เซลล์ที่กำหนดเอง: หน่วยการสร้างของยาเฉพาะบุคคล

• เขียนโดย:
• ชื่อผู้เขียน

  มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
• ตุลาคม 10, 2022

สรุปข้อมูลเชิงลึก

นักวิจัยกำลังพัฒนาเซลล์สังเคราะห์ที่สามารถเปลี่ยนการวินิจฉัยและการรักษาโรคได้ เซลล์เทียมเหล่านี้สร้างขึ้นจากองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต นำเสนอการกำหนดเป้าหมายของโรคได้อย่างแม่นยำ และปูทางไปสู่การแพทย์เฉพาะบุคคล โดยเอาชนะข้อจำกัดของเซลล์ธรรมชาติ การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีดังกล่าวทำให้เกิดคำถามด้านจริยธรรมที่สำคัญและต้องมีการควบคุมดูแลอย่างระมัดระวัง

บริบทเซลล์ที่กำหนดเอง

ในการค้นพบวิธีการรักษาทางการแพทย์ที่ล้ำสมัย บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ต้องทำลายขอบเขตของการรักษา ตัวอย่างเช่น นักชีววิทยาสังเคราะห์และวิศวกรกำลังเรียนรู้ที่จะสร้างเซลล์ที่ออกแบบเองซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงวิธีการวินิจฉัยและรักษาโรคในสักวันหนึ่ง

แม้ว่าจะมีการวิจัยที่สำคัญเกี่ยวกับพฤติกรรมของเซลล์ แต่ก็ไม่มีทางที่จะเข้าใจสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์ เป็นการยากที่จะคาดการณ์ว่าเซลล์จะตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมต่างๆ อย่างไร หรือจะตอบสนองอย่างไรเมื่อใช้ในการรักษา เซลล์สังเคราะห์หรือเซลล์กำหนดเองเป็นวิธีหนึ่งในการแก้ไขช่องว่างความรู้นี้ เซลล์ประดิษฐ์ถูกสร้างขึ้นจากองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตและสามารถปรับแต่งให้มีจีโนม ออร์แกเนลล์ และเส้นทางของเอนไซม์ที่เฉพาะเจาะจงได้ พวกมันมีศักยภาพที่จะทำหน้าที่เป็นเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งช่วยให้มียาที่เหมาะกับ DNA และโปรไฟล์ความเสี่ยงของโรคของแต่ละบุคคล (เช่น ยาเฉพาะบุคคล) 

การสร้างเซลล์เทียมมักประกอบด้วยพอลิเมอร์เพื่อเลียนแบบเยื่อหุ้มเซลล์ นาโนเทคโนโลยี เช่น ไมโครชิป และส่วนประกอบอื่นๆ ที่จะทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน ด้วยเหตุนี้ เซลล์สังเคราะห์จึงซับซ้อนพอที่จะนำไปใช้งานได้อย่างแม่นยำ แต่เรียบง่ายจนไม่สามารถพัฒนาและทำให้เกิดปฏิสัมพันธ์โดยไม่ได้ตั้งใจได้ นอกจากนี้ เซลล์ที่ไม่มีชีวิตยังควบคุมและจัดการได้ง่ายกว่าเซลล์ปกติ ด้วยโครงสร้างทางชีวเคมีที่ซับซ้อนน้อยกว่า จึงสามารถจัดโครงสร้างเพื่อกำหนดเป้าหมายโรคได้แม่นยำยิ่งขึ้น นอกจากนี้ รูปแบบที่ซับซ้อนของเซลล์สังเคราะห์ยังช่วยให้วิศวกรสามารถเลือกส่วนประกอบที่จำเป็นและกำจัดของเสียในเซลล์ ซึ่งสามารถสร้างปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เป็นอันตรายในร่างกายได้ 

ผลกระทบก่อกวน

นักวิทยาศาสตร์จะต้องปลูกฝังส่วนประกอบทางธรรมชาติ เช่น แบคทีเรียหรือยีสต์ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพขนาดใหญ่ เพื่อพัฒนายาที่ผลิตทางชีวภาพ เนื่องจากเซลล์ที่มีชีวิตเหล่านี้มีจีโนมที่ซับซ้อนมาก การใส่เส้นทางเมตาบอลิซึมใหม่เข้าไปจึงเป็นเรื่องที่ท้าทาย วิธีการผลิตยานี้มีค่าใช้จ่ายสูงและใช้ได้เฉพาะกับยาที่มีการค้าขายเป็นจำนวนมากเท่านั้น ในทางตรงกันข้าม เซลล์สังเคราะห์มีจีโนมที่ง่ายกว่ามากในการสร้าง

คุณลักษณะนี้ช่วยให้สามารถพัฒนายาเป้าหมายในปริมาณที่น้อยลง นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถผลิตวัคซีนตามความต้องการเพื่อปกป้องประชากรจากไวรัสหรือยารักษาโรคที่หาได้ยาก เซลล์สังเคราะห์ยังสามารถกำหนดเป้าหมายมะเร็งได้ในระดับที่เฉพาะเจาะจง ช่วยให้แพทย์สามารถสร้างยาที่เหมาะกับจีโนมเฉพาะของผู้ป่วยมะเร็งได้ 

ในทางตรงกันข้าม การวิจัยสเต็มเซลล์ประสบกับความก้าวหน้าครั้งสำคัญโดยใช้เซลล์แบบกำหนดเองสำหรับการใช้ยาเฉพาะบุคคล ตัวอย่างเช่น New York Stem Cell Foundation ได้สร้างเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนจากผู้ป่วยโรคเบาหวานประเภท 1 นักวิจัยเชื่อว่าการพัฒนานี้เป็นขั้นตอนสำคัญในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดที่มีสุขภาพดีและจำเพาะโรค ซึ่งสามารถนำมาใช้ทดแทนเซลล์ที่กลายพันธุ์หรือเซลล์ที่บกพร่องได้ อย่างไรก็ตาม วิธีการรักษานี้ยังคงมีความท้าทายอยู่บ้าง ซึ่งรวมถึงภูมิคุ้มกันทำลายตัวเอง ซึ่งร่างกายจะทำลายเซลล์ที่แข็งแรงของมัน นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ยังกังวลว่าสักวันหนึ่งองค์กรต่างๆ อาจใช้เซลล์สังเคราะห์ทดแทนเพื่อสร้างเด็กทารกจากนักออกแบบ

ผลกระทบของเซลล์ที่กำหนดเอง

ความหมายที่กว้างขึ้นของเซลล์ที่กำหนดเองอาจรวมถึง: 

• บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพพัฒนาวิธีการรักษาเฉพาะโรคเพื่อรักษาโรคมะเร็ง พาร์กินสัน และอัลไซเมอร์
• การเริ่มต้นตรวจสอบเทคโนโลยีการแก้ไข RNA ซึ่งเปลี่ยนแปลงวิธีการสร้างโปรตีน เครื่องมือแก้ไข RNA ดังกล่าวอาจพิสูจน์ได้ว่ามีคุณค่าและยืดหยุ่นมากกว่าเทคโนโลยีการแก้ไข CRISPR DNA
• เซลล์สังเคราะห์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ ณ จุดดูแลและการประยุกต์ใช้ในการรักษา 
• เพิ่มทุนวิจัยสำหรับเซลล์และอวัยวะเทียม ซึ่งรวมถึงอวัยวะบนชิป ดีเอ็นเอชิป และร่างกายบนชิป
• เพิ่มการถกเถียงและข้อบังคับเกี่ยวกับจริยธรรมของการรวมเซลล์ธรรมชาติกับเทคโนโลยีหรือการพัฒนามนุษย์สังเคราะห์
• บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพที่มุ่งเน้นด้านการแพทย์เฉพาะบุคคล โดยปรับแต่งการรักษาให้เหมาะกับลักษณะทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคล
• รัฐบาลและหน่วยงานกำกับดูแลเพิ่มความเข้มงวดในการตรวจสอบและกำหนดแนวทางที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยีชีวภาพ เพื่อให้มั่นใจถึงหลักปฏิบัติด้านจริยธรรมและความปลอดภัย

คำถามที่ต้องพิจารณา

• เซลล์สังเคราะห์สามารถช่วยผู้ป่วยเรื้อรังได้อย่างไร?
• รัฐบาลสามารถทำอะไรได้บ้างเพื่อให้แน่ใจว่าการวิจัยทางชีววิทยาสังเคราะห์ยังคงมีจริยธรรม?