เทคโนโลยี "รีโปรแกรมเซลล์"/ Cellular Reprogramming ย้อนวัยได้จริงหรือ?

ทำไมเราแก่? – ทฤษฎีการสูญเสียข้อมูล epigenetic

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า การแก่ตัวไม่ใช่แค่การสึกหรอของร่างกาย แต่เกิดจาก "ข้อมูลภายในเซลล์เสียหาย" สรุปได้ง่ายดังนี้

DNA คือ สูตรที่ใช้ในการสร้างร่างกาย (เหมือนคู่มือประกอบเฟอร์นิเจอร์)
Epigenome คือ ปุ่มเปิด-ปิดยีน (เหมือนคนกดปุ่มเลือกว่า ตอนนี้จะใช้ส่วนไหนของคู่มือ เพื่อใช้ในการสร้างเฟอร์นิเจอร์)

เมื่อเราอายุมากขึ้น Epigenome เสียหาย (เหมือนกับว่าปุ่มเปิด-ปิดเสียหาย) ทำให้ยีนที่ควรจะเปิด แต่กลับถูกปิด และยีนที่ควรจะปิด แต่กลับมาเปิดใช้งาน เป็นผลให้ เซลล์ทำงานผิดปกติ และทำให้เกิดโรคต่างๆ ตามมา (R) เช่น โรคหัวใจ, สมองเสื่อม, ข้อเข่าเสื่อม เป็นต้น

ตัวอย่างงานวิจัยที่น่าสนใจ

Dr. David Sinclair ได้ทำการทดลอง (R) ด้วยการทำลาย DNA บางส่วนของหนู (คู่มือเสียหาย) ทำให้ Epigenome (ปุ่มเปิด-ปิดยีน) รวน ทำให้หนูแก่เร็ว
แต่เมื่อใช้วิธี "รีโปรแกรมเซลล์" ทำให้หนูตัวนั้น กลับมาหนุ่มอีกครั้ง!

# ปัจจัยยามานากะ (Yamanaka Factor) – กุญแจย้อนวัย

ดร. Shinya Yamanaka (โนเบลปี 2012) (R) ค้นพบว่า แค่เปิดยีน 4 ตัว (Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc) ก็สามารถเปลี่ยนเซลล์ผิวหนัง ให้ย้อนกลับมาเป็นเซลล์ต้นกำเนิดได้ (เหมือนลบข้อมูลแล้วรีเซ็ตการทำงานของเซลล์ใหม่ ทำให้เซลล์นั้นย้อนกลับไปเป็นสภาพเซลล์ต้นกำเนิดดั้งเดิม - จากพ่อแม่เลย) (R)

แต่ปัญหาใหญ่ตามมา คือ ถ้าเปลี่ยนทั้งหมด เซลล์จะกลายเป็น เซลล์ต้นกำเนิด คือ เซลล์นั้นจะไม่กลับมาทำหน้าที่เดิม (เช่น เซลล์ผิวหนังนั้น ก็จะสูญเสียหน้าที่เดิมของเซลล์ผิวหนังไปทั้งหมด!)

ทางแก้: รีโปรแกรม "แค่บางส่วน"

เปิด Yamanaka factor เพียงแค่ชั่วคราว เพื่อล้าง epigenetic ที่เสียหาย แต่เซลล์ยังคงตัวตนเดิม (คือ ไม่สูญเสียหน้าที่เดิม เพียงแต่เซลล์นั้นย้อนกลับมาอ่อนเยาว์อีกครั้ง)
ผลลัพธ์: เซลล์อายุน้อยลงโดยไม่กลายพันธุ์

รับจ้างผลิตอาหารเสริม NMN+Resveratrol..

จองเลย

# ผลลัพธ์ที่พิสูจน์แล้ว (ในสัตว์)

◼ หนูแก่ก่อนวัย (Progeria) (R)

อายุยืนขึ้น 15-20%
หัวใจแข็งแรงขึ้น ผมดก ไม่ห่อเหี่ยว

◼ หนูสูงอายุปกติ

ไตทำงานดีขึ้น กล้ามเนื้อแข็งแรง (R)

◼ ลิงที่ตาเสื่อมจากอายุที่มากขึ้น (R)

กลับมามองเห็นได้ชัดอีกครั้ง (เตรียมทดลองในมนุษย์เร็วๆ นี้)

◼ เซลล์ผิวมนุษย์ในหลอดทดลอง

ย้อนอายุเซลล์ กลับไป 30 ปี → ผลิตคอลลาเจนเหมือนวัยหนุ่มสาว

# วิธีนำส่งยีนย้อนวัยเข้าไปในร่างกาย

ใช้ ไวรัสที่ผ่านการตัดต่อพันธุกรรม (AAV) เป็นตัวนำส่งของเข้าสู่ภายในเซลล์:

โดยใช้วิธีเอายีนไวรัสเดิมออกไป และนำยีนยามานากะใส่เข้าไปแทน
จากนั้นฉีดไวัส AAV เข้าทางเส้นเลือด → ไวรัสจะนำส่งยีนไปยังเซลล์เป้าหมาย

ความเสี่ยง:

ยีน c-Myc อาจจะกระตุ้นให้เกิดมะเร็งได้ (ตอนนี้ จึงทดลองใช้แค่ 3 ยีน: Oct4, Sox2, Klf4)
ต้องควบคุมเวลาเปิดปิดยีนให้พอดี

# เมื่อไหร่มนุษย์จะใช้ได้?

บริษัทที่ลงทุนสูงมาก:

Altos Labs (เจฟ เบซอส จาก Amazon ลงทุน) ขั้นทดลองในเซลล์
Retro Biosciences (San Altman ผู้สร้าง ChatGPT ลงทุน 1,800 ล้านบาท) → มุ่งเป้าไปที่การย้อนวัยทั้งร่างกาย
Life Biosciences กำลังอยู่ในขั้นการทดลอง รักษาตาบอดในลิง

นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์:

5-10 ปี - อาจเห็นการทดลองในมนุษย์ (เริ่มจากโรคเฉพาะทาง เช่น ตาเสื่อม)
10-20 ปี - อาจมีบริการ ย้อนวัยทั้งร่างกาย (ถ้าผ่านความปลอดภัย)

สรุปแบบเข้าใจง่าย

ความแก่ เป็นเพราะ epigenetic เสียหาย → รีโปรแกรมเซลล์ คือ การกดปุ่มรีเซ็ต
ในสัตว์ทดลองทำสำเร็จแล้ว คือ การย้อนวัยของไต หัวใจ สมอง ตา
ในมนุษย์ยังต้องรอ เพราะยังมีความเสี่ยงของมะเร็ง
เราอาจจะได้ใช้ในอนาคตใกล้แค่เอื้อม ถ้าแก้ปัญหาความปลอดภัยได้

สุดท้าย คือ คำถามที่ยังไม่มีคำตอบ

ย้อนวัยได้ อยู่นานกี่ปี?
ต้องทำ บ่อยแค่ไหน? (ทุกปีหรือตลอดชีวิต?)
ราคาแพงแค่ไหน?

หากวันนี้ คุณอายุ 40 ปี จะมีโอกาสได้ใช้เทคโนโลยีนี้ก่อนอายุ 60 แน่นอน!

รับจ้างผลิตอาหารเสริมชะลอวัย

จองเลย

อ้างอิง:-

Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 2006 Aug 25;126(4):663-76. doi: 10.1016/j.cell.2006.07.024. Epub 2006 Aug 10. PMID: 16904174.

Ocampo A, Reddy P, Martinez-Redondo P, Platero-Luengo A, Hatanaka F, Hishida T, Li M, Lam D, Kurita M, Beyret E, Araoka T, Vazquez-Ferrer E, Donoso D, Roman JL, Xu J, Rodriguez Esteban C, Nuñez G, Nuñez Delicado E, Campistol JM, Guillen I, Guillen P, Izpisua Belmonte JC. In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming. Cell. 2016 Dec 15;167(7):1719-1733.e12. doi: 10.1016/j.cell.2016.11.052. PMID: 27984723; PMCID: PMC5679279.

Alle Q, Le Borgne E, Bensadoun P, Lemey C, Béchir N, Gabanou M, Estermann F, Bertrand-Gaday C, Pessemesse L, Toupet K, Desprat R, Vialaret J, Hirtz C, Noël D, Jorgensen C, Casas F, Milhavet O, Lemaitre JM. A single short reprogramming early in life initiates and propagates an epigenetically related mechanism improving fitness and promoting an increased healthy lifespan. Aging Cell. 2022 Nov;21(11):e13714. doi: 10.1111/acel.13714. Epub 2022 Oct 17. PMID: 36251933; PMCID: PMC9649606.

Gene Therapy Mediated Partial Reprogramming Extends Lifespan and Reverses Age-Related Changes in Aged Mice. Carolina Cano Macip, Rokib Hasan, Victoria Hoznek, Jihyun Kim, Louis E. Metzger IV, Saumil Sethna, Noah Davidsohn. bioRxiv 2023.01.04.522507; doi: https://doi.org/10.1101/2023.01.04.522507

Lu Y, Brommer B, Tian X, Krishnan A, Meer M, Wang C, Vera DL, Zeng Q, Yu D, Bonkowski MS, Yang JH, Zhou S, Hoffmann EM, Karg MM, Schultz MB, Kane AE, Davidsohn N, Korobkina E, Chwalek K, Rajman LA, Church GM, Hochedlinger K, Gladyshev VN, Horvath S, Levine ME, Gregory-Ksander MS, Ksander BR, He Z, Sinclair DA. Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision. Nature. 2020 Dec;588(7836):124-129. doi: 10.1038/s41586-020-2975-4. Epub 2020 Dec 2. PMID: 33268865; PMCID: PMC7752134.

Browder, K.C., Reddy, P., Yamamoto, M., et al. In vivo partial reprogramming alters age-associated molecular changes during physiological aging. Nat Aging (2022) https://doi.org/10.1038/s43587-022-00183-2

Chen Y, Lüttmann FF, Schoger E, Schöler HR, Zelarayán LC, Kim KP, Haigh JJ, Kim J, Braun T. Reversible reprogramming of cardiomyocytes to a fetal state drives heart regeneration in mice. Science. 2021 Sep 24;373(6562):1537-1540. doi: 10.1126/science.abg5159. Epub 2021 Sep 23. PMID: 34554778.

Horvath, S., Raj, K. DNA methylation-based biomarkers and the epigenetic clock theory of ageing. Nat Rev Genet 19, 371–384 (2018). https://doi.org/10.1038/s41576-018-0004-3

Gill D, Parry A, Santos F, Okkenhaug H, Todd CD, Hernando-Herraez I, Stubbs TM, Milagre I, Reik W. Multi-omic rejuvenation of human cells by maturation phase transient reprogramming. Elife. 2022 Apr 8;11:e71624. doi: 10.7554/eLife.71624. Epub ahead of print. PMID: 35390271.

de Magalhães JP, Ocampo A. Cellular reprogramming and the rise of rejuvenation biotech. Trends Biotechnol. 2022 Jun;40(6):639-642. doi: 10.1016/j.tibtech.2022.01.011. Epub 2022 Feb 18. PMID: 35190201.