP2 ได้รับการอนุมัติแล้วว่าสามารถช่วยรักษากระดูกได้ และสารยับยั้ง VEGF ก็ถูกนำมาใช้เป็นยาต้านมะเร็งอยู่แล้ว” Longaker กล่าว “สิ่งนี้จะช่วยเร่งการอนุมัติการบำบัดใดๆ ที่เราพัฒนาขึ้น”

การผ่าตัดเปลี่ยนข้อได้ปฏิวัติวิธีที่แพทย์รักษาโรคข้ออักเสบ และเป็นเรื่องปกติมาก เมื่ออายุ 80 ปี 1 ใน 10 คนจะได้รับการผ่าตัดเปลี่ยนข้อสะโพก และ 1 ใน 20 คนจะได้รับการผ่าตัดเปลี่ยนข้อเข่า แต่การเปลี่ยนข้อดังกล่าวเป็นการผ่าตัดที่รุกรานอย่างมาก มีอายุขัยที่จำกัด และจะดำเนินการหลังจากเกิดโรคข้ออักเสบและผู้ป่วยต้องทนกับความเจ็บปวดที่ยาวนานเท่านั้น นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาสามารถจินตนาการถึงเวลาที่ผู้คนสามารถหลีกเลี่ยงการเป็นโรคข้ออักเสบได้ตั้งแต่แรกด้วยการฟื้นฟูกระดูกอ่อนในข้อต่อก่อนที่จะสลายไปอย่างรุนแรง

“แนวคิดหนึ่งคือการทำตามแบบจำลอง 'Jiffy Lube' ของการเติมเต็มกระดูกอ่อน” Longaker กล่าว “คุณไม่รอให้ความเสียหายสะสม คุณเข้าไปเป็นระยะๆ และใช้เทคนิคนี้เพื่อเพิ่มกระดูกอ่อนข้อของคุณก่อนที่คุณจะมีปัญหา”

การศึกษานี้ตีพิมพ์ใน ยาธรรมชาติ ในเดือนสิงหาคม 2020 



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า