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.