Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
เวชศาสตรทนยค 2557Updated Medicine 2014
เวชศาสตรทนยค
Stem Cell: Where Do We Stand?
สรภากร แสงกจพร
สถาบนชววทยาศาสตรทางการแพทย กรมวทยาศาสตรการแพทย
ศาสตราจารยแพทยหญงละอองศร อชชนยะสกล
ภาควชาจกษวทยา คณะแพทยศาสตรศรราชพยาบาล มหาวทยาลยมหดล
ปจจบนการศกษาวจยทเกยวของกบเซลลตนก�าเนดนบเปนหนงในสาขาทมความกาวหนา
ทสดทางวทยาศาสตรการแพทย จากคณสมบตของเซลลตนก�าเนดในการสรางเซลลทดแทนตนเอง
โดยคงสภาพความเปนเซลลตนก�าเนด และสามารถเจรญเตบโตไปเปนเซลลจ�าเพาะชนดตางๆ ไดใน
สภาวะทเหมาะสม น�าไปสความหวงทจะน�าเซลลตนก�าเนดมาใชประโยชนในการรกษาหรอซอมแซม
เนอเยอและอวยวะทผดปกตจากการเปนโรคความเสอมความสงอายและจากสาเหตอนๆท�าใหเกด
ศาสตรสาขาใหมทเรยกวาเวชศาสตรฟนฟสภาวะเสอมหรอRegenerativeMedicine
จากแนวโนมความส�าคญของเซลลตนก�าเนด กรมวทยาศาสตรการแพทยจงไดรวมกบภาค
วชาจกษวทยาคณะแพทยศาสตรศรราชพยาบาลศกษาความเปนไปไดและความปลอดภยของเซลล
ตนก�าเนดจากไขกระดกเมอฉดเขาวนตาแกผปวยโรคจอตามสารสทถายทอดทางพนธกรรมโดยกรม
วทยาศาสตรการแพทยรบหนาทในการเตรยมเซลลตนก�าเนดชนดDMScStemProซงเปนเซลลตน
ก�าเนดชนดMesenchymalStemCellทเพาะเลยงจากไขกระดกของผปวยเองและภาควชาจกษ
วทยาคณะแพทยศาสตรศรราชพยาบาลรบหนาทในการน�าเซลลตนก�าเนดไปใชในการพฒนาวธรกษา
ผปวยรวมถงการดแลรกษาผปวยตลอดการด�าเนนโครงการผลการศกษาพบวาเซลลตนก�าเนดทเตรยม
ไดมคณสมบตตรงตามขอก�าหนดสากล ISCT (International Society for Cellular Therapy)
ทงในดานลกษณะรปรางการเจรญเตบโตยดเกาะพนผวพลาสตกภาชนะเลยงเซลลการแสดงออกของ
แอนตเจนบนผวเซลลและความสามารถในการเจรญเตบโตไปเปนเซลลไขมนเซลลกระดกและเซลล
กระดกออน รวมถงความสะอาดปราศจากการปนเปอนEndotoxinและจลชพผลการฉดเซลลตน
ก�าเนดเขาวนตาผปวย ไมพบภาวะแทรกซอนทเปนอนตรายแตประการใดการด�าเนนการวจยทาง
คลนกทกขนตอนปฏบตตามแนวทางปฏบตการวจยทางคลนกทด (Good Clinical Practice) และ
ขอบงคบของแพทยสภาอยางเครงครด
Mesenchymal Stem Cells (MSC): คณสมบตและแนวโนมการใชประโยชน
Mesenchymal StemCells (MSC) หรอMesenchymal Stromal Cells เปนเซลล
ตนก�าเนดในกลมMultipotentStemCellsทมศกยภาพในการเจรญเตบโตไปเปนเซลลและเนอเยอ
ตางๆ ไดแทบทกชนดในรางกายมนษยเมออยในสภาวะทเหมาะสมMSC จดเปนเซลลตนก�าเนด
ทมการศกษาอยางแพรหลายมากวา 40 ป นบตงแตมการรายงานครงแรกจากตวอยางไขกระดกใน
เวชศาสตรทนยค
106 StemCell:WhereDoWeStand?
ปค.ศ.1968โดยFriedensteinAJและคณะ1MSCเปนเซลลตนก�าเนดทมปรมาณนอยปรมาณ
MSCจะลดลงเมอมนษยมอายมากขนโดยทวไปจะพบMSCในไขกระดกของทารกแรกเกดประมาณ
รอยละ0.01%ของMononuclearCells(1ใน10,000)จากนนจะลดลงเหลอรอยละ0.001%(1
ใน100,000)เมอเขาสวยรนและรอยละ0.0004%(1ใน250,000)เมอมอาย30ป2
นอกเหนอจากไขกระดกแลวMSCยงสามารถเพาะเลยงไดจากเนอเยอหลายชนดอาทเชน
เนอเยอไขมน เนอเยอในโพรงประสาทฟนน�านม เนอเยอรก เลอด และเนอเยอสายสะดอทารกแรก
เกด3การเพาะเลยงMSCนบวาไมยงยากอาศยคณสมบตของMSCในการยดเกาะพนผวพลาสตก
ภาชนะเพาะเลยงMSC สามารถเจรญเตบโตโดยใชอาหารเลยงเซลลในกลม DMEM, alpha-MEM
หรอIMDMรวมกบการใชFetalBovineSerum,humanserum,cordbloodserum,platelet
lysateหรอGrowthFactorsชนดตางๆในสดสวนทแตกตางกน4โดยMSCจะมรปรางเรยวแหลม
ในลกษณะSpindleShapeคลายเซลลFibroblast(Fibroblast-LikeMorphology)
เนองจากMSC สามารถเพาะเลยงไดจากเนอเยอหลายชนด และมการใชอาหารเลยงเซลล
หลายรปแบบในปค.ศ.2006InternationalSocietyforCellularTherapy(ISCT)จงไดก�าหนด
คณสมบตพนฐานของMSC3ประการ5ดงน
1. MSCมคณสมบตในการเจรญเตบโตยดเกาะพนผวพลาสตก(plasticadherence)
2. MSCมคณสมบตการแสดงออกของแอนตเจนบนผวเซลลดงน
- แอนตเจนทมการแสดงออกบนผวเซลล:CD105,CD90และCD73
- แอนตเจนทไมมการแสดงออกบนผวเซลล : CD45, CD34, CD14 (หรอ CD11b),
CD79alpha(หรอCD19)และHLA-DR
3. MSCมความสามารถในการเจรญเตบโตไปเปนเซลลไขมนเซลลกระดกและกระดกออน
(trilineageinvitrodifferentiation)เมอเพาะเลยงในสภาวะทเหมาะสม
ดงนนไมวานกวจยจะเพาะเลยงMSCจากเนอเยอใดหรอพฒนาสตรอาหารเลยงเซลลและ
กระบวนการเพาะเลยงอยางไรกตามหากตองการยนยนวาเซลลทไดเปนMSCจะตองแสดงคณสมบต
พนฐานทง3ประการตามขอก�าหนดสากลของISCT
ปจจบนมนกวจยจ�านวนมากใหความสนใจน�าMSC ไปพฒนาวธรกษาแนวใหมโดยใชเซลล
ตนก�าเนดจากการสบคนขอมลPublicClinicalTrialsDatabasehttp://clinicaltrials.govในวน
ท23เมษายน2557พบวามการศกษาวจยทางคลนกถง377เรองทน�าMSCไปใชประโยชนในการ
พฒนาวธรกษาโรคตางๆมากกวา10กลมโรคอาทกลมโรคหวใจและหลอดเลอดโรคมะเรงโรคตบ
โรคเบาหวาน โรคกระดกและขอ โรคทางระบบประสาท โรคทางจกษ กลมโรคทางระบบภมคมกน
GraftversusHostDisease(GVHD)บาดแผลเรอรงบาดแผลจากไฟไหมและอนๆการทMSCได
รบความนยมในการศกษาวจยทางคลนกสง เนองจากMSC มคณสมบตทเหมาะสมส�าหรบการใช
ประโยชนทางคลนกหลายประการ6ไดแก
เวชศาสตรทนยค
สรภากรแสงกจพร,ละอองศรอชชนยะสกล 107
1. ความสามารถในการเจรญเตบโตไปเปนเซลลตางๆ ไดแทบทกชนดในรางกายมนษย
น�าไปสความหวงในการน�าเซลลทไดไปปลกถายทดแทนเซลลในรางกายของผปวยทเกดพยาธสภาพ
และเสอมไปตามอายขย
2. ผวเซลลMSCไมมการแสดงออกของMHCClassIIนบเปนขอดทางดานภมคมกนวทยา
น�าไปสความหวงในการพฒนาMSCทสามารถใชกบทกคนได โดยไมกระตนปฏกรยาในระบบภม
ตานทานของรางกายของผรบ
3. MSCมความสามารถในการสรางและหลงกลมของสารเคมทเปนประโยชนในการลดการ
อกเสบการสอสารและสงเสรมการท�างานของเซลลตางๆในรางกายหลายชนด(paracrineeffect)
4. MSCสามารถเดนทางไปยงจดทเกดพยาธสภาพและ/หรอเกดการอกเสบในรางกายของ
ผปวยไดโดยอาศยการสอสารดวยสารเคมทหลงออกมาจากเซลลทเกดพยาธสภาพในบรเวณนน
ปจจบน มผลการศกษาวจยทางคลนกจ�านวนมากทแสดงใหเหนถงความเปนไปไดและ
ความปลอดภยของMSCในการรกษาผปวยรวมถงการทผลตภณฑเซลลตนก�าเนดชนดMSCไดรบ
การขนทะเบยนในหลายประเทศ อาทเชน “Cartistem” และ “HeartiCellgram” ไดรบการ
จดทะเบยนในประเทศเกาหลใต โดย Cartistem เปนMSCทผลตจากเลอดสายสะดอ ในขณะท
HeartiCellgramเปนMSCทเพาะเลยงจากไขกระดกของผปวยเอง(Autologousbonemarrow-
derivedMSC)และ“Prochymal”ซงเปนMSCทผลตจากไขกระดกไดรบการรบรองในประเทศ
แคนนาดาและนวซแลนดส�าหรบรกษาภาวะGraftversusHostDiseaseในผปวยเดก7
เซลลตนก�ำเนดชนด MSC จงเปนหนงในกลมเซลลตนก�ำเนดทคำดวำจะสำมำรถพฒนำ
สทำงเลอกใหมในกำรรกษำโรค และฟนฟสภำวะเสอมของมนษยชำตในศตวรรษท 218
แนวทางการพฒนางานวจยดานเซลลตนกำาเนดสการรกษาและพฒนาคณภาพ
ชวตของผปวย
การรกษาผปวยโดยใชเซลลตนก�าเนดทถอเปนการรกษามาตรฐานทางการแพทยในปจจบน
มเพยงลกษณะเดยวคอ การปลกถายไขกระดก หรอการปลกถายเซลลตนก�าเนดเมดโลหต เพอใช
ในการรกษาโรคทมสาเหตจากการสรางเมดโลหตทไขกระดกลดลงหรอผดปกต สวนการรกษาอนๆ
ลวนยงอยในขนตอนการศกษาวจยทงสน
กระบวนการวจยและการบรณาการผลงานวจยไปสการใชประโยชนทางคลนกเปนกระบวน
การทซบซอนและใชระยะเวลายาวนานเรมตงแตการวจยพนฐานในระดบหองทดลองเพอพฒนาวธ
การเตรยมและตรวจสอบคณสมบตของเซลลตนก�าเนดโดยละเอยดจากนนจงศกษาแนวโนมในการน�า
ไปใชประโยชนกอนเขาสการศกษาnon-clinicalresearchในสตวทดลองตามขอก�าหนดสากลGood
LaboratoryPractices(GLP)เพอตรวจสอบความปลอดภยหากผลการศกษาในหองทดลองและ
ในสตวทดลองแสดงใหเหนความเปนไปไดและมความปลอดภย จงสามารถเขาสการศกษาวจยทาง
คลนกโดยจะตองผานการพจารณาจากคณะกรรมการจรยธรรมการวจยในคนและจะตองด�าเนนการ
เวชศาสตรทนยค
108 StemCell:WhereDoWeStand?
ตามขอก�าหนดสากลGoodClinicalPractices(GCP)โดยเนนหลกความปลอดภยและการเคารพ
ศกดศรของมนษยอยางเครงครดกระบวนการเตรยมเซลลตนก�าเนดส�าหรบใชในผปวยจะตองด�าเนน
การตามหลกเกณฑวธการทดในการผลตยาหรอGoodManufacturing Practice (GMP)หากผล
การศกษาวจยทางคลนกพบวาไดผลดทงในเชงประสทธผลของการรกษาและความปลอดภยของ
ผปวยจงจะสามารถบรณาการสการรกษามาตรฐานส�าหรบใหบรการรกษาพยาบาลในระบบสาธารณสข
ตอไป
DMSc Stem Pro: Mesenchymal Stem Cells สำาหรบการศกษาวจยทางคลนก
DMScStemProเปนMSCจากไขกระดกทกรมวทยาศาสตรการแพทยไดพฒนากระบวนการ
เพาะเลยงและตรวจสอบคณภาพตามมาตรฐานสากลส�าหรบใชในการศกษาวจยทางคลนกและไดรวม
กบภาควชาจกษวทยา คณะแพทยศาสตรศรราชพยาบาลศกษาความเปนไปไดและความปลอดภย
ของเซลลตนก�าเนดจากไขกระดกเมอฉดเขาวนตาของผปวยโรคจอตามสารสทถายทอดทางพนธกรรม
(Retinitis pigmentosa; RP) กระบวนการวจยเรมตงแตการวจยและพฒนากระบวนการทางหอง
ปฏบตการทเกยวของการศกษาprocessValidationเพอใหมนใจวากระบวนการผลตเซลลตนก�าเนด
เปนไปอยางถกตอง เหมาะสม สามารถผลตเซลลตนก�าเนดชนด DMSc Stem Pro ไดตรงตาม
คณลกษณะทแพทยตองการกอนเขาสการศกษาวจยทางคลนกซงกรมวทยาศาสตรการแพทยรบหนาท
ในการเตรยมและเพาะเลยงเซลลณ อาคารปฏบตการเซลลตนก�าเนด ซงไดรบการออกแบบให
สอดคลองตามมาตรฐานสากลISO14644และGMPมการดแลรกษาท�าความสะอาดและตรวจ
สอบความถกตอง(CleanroomValidation)เปนประจ�าสม�าเสมอทกครงทมการปฏบตงานภายใน
Cleanroomจะตองตดตามสภาวะแวดลอมทงทางดานกายภายและชวภาพไดแกการวดปรมาณ
ฝนความดนอณหภมและความชนภายในหองรวมถงการตดตามการปนเปอนจลชพ โดยการเกบ
ตวอยางอากาศและการท�าSettlePlateไปเพาะเชอในหองทดลอง
ส�าหรบการตรวจสอบคณภาพของเซลลตนก�าเนด ประกอบดวย (1) การตรวจสอบการปน
เปอนจลชพ (2) การตรวจสอบความบรสทธปราศจากการปนเปอนendotoxin (3) การทดสอบ
คณสมบตเฉพาะของเซลลตนก�าเนด โดยการทดสอบ CDMarker บนผวเซลล ซงMSC จะตองม
คณสมบตดงนCD34-/CD45-/HLADR-/CD73+/CD90+/CD105+(4)การทดสอบpotency
โดยวธcolonyformingunitและการทดสอบความสามารถของเซลลMSCในการเจรญไปเปนเซลล
ไขมน เซลลกระดกและเซลลกระดกออน (trilineagedifferentiation) (5)การทดสอบviability
และ(6)การนบจ�านวนเซลล
โดยทวไปการเพาะเลยงเซลลใชเวลาประมาณ1เดอนในระหวางการเพาะเลยงเซลลมการ
ดแลปจจยทเกยวของไดแกน�ายาอปกรณกระบวนการบคลากรและสถานทอยางเครงครดตาม
ขอก�าหนดสากลในการเตรยมเซลลส�าหรบใชในผปวยในระหวางกระบวนการผลตมการตดตามควบคม
คณภาพทกขนตอนจนกระทงไดผลตภณฑเซลลตนก�าเนดทผานการตรวจสอบคณภาพจนมนใจจงจะ
เวชศาสตรทนยค
สรภากรแสงกจพร,ละอองศรอชชนยะสกล 109
เขาสกระบวนการขนสงโดยใชตเยนเคลอนททสามารถเขยาเซลลไดตลอดการเดนทางจนสงถงมอแพทย
เพอน�าไปใชในการพฒนาวธรกษาผปวย
ความรวมมอในการวจยระหวางสองหนวยงานในครงนไมไดเปนเพยงการวจยเพอใหไดองค
ความรและนวตกรรมดานเซลลตนก�าเนดเทานนหากแตยงเปนการเตรยมความพรอมทดส�าหรบภาค
รฐทงทางดานบคลากรครภณฑสถานทรวมถงประสบการณในการพฒนากระบวนการเตรยมเซลล
ตนก�าเนดตามขอก�าหนดสากล น�าไปสการพงพาตนเอง ในการน�าMesenchymal StemCells
ไปใชประโยชนในการรกษาและพฒนาคณภาพชวตของผปวยไทยใหดยงขนไป
เอกสารอางอง1. BorisVA, ElenaEE,AxelRZ. A. J. Friedenstein, founderof themesenchymal stemcell concept.
CellularTherapyandTransplantation[serialonline],2009[cited2014Apr25];1(3)doi:10.3205/ctt-
2009-en-000029.01Availablefrom:www.ctt-journal.com
2. CaplanAI.Adultmesenchymalstemcellsfortissueengineeringversusregenerativemedicine.JCell
Physiol2007;213:341-7.
3. RobertM.Safetyinmesenchymalstemcelltransplantation.BiomedResTher2014;1:21-24.
4. IkebeC,SuzukiK.Mesenchymalstemcellsforregenerativetherapy:optimizationofcellpreparation
protocols.BiomedResInt[serialonline],2014[cited2014Apr25].Availablefrom:http://www.hindawi.
com/journals/bmri/2014/951512/
5. DominiciM,LeBlancK,MuellerI,Slaper-CortenbachI,MariniF,KrauseD,etal.Minimalcriteria
fordefiningmultipotentmesenchymalstromalcells.TheInternationalSocietyforCellularTherapy
positionstatement.Cytotherapy2006;8:315-7.
6. WangS,QuX,ZhaoRC.Clinicalapplicationsofmesenchymalstemcells.JHematolOncol[serial
online],2012[cited2014Apr25].Availablefrom:http://www.jhoonline.org/content/5/1/19
7. AncansJ.CelltherapymedicinalproductregulatoryframeworkinEuropeanditsapplicationforMSC-
basedtherapydevelopment.FrontImmunol[serialonline],2012[cited2014Apr25].Availablefrom:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3418507/
8. CaplanAI,BruderSP.Mesenchymalstemcells:buildingblocksformolecularmedicineinthe21st
century.TrendsMolMed2001;7(6):259-64.
9. CuendeN,IzetaA.Clinicaltranslationofstemcelltherapies:abridgeablegap.CellStemCell2010;6:508-12.