เทคโนโลยีเพาะเลี้ยงเซลล์
มากกว่าทศวรรษที่ วินเซลล์ รีเซิร์ช สั่งสมประสบการณ์และพัฒนาทักษะอย่างต่อเนื่อง
เพื่อให้ทุกเซลล์ที่เพาะเลี้ยงได้มาตรฐานและปลอดภัย
Over the past decade, Wincell Research has accumulated experience and
continuously developed skills to culture cells in a standardized and safe manner.
เทคโนโลยีเพาะเลี้ยงเซลล์และเซลล์บำบัด
(CELL CULTURE TECHNOLOGY AND CELL THERAPY)
เซลล์ที่ผ่านการเพาะเลี้ยงที่ได้มาตรฐานและปลอดภัยถือเป็นสิ่งจำเป็นยิ่งต่อการนำไปประยุกต์ใช้ทางการแพทย์
การนำเซลล์ไปประยุกต์ใช้ทางการแพทย์เพื่อฟื้นฟูหรือเยียวยาปัญหาสุขภาพหรือที่เรียกว่า “เซลล์บำบัด (Cell therapy)” เริ่มเป็นที่รู้จักอย่างแพร่หลายทั้งในวงการแพทย์ นักวิจัย และผู้ป่วย เซลล์บำบัดสามารถแบ่งออกได้เป็นหลายประเภทขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์หรือวัตถุประสงค์ในการนำไปใช้ เช่น การฟื้นฟูระบบภูมิคุ้มกันด้วยเซลล์เม็ดเลือดบางประเภทหรือที่เรียกว่า “เซลล์ภูมิคุ้มกันบำบัด (Cellular immunotherapy)” และเซลล์ภูมิคุ้มกันบำบัดที่มุ่งเน้นการฟื้นฟูระบบภูมิคุ้มกันเพื่อต่อสู้กับเซลล์มะเร็งที่เกิดขึ้นในร่างกายของผู้ป่วยโรคมะเร็ง (Cancer immunotherapy) เป็นต้น
เซลล์บำบัดจัดเป็น “ผลิตภัณฑ์การแพทย์ขั้นสูง (Advanced therapy medicinal products หรือ ATMPs)“ ที่ผู้รับผลิตภัณฑ์ (Recipient) ต้องผ่านการตรวจวินิจฉัย ประเมินความพร้อม การดูแลรักษา และเวชปฏิบัติสำหรับหัตถการโดยแพทย์เท่านั้น การใช้เซลล์บำบัดจำเป็นต้องมี “ห้องปฏิบัติการเพาะเลี้ยงเซลล์ (Cell culture laboratory)” ที่ได้มาตรฐาน มีความปลอดภัย และปราศจากเชื้อหรือสิ่งแปลกปลอมปนเปื้อน ห้องปฏิบัติการเพาะเลี้ยงเซลล์ของวินเซลล์ รีเซิร์ช ได้รับอนุญาตจากสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา หรือ อย (Thai Food and Drug Administration หรือ Thai FDA) ให้เป็นสถานที่ผลิตยาแผนปัจจุบันตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2561
เซลล์บำบัดสามารถแบ่งตามผู้ให้และผู้รับเซลล์ได้เป็น 2 ลักษณะ คือ “ผู้ให้กับผู้รับเซลล์คือคนเดียวกัน (Autologous cell therapy)” เช่น การทำเซลล์เพชฌฆาตบำบัดเฉพาะบุคคล (Autologous natural killer (NK) cell therapy) และ “ผู้ให้กับผู้รับเซลล์คือคนละคนกัน (Allogeneic cell therapy)” เช่น การใช้เซลล์ต้นกำเนิดบำบัด (Stem cell therapy)
การทำเซลล์บำบัดแบบ Allogeneic สามารถนำเซลล์จากแหล่งเดียวที่ผ่านกระบวนการคัดสรรอย่างละเอียดรอบคอบมาเพาะเลี้ยงในปริมาณมากเพื่อใช้กับผู้ป่วยหลายราย ซึ่งถือว่ามีประโยชน์อย่างมากกับผู้ป่วยที่มีข้อจำกัดเรื่องจำนวนและคุณภาพของเซลล์ที่จะนำมาเป็นเซลล์ตั้งต้นในการทำเซลล์บำบัดแบบ Autologous
ตัวอย่างเช่น หากผู้ป่วยมะเร็งต้องการทำเซลล์เพชฌฆาตบำบัดร่วมกับวิธีการรักษามาตรฐานด้วยเคมีบำบัด แต่ตรวจพบว่าผู้ป่วยรายนี้มีจำนวนเซลล์เพชฌฆาตในกระแสเลือดน้อยมากและยังมีภาวะอ่อนแอร่วมด้วย กรณีเช่นนี้ การทำเซลล์เพชฌฆาตบำบัดเฉพาะบุคคลอาจทำได้ยากหรือไม่สามารถทำได้
แม้ว่าการทำเซลล์บำบัดแบบ Allogeneic อาจเป็นอีกหนึ่งทางเลือกสำหรับผู้ป่วยที่ไม่สามารถใช้เซลล์ตนเองได้ แต่การทำเซลล์บำบัดแบบ Allogeneic ก็ยังต้องมีความระมัดระวังอย่างมาก โดยเฉพาะอาการแพ้อันเนื่องมาจากการปฏิเสธการปลูกถ่ายเซลล์จากผู้อื่น (Transplant rejection) ซึ่งอาจทำให้เกิดอาการแพ้อย่างรุนแรงหรือเฉียบพลันได้
เทคโนโลยีเพาะเลี้ยงเซลล์ (Cell culture technology) ที่มีประสิทธิภาพ ได้มาตรฐาน และปลอดภัยจึงมีความสำคัญอย่างมากต่อการทำเซลล์บำบัดที่มีคุณภาพและไม่ก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพแก่ผู้เข้ารับการบำบัด
วินเซลล์ รีเซิรช สร้างเครือข่ายงานวิจัยและความร่วมมือกับองค์กรชั้นนำทั้งในและต่างประเทศ เซ่น สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ สำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล และมหาวิทยาลัยโอซากะ ประเทศญี่ปุ่น เป็นต้น ทั้งนี้ก็เพื่อยกระดับคุณภาพและมาตรฐานการเพาะเลี้ยงเซลล์เพื่อประโยชน์ทางการแพทย์ของไทยให้ทัดเทียมนานาอารยประเทศ
นับเป็นเวลากว่าทศวรรษที่ วินเซลล์ รีเซิร์ช ไม่เคยหยุดพัฒนาและแสวงหานวัตกรรมใหม่ ๆ เพื่อเพิ่มศักยภาพและประสิทธิภาพการเพาะเลี้ยงเซลล์สำหรับการนำไปประยุกต์ใช้ทางด้านงานวิจัยและการแพทย์ ปัจจุบัน วินเซลล์ รีเซิร์ช ให้บริการเพาะเลี้ยงเซลล์ 3 กลุ่มหลัก คือ เซลล์เดนไดรต์ (Dendritic cells หรือ DCs) สำหรับการพัฒนาเป็นวัคซีนมะเร็ง (Cancer vaccine) เซลล์นักฆ่า (Killer cells) ในระบบภูมิคุ้มกัน และเซลล์ต้นกำเนิด (Stem cells)
เซลล์เดนไดรต์เพื่อการพัฒนาวัคซีนมะเร็ง
(DCs FOR CANCER VACCINE DEVELOPMENT)
> WT1-pulsed DC cancer vaccine
เซลล์เดนไดรต์ (Dendritic cells หรือ DCs) คือเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด (Innate immune system) ที่ทำหน้าที่นำเสนอสารก่อภูมิต้านทาน (Antigen presentation) ให้กับเซลล์ที่ทำหน้าที่กำจัดสิ่งแปลกปลอมโดยเฉพาะเซลล์ทีนักฆ่า (Killer T cells หรือ Cytotoxic T cells) ในระบบภุมิคุ้มกันแบบจำเพาะ (Specific immune system) ด้วยเหตุนี้เซลล์เดนไดรต์จึงเปรียบเสมือนผู้ประสานงานระหว่างระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะ ซึ่งถือเป็นบทบาทสำคัญในระบบภูมิคุ้มกันที่ถูกนำมาประยุกต์ใช้เพื่อการพัฒนาวัคซีนมะเร็ง (Cancer vaccine)
วัคซีนมะเร็งแบบ WT1-pulsed DC cancer vaccine มุ่งเน้นการกระตุ้นเซลล์ทีด้วยสารก่อภูมิต้านทานที่บ่งชี้ถึงเซลล์มะเร็ง (Cancer antigen) โดยเฉพาะโปรตีนเนื้องอก Wilms 1 (Wilms tumor 1 หรือ WT1) ที่พบได้มากกับมะเร็งหลายชนิด เมื่อเซลล์เดนไดรต์นำเสนอ WT1 ให้แก่เซลล์ทีในต่อมน้ำเหลือง (Lymph node) เซลล์ทีก็จะเรียนรู้และจดจำเซลล์มะเร็ง เมื่อมีเซลล์มะเร็งเกิดขึ้นในร่างกาย เซลล์ทีเหล่านี้ก็จะมีความพร้อมในการกำจัดเซลล์มะเร็งได้อย่างทันท่วงที
แม้ว่าเทคโนโลยีเพาะเลี้ยงและกระตุ้นเซลล์เดนไดรต์ด้วย WT1 นี้ถูกคิดค้นขึ้นเพื่อพัฒนาเป็นวัคซีนมะเร็ง แต่ยังไม่เคยถูกใช้ในเชิงป้องกัน ปัจจุบันจะใช้วัคซีนมะเร็งประเภทนี้ร่วมกับการรักษาโรคมะเร็งด้วยวิธีมาตรฐานเป็นหลัก ทั้งนี้ก็เพื่อช่วยในเรื่องของการบำบัดฟื้นฟูระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยมะเร็งและลดโอกาสการเกิดมะเร็งซ้ำ (Cancer recurrence) ร่วมด้วย
เทคโนโลยีเพาะเลี้ยงและกระตุ้นเซลล์เดนไดรต์ที่วินเซลล์ รีเซิร์ช ใช้ ได้รับการถ่ายทอดมาจากประเทศญี่ปุ่น ซึ่งถือเป็นเอกสิทธิ์หนึ่งเดียวในประเทศไทยที่ วินเซลล์ รีเซิร์ช ได้รับและสามารถให้บริการนี้ได้
เซลล์นักฆ่าในระบบภูมิคุ้มกัน
(KILLER CELLS IN THE IMMUNE SYSTEM)
> กลุ่มเซลล์ภูมิคุ้มกันที่มีเซลล์เพชฌฆาตเป็นหลัก
> กลุ่มเซลล์ภูมิคุ้มกันที่มีเซลล์ทีนักฆ่าเป็นหลัก
เซลล์นักฆ่า (Killer cells) คือ เซลล์ภูมิคุ้มกัน (Immune cells) หรือ เซลล์เม็ดเลือดขาว (Leukocytes) ประเภทหนึ่งที่เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบภูมิคุ้มกัน (Immune system) และมีบทบาทหน้าที่หลักในการกำจัดสิ่งแปลกปลอมภายในร่างกาย เช่น เซลล์มะเร็ง (Cancer cells) และ เซลล์ที่ติดเชื้อไวรัส (Virus-infected cells) เป็นต้น เซลล์นักฆ่าในระบบภูมิคุ้มกันที่พบในระบบไหลเวียน (Circulation system) สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ชนิด คือ
- เซลล์เพชฌฆาต (Natural killer (NK) cells) คือ เซลล์เม็ดเลือดขาวประเภทลิมโฟไซต์ (Lymphocytes) ที่เป็นเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด (Innate immune system) พบได้ร้อยละ 5 ถึง 20 ของลิมโฟไซต์ทั้งหมดในระบบไหลเวียน เซลล์เพชฌฆาตสามารถกำจัดสิ่งแปลกปลอมได้ทันทีโดยไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการเรียนรู้หรือจดจำก่อนล่วงหน้า
- เซลล์ทีนักฆ่า (Killer T cells หรือ Cytotoxic T cells หรือ Cytotoxic T lymphocytes (CTLs)) คือ เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด ลิมโฟไซต์ที่เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะ (Adaptive immune system) พบได้ร้อยละ 20 ถึง 30 ของเซลล์ทีทั้งหมดในระบบไหลเวียน เซลล์ทีนักฆ่าสามารถกำจัดสิ่งแปลกปลอมได้เมื่อมีการเรียนรู้จดจำสิ่งแปลกปลอมเหล่านี้ก่อนล่วงหน้า
- Natural killer T (NKT) cells เป็นกลุ่มย่อยของเซลล์ที (T cells) ที่มีลักษณะผสมผสานกันของทั้งเซลล์เพชฌฆาตและเซลล์ที คือสามารถสร้างและปล่อยสารส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ที่เรียกว่า “ไซโตไคน์ (Cytokines)” และสามารถกำจัดเซลล์แปลกปลอมได้ทันทีเสมือนเซลล์เพชฌฆาต NKT cells พบได้น้อยกว่าร้อยละ 1 ของเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดนิวเคลียสเดียว (Peripheral blood mononuclear cells หรือ PBMCs) ที่ประกอบด้วยลิมโฟไซต์และโมโนไซต์ (Monocytes)
- Gamma delta T cells (γδ T cells) เป็นอีกกลุ่มย่อยของเซลล์ทีที่มีกลุ่มโปรตีนบนผิวเซลล์ (Receptors) ที่ต่างไปจากเซลล์ที γδ T cells สามารถจดจำสารก่อภูมิต้านทาน (Antigens) ได้หลากหลายชนิด และมักจะทำหน้าที่ในการตอบสนองต่อการกำจัดเซลล์ติดเชื้อและเซลล์มะเร็งในช่วงต้น เซลล์นักฆ่าประเภทนี้สามารถพบได้ราวร้อยละ 1 ถึง 5 ของเซลล์ทีทั้งหมดในระบบไหลเวียน
กลุ่มย่อยของเซลล์เพชฌฆาตที่มีการแสดงออกของโปรตีนบนผิวเซลล์ที่แตกต่างกันและมีบทบาทหน้าที่รวมทั้งความสามารถในการกำจัดเซลล์แปลกปลอมและการสร้างไซโตไคน์ที่แตกต่างกันออกไป
การตรวจวิเคราะห์ประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์เพชฌฆาตในการกำจัดเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวด้วยเทคนิค Microfluorometry เซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวจะถูกย้อมด้วยสารเรืองแสงก่อนบ่มร่วมกับเซลล์เพชฌฆาตและวัดจำนวนเซลล์เม็ดเลือดขาวที่ลดลงจากชั่วโมงที่ 0 เทียบกับชั่วโมงที่ 4 ของการบ่ม
เซลล์ทีบางชนิดที่ใช้โปรตีนบนผิวเซลล์จำพวก Cluster of differentiation (CD) ในการจัดจำแนก
เซลล์ทีนักฆ่า (สีฟ้า) กำลังเข้ากำจัดเซลล์มะเร็ง (สีชมพูม่วง)
การนำเซลล์นักฆ่าในระบบไหลเวียนมาเพาะเลี้ยงและกระตุ้นการเจริญเติบโตและการทำงานภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการอาจต้องใช้สารส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ที่เรียกว่าไซโตไคน์หลายชนิด หนึ่งในไซโตไคน์ที่นิยมนำมาใช้และมีความจำเพาะกับกลุ่มเซลล์เม็ดเลือดขาว คือ “ลิมโฟไคน์ (Lymphokines)” เช่น Interleukin-2 (IL-2) การใช้ลิมโฟไคน์ในการเพาะเลี้ยงเซลล์สามารถเหนี่ยวนำและกระตุ้นให้เกิดเซลล์นักฆ่าขึ้นได้ด้วย อาทิเช่น Cytokine-induced killer (CIK) cells และ Lymphokine-activated killer (LAK) cells
เป็นเวลามากกว่าทศวรรษที่ วินเซลล์ รีเซิร์ช สั่งสมประสบการณ์และพัฒนาเทคโนโลยีเพาะเลี้ยงเซลล์เพื่อประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ให้ได้มาตรฐานในระดับสากล ปัจจุบัน วินเซลล์ รีเซิร์ช ให้บริการเพาะเลี้ยง “เซลล์นักฆ่าแบบบูรณาการ (Integrative killer cells)” ซึ่งเป็นการเพาะเลี้ยงและกระตุ้นเซลล์นักฆ่าผสมผสานกันแต่จะมุ่งเน้นกลุ่มเซลล์นักฆ่าที่แตกต่างกันออกไป ได้แก่
- กลุ่มเซลล์ภูมิคุ้มกันที่มีเซลล์เพชฌฆาตเป็นหลัก
- กลุ่มเซลล์ภูมิคุ้มกันที่มีเซลล์ที่นักฆ่าเป็นหลัก
เซลล์นักฆ่ามีบทบาทสำคัญอย่างมากต่อกลไกการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดสิ่งแปลกปลอมที่คุกคามสุขภาพของเรา ในทางการแพทย์เซลล์นักฆ่าที่สมบูรณ์แข็งแรงและมีจำนวนที่เหมาะสมคือดัชนีชี้วัดขีดความสามารถของระบบภูมิคุ้มกันในการต่อสู้กับโรคร้ายโดยเฉพาะโรคมะเร็ง การทำเซลล์บำบัดที่มุ่งเน้นการเพิ่มจำนวนและกระตุ้นเซลล์นักฆ่าจึงเป็นอีกหนึ่งทางเลือกในการฟื้นฟูระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยมะเร็งที่แพทย์เลือกใช้ร่วมกับการรักษาด้วยวิธีมาตรฐาน เช่น การผ่าตัด รังสีบำบัด และเคมีบำบัด เป็นต้น
เซลล์ต้นกำเนิด
(STEM CELLS)
> เซลล์ต้นกำเนิดจากเยื่อถุงน้ำคร่ำ (AM-Regenerative cells)
> เซลล์ต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อสายสะดือ (UC-Regenerative cells)
อายุที่เพิ่มขึ้นหรือความชราภาพ (Senescence) และรูปแบบการดำรงชีวิตที่ไม่เหมาะสมส่งผลกระทบโดยตรงต่อการทำงานของเซลล์ที่ผิดปกติและการเกิดโรคเสื่อม (Degenerative diseases) เช่น โรคหัวใจและหลอดเลือด โรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน โรคเบาหวาน และโรคข้อเสื่อม เป็นต้น
เซลล์ต้นกำเนิด (Stem cells) คือเซลล์ตั้งต้นที่สามารถพัฒนาไปเป็นเซลล์ต่าง ๆ ได้หลากหลายชนิด เซลล์ต้นกำเนิดจึงเป็นเครื่องมือสำคัญที่ร่างกายใช้ในการซ่อมแซมอวัยวะหรือระบบที่สึกหรอหรือเสียหาย อย่างไรก็ตาม เซลล์ต้นกำเนิดที่มีอยู่ในร่างกายของเรามีจำนวนจำกัดและยังลดลงหรือเสื่อมถอยไปตามกาลเวลาด้วยเช่นกัน
เซลล์ต้นกำเนิดที่คัดแยกมาจากแหล่งต่าง ๆ เช่น เยื่อถุงน้ำคร่ำ (Amniotic membrane หรือ AM) และเนื้อเยื่อสายสะดือ (Umbilical cord (UC) tissue) ถูกนำมาศึกษา วิจัย และประยุกต์ใช้ทางการแพทย์เพื่อเยียวยาและฟื้นฟูผู้ป่วยโรคเสื่อมอย่างแพร่หลาย เซลล์ต้นกำเนิดจึงมีบทบาทสำคัญต่อเวชศาสตร์ฟื้นฟู (Regenerative medicine) และเวชศาสตร์ชะลอวัย (Anti-aging medicine) มาอย่างยาวนาน
