ข่าว | แบบจำลองการหลั่งน้ำนมมนุษย์ครั้งแรก: ETH Zurich พิมพ์ระบบผลิตน้ำนมขนาดจิ๋วแบบ 3D

ข่าว | เปิดตัวแบบจำลองการหลั่งน้ำนมมนุษย์ครั้งแรก ETH Zurich พิมพ์ "โรงงานน้ำนมแม่ขนาดจิ๋ว" แบบ 3D

แม้น้ำนมแม่จะเป็น "สารอาหารชั้นยอด" ตามธรรมชาติที่เหมาะกับทารกโดยเฉพาะ แต่น่าประหลาดใจที่วงการวิทยาศาสตร์ยังรู้เกี่ยวกับกลไกการสร้างน้ำนมในต่อมน้ำนมน้อยมาก เพื่อไขความลับของกระบวนการสำคัญต่อชีวิตนี้ ทีมวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์มาร์ซี เซโนบี-วง ประธานสาขาวิศวกรรมเนื้อเยื่อและการผลิตทางชีวภาพแห่ง ETH Zurich ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ได้พัฒนาแบบจำลองเนื้อเยื่อเต้านมมนุษย์ที่พิมพ์แบบ 3D และสามารถผลิตน้ำนมในห้องปฏิบัติการ

ความสำเร็จนี้ไม่เพียงมอบแพลตฟอร์มรูปแบบใหม่สำหรับศึกษากลไกการสร้างน้ำนม แต่ยังอาจเปิดแนวทางการศึกษาปัญหาการให้นมบุตร ความปลอดภัยของยา กลไกมะเร็งเต้านม และประเด็นอื่นๆ

ใช้เซลล์จากน้ำนมแม่สร้างแบบจำลองต่อมน้ำนมขนาดจิ๋วที่ "หลั่งน้ำนม" ได้

ทีมวิจัยสกัดเซลล์เยื่อบุผิวต่อมน้ำนมที่มีอยู่ตามธรรมชาติในน้ำนมแม่ เซลล์เหล่านี้มาจากเนื้อเยื่อต่อมน้ำนมที่กำลังหลั่งน้ำนมและหลุดออกมาพร้อมน้ำนม จากนั้นนักวิจัยใช้กระบวนการพิมพ์ชีวภาพแบบ 3D เฉพาะทางเพื่อ "เพาะ" เซลล์ลงในโครงสร้างสามมิติที่เลียนแบบท่อน้ำนม และจำลองโครงสร้างสำคัญของต่อมน้ำนมมนุษย์ในห้องปฏิบัติการได้สำเร็จ

เทคโนโลยีการพิมพ์ใหม่นี้เรียกว่าการพิมพ์ชีวภาพเชิงปริมาตร โดยฉายเลเซอร์ไปยังเจลเหลวจากหลายมุม เมื่อบริเวณใดได้รับแสงในปริมาณเพียงพอ วัสดุจะแข็งตัวเฉพาะจุดภายในไม่กี่วินาที ทำให้เกิดโครงสร้างสามมิติขนาดเล็กที่คล้ายถุงลมและท่อน้ำนม

วัสดุที่ใช้พิมพ์ได้จากสารสกัดต่อมน้ำนมของโค ซึ่งมีองค์ประกอบทางชีวภาพคล้ายต่อมน้ำนมของมนุษย์ จึงเหมาะเป็น "ฐานเพาะเลี้ยง" เซลล์ ที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้นคือ นักวิจัยพบว่าเซลล์เยื่อบุผิวเหล่านี้เริ่มหลั่งองค์ประกอบที่พบในน้ำนม เช่น เบตาเคซีนและเม็ดไขมันนม ภายในแบบจำลอง

"ตอนแรกเราไม่แน่ใจด้วยซ้ำว่าเซลล์เหล่านี้จะเติบโตได้หรือไม่ ยิ่งไม่ต้องพูดถึงการผลิตน้ำนม" อมีเลีย ฮาเซเนาเออร์ นักศึกษาปริญญาเอกและผู้เขียนคนแรกของงานวิจัย กล่าว "หลังทดลองหลายครั้ง เราพบสภาวะการเพาะเลี้ยงที่เหมาะสม เพื่อนร่วมงานหลายคนประหลาดใจที่เซลล์จากน้ำนมแม่สามารถเติบโตเป็นเนื้อเยื่อได้"

ไม่ได้สร้างน้ำนมเทียม แต่สร้างแบบจำลองเพื่อวิทยาศาสตร์พื้นฐาน

แม้แบบจำลองจะผลิตองค์ประกอบบางอย่างของน้ำนมได้ แต่ศาสตราจารย์เซโนบี-วง เน้นว่าเป้าหมายของทีมไม่ใช่การผลิตน้ำนมแม่เทียม

"องค์ประกอบของน้ำนมซับซ้อนอย่างยิ่ง มีสารหลายร้อยชนิด ตั้งแต่โปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต ไปจนถึงเซลล์ภูมิคุ้มกันและจุลินทรีย์ ขณะนี้เราเพิ่งเริ่มก้าวแรกเท่านั้น" เธอกล่าว

ฮาเซเนาเออร์เสริมว่า "ความสำคัญที่แท้จริงของแบบจำลองนี้คือ เป็นครั้งแรกที่เรามีแพลตฟอร์มสำหรับสังเกตและควบคุมพฤติกรรมของเซลล์ที่หลั่งน้ำนมนอกร่างกาย ฉันรู้จักผู้หญิงหลายคนที่ประสบปัญหาระหว่างให้นมบุตร และในอนาคตแบบจำลองนี้อาจช่วยค้นหาสาเหตุที่แท้จริงได้"

แบบจำลองนี้ยังใช้ศึกษาผลของยาและสารเคมีต่อกระบวนการหลั่งน้ำนมได้ และอาจต่อยอดไปสู่งานวิจัยมะเร็งเต้านมและการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ เซโนบี-วง ระบุว่า ขั้นต่อไปคือเพิ่มประสิทธิภาพการพิมพ์เพื่อเก็บข้อมูลการหลั่งน้ำนมสำหรับการวิเคราะห์ปริมาณมาก

แบบจำลองจากเซลล์ในน้ำนมแม่เปิดประตูใหม่สู่งานวิจัยสุขภาพสตรี

ผลงานนี้ยังสะท้อนช่องว่างในงานวิจัยสรีรวิทยาของผู้หญิง "ตั้งแต่เยื่อบุโพรงมดลูกเจริญผิดที่และเต้านมอักเสบหลังคลอด ไปจนถึงภาวะมีบุตรยาก... ยังมีปัญหาสุขภาพสตรีอีกมากที่ถูกละเลยมานานเกินไป" ศาสตราจารย์เซโนบี-วง กล่าว เมื่อเทียบกับการทดลองในสัตว์หรือการเก็บตัวอย่างแบบรุกล้ำ วิธีของทีมที่ใช้ "ของเหลวจากร่างกายที่ขับออกมาตามธรรมชาติ" ซึ่งก็คือเซลล์ต่อมน้ำนมในน้ำนมแม่มาสร้างแบบจำลอง มีข้อจำกัดด้านจริยธรรมน้อยกว่า ทำได้ง่าย และให้ข้อมูลที่ตรงกับสภาวะจริงและควบคุมได้ จึงอาจเป็นการเปลี่ยนแนวทางครั้งสำคัญในงานวิจัยสุขภาพสตรี

เธอและทีมหวังว่าแบบจำลองนี้จะไม่เพียงช่วยพัฒนางานวิจัยกลไกการหลั่งน้ำนม แต่ยังดึงดูดความสนใจทางวิทยาศาสตร์และทรัพยากรให้แก่กระบวนการในร่างกายผู้หญิงที่ถูกละเลยมานาน

ที่มาของเรื่อง:

รวบรวมจากอินเทอร์เน็ต