วัคซีน คือ ตัวช่วยชีวิตมนุษย์จากโรคระบาด และหลายเหตุการณ์สำคัญ แต่กระบวนการผลิตวัคซีนใหม่ในแต่ละครั้งนั้นมีความซับซ้อน จึงต้องใช้เวลานาน และมักต้องใช้สัตว์หลายชนิดในการทดลองซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อชีวิตของสัตว์ ทำให้เกิดข้อความกังวลใจด้านจริยธรรมเกี่ยวกับการปฏิบัติต่อสัตว์ทดลองตามมา ปัญหาที่เกิดขึ้นนี้นำไปสู่การค้นหาทางออกของนักวิทยาศาสตร์ ด้วยการสร้างอวัยวะจิ๋วสำหรับใช้ทดลองวัคซีนกับสัตว์ในห้องปฏิบัติการ
ในช่วงที่เกิดการแพร่ระบาดของเชื้อไวรัสโควิด-19 (COVID-19) วัคซีนใหม่ที่ใช้ในเวลานั้นได้รับการทดสอบครั้งแรกกับหมู หนู เฟอร์เร็ต สัตว์ตระกูลลิง และสัตว์อื่น ๆ อีกหลายชนิด ก่อนที่จะนำมาทดสอบกับมนุษย์ ซึ่งใช้ระยะเวลาในการทดลองค่อนข้างนาน แม้ว่าการพัฒนาวัคซีนที่เหมาะสมกับมนุษย์ภายในเวลา 1 ปี จะเป็นความสำเร็จที่น่าทึ่ง แต่กระบวนการทดลองวัคซีนยังไม่เร็วมากพอที่จะนำมาใช้กับมนุษย์
เพื่อลดปัญหาที่เกิดจากการนำสัตว์มาทดลอง และใช้ระยะเวลาทดลองที่ค่อนข้างนานก่อนจะนำมาใช้กับมนุษย์ ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยคอร์เนล (Cornell University) และสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย (Georgia Institute Of Technology) ได้เสนอให้ทดสอบวัคซีนโดยใช้อวัยวะขนาดจิ๋ว หรือ ออร์แกนอยด์ (Organoids) ที่เป็นกลุ่มเซลล์ที่เพาะขึ้นในห้องแล็บ โดยสร้างขึ้นจากม้ามของสัตว์ ซึ่งจะสามารถทำงานได้คล้ายอวัยวะที่มีขนาดเล็ก
โดยปกติแล้วเมื่อฉีดวัคซีนที่มีเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ โมเลกุลแปลกปลอมหรือแอนติเจน จะนำพาเชื้อโรคเข้าโจมตีระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย ซึ่งขั้นตอนการตอบสนอง ระบบภูมิคุ้มกันจะสั่งให้บีเซลล์ (B Cell) หรือเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดหนึ่ง เริ่มผลิตแอนติบอดีเพื่อฆ่าแอนติเจน
อวัยวะจิ๋วนี้นักวิทยาศาสตร์พัฒนาขึ้นมาจากแมทริกซ์ไฮโดรเจล ซึ่งประกอบด้วยบีเซลล์ที่สกัดจากม้ามของหนูและโมเลกุลส่งสัญญาณ โดยนักวิทยาศาสตร์ได้ใช้อวัยวะจิ๋วในการทดสอบวัคซีนไข้กระต่าย (Tularemia) ซึ่งเป็นการติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรียฟรานซิเซลล่า ทูลารีซิส (Francisella tularensis) มนุษย์สามารถติดโรคนี้ได้จากการสัมผัสกระต่ายที่ติดเชื้อ หรือถูกแมลงที่มีเชื้อแบคทีเรียกัด โดยในปัจจุบันยังไม่มีวัคซีนที่ได้รับอนุญาตให้ใช้รักษาโรคไข้กระต่าย
นักวิทยาศาสตร์จึงได้ใช้วัคซีนไข้กระต่ายมาทดลองเปรียบเทียบการใช้งาน ระหว่างอวัยวะจิ๋วกับการทดสอบกับหนูทดลอง ผลการทดสอบพบว่าบีเซลล์ในอวัยวะจิ๋วและในหนู มีการตอบสนองต่อแอนติเจนในลักษณะเดียวกัน ซึ่งการศึกษาเผยให้เห็นว่าทั้งสองกรณี มีการผลิตแอนติบอดีที่จำเพาะต่อพาหะในจำนวนเท่า ๆ กันโดยประมาณ
การทดลองในครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าอวัยวะจิ๋วที่เพาะในห้องแล็บนั้นมีศักยภาพมากพอ และสามารถนำมาใช้เป็นทางเลือกใหม่สำหรับการทดสอบวัคซีนในปัจจุบัน ซึ่งแม้ว่าแนวทางนี้จะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ก็สามารถช่วยลดเวลา และจำนวนสัตว์ทดลองที่จะต้องถูกนำไปใช้ในการทดสอบวัคซีนใหม่ได้อย่างแน่นอน
ที่มาข้อมูล: interestingengineering, iflscience, medicalxpress
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech