รู้หรือไม่ หนอนสามารถดมกลิ่นมะเร็งในมนุษย์ได้ คล้ายกับสุนัขหรือหนู

การประชุมสมาคมเคมีแห่งชาติอเมริกัน (ACS) ในฤดูใบไม้ผลิปี 2022 ที่จัดขึ้นในเมืองซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย เป็นการประชุมแบบผสมผสานที่มีหัวข้อทางวิทยาศาสตร์มากมาย ข้อเสนอนี้แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของวิทยาศาสตร์เคมีและธรรมชาติที่บูรณาการมากขึ้นของโครงการ ตัวหนอนขนาดเล็ก และ เครื่องวิเคราะห์ลมหายใจสามารถตรวจหาโรคได้อย่างรวกเร็ว

อาจฟังดูแปลกแต่หากวันหนึ่งหนอนที่ว่าอาจเข้ามามีบทบาทสำคัญในการต่อสู้กับโรคมะเร็งได้ เซลล์มะเร็งปอดดูเหมือนจะมีกลิ่นตามงานวิจัยจะดึงดูดหนอนบางสายพันธุ์ ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์กำลังใช้สิ่งนั้นเพื่อสร้างเครื่องมือใหม่ในการตรวจหามะเร็ง นักวิจัยหวังว่าอุปกรณ์ “worm-on-a-chip” ตัวใหม่นี้จะเป็นวิธีที่ง่ายไม่เจ็บปวดในการตรวจหาโรคในระยะเริ่มแรก และ เป็นอีกหนึ่งความหวังของเราที่จะสามารถต่อสู้กับเนื้อร้ายนี้ได้

หนอนมีทักษะในการตรวจจับสารเคมีเหมือนกับสุนัข

หนอนที่กำลังมองหามะเร็งที่เป็นปัญหาคือพยาธิตัวกลมทั่วไป Caenorhabditis elegans C. elegans มีความยาวเพียง 1 มิลลิเมตร (0.04 นิ้ว) ติดตั้งง่ายบนชิปแบบพกพา ในการสร้างระบบชิปนั้น นักวิจัยได้สร้างสิ่งที่ดูเหมือนสไลด์กล้องจุลทรรศน์ มีสามเยื้องหรือหลุมขนาดใหญ่ เซลล์ของมนุษย์ที่แข็งแรงจะถูกวางไว้ในบ่อที่ปลายด้านหนึ่ง เซลล์มะเร็งปอดเข้าไปอยู่ในบ่ออีกด้านหนึ่ง ตัวหนอนอยู่ตรงกลางบ่อ จากนั้นพวกเขาสามารถดมเซลล์ที่ปลายทั้งสองข้างได้ ในการทดลอง หนอนที่หิวโหยมักจะดิ้นไปมาจนสุดปลายที่มีเซลล์ที่เป็นโรค

ทีมงานในกรุงโซลได้ตัว worm on a chip ตัวใหม่เมื่อวันที่ 20 มีนาคมที่การประชุมฤดูใบไม้ผลิของ American Chemical Society จัดขึ้นที่ซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย ชิปแต่ละตัวมีหนอน 50 ตัว ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของหนอนเคลื่อนตัวไปสู่มะเร็ง Shin Sik Choi นักเทคโนโลยีชีวภาพที่ช่วยพัฒนาระบบหนอนบนชิปที่มหาวิทยาลัยเมียงจิในกรุงโซล ประเทศเกาหลีใต้ ด้วยการฝึกอบรม เขาสงสัยว่าความสามารถของหนอนในการดมกลิ่นมะเร็งจะเพิ่มขึ้นได้ มีรายงานว่า “สุนัขสามารถดมกลิ่นคนที่เป็นมะเร็งปอดได้ การศึกษาครั้งนี้จึงเป็นอีกก้าวหนึ่งในทิศทางเดียวกัน

ไม่มีใครสามารถอ่านใจหนอน C. elegans ได้ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่ Bettingnews88 และคนอื่น ๆ จะบอกว่าทำไมสัตว์ตัวเล็ก ๆ เหล่านี้จึงพบว่าเซลล์มะเร็งน่าสนใจ แต่ Choi คิดว่ากลิ่นเป็นเดิมพันที่ค่อนข้างปลอดภัยในธรรมชาติ เขาอธิบายว่าแอปเปิลเน่าบนพื้นเป็นที่ที่ดีที่สุดที่เราจะสามารถหาตัวหนอนได้” และเซลล์มะเร็งก็ปล่อยโมเลกุลของกลิ่นที่เหมือนกันหลายอย่างกับแอปเปิลที่เน่าเสีย 

Elegans มีการดมกลิ่นที่เฉียบคมมาก Viola Folli กล่าว จากการศึกษาด้านประสาทวิทยาที่มหาวิทยาลัย Sapienza แห่งกรุงโรมในอิตาลี เช่นเดียวกับทีมเกาหลี เธอตรวจสอบความสามารถในการดมกลิ่นมะเร็งของ C. elegans และเธอกำลังใช้สิ่งที่เรียนรู้เพื่อพัฒนาเซ็นเซอร์ตรวจคัดกรองมะเร็ง แม้ว่าหนอนเหล่านี้จะไม่สามารถมองเห็นหรือได้ยิน แต่ Folli ตั้งข้อสังเกตว่าพวกมันสามารถดมกลิ่นได้เช่นเดียวกับสุนัข ความจริงแล้ว C. elegans มียีนในการตรวจจับสารเคมีจำนวนเท่ากันกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่รู้จักการดมกลิ่น เช่น สุนัขหรือหนู เมื่อพิจารณาว่าหนอน C. elegans มีเซลล์ประสาทเพียง 302 เซลล์ในร่างกายทั้งหมด ในขณะที่สมองของมนุษย์มีเพียง 86 พันล้านเซลล์เท่านั้น 

ความเรียบง่ายของหนอนทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุเซลล์ประสาทที่ตอบสนองต่อกลิ่นของเซลล์มะเร็งได้ Enrico Lanza นักฟิสิกส์ที่ศึกษาด้านประสาทวิทยากับ Folli ทำสิ่งนี้โดยดัดแปลงพันธุกรรมของหนอนบางตัวเพื่อที่ว่าเมื่อเซลล์ประสาทเฉพาะถูกกระตุ้น มันจะสว่างขึ้น จากนั้นเขาก็นำหนอนไปสัมผัสกับเซลล์ที่เป็นโรคและตรวจดูด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อค้นหาเซลล์ที่เรืองแสงในที่มืด

“ตัวหนอนมีความโปร่งใส ดังนั้นหากมีสิ่งใดสว่างขึ้นภายในตัวมัน คุณสามารถตรวจจับได้จากภายนอก”

Lanza กล่าว และมีบางอย่างสว่างขึ้น เซลล์ประสาทที่เปล่งประกายเพียงเซลล์เดียวซึ่งอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของ C. elegans 

แต่กลิ่นอะไรที่ลอยออกมาจากเซลล์มะเร็งทำให้เซลล์ประสาทของหนอน C. elegans สว่างขึ้นแบบนี้ ทีมของ Choi สามารถระบุสิ่งนี้ได้ สารเคมีเหล่านี้เรียกว่าสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย หรือ VOCs และถูกปล่อยออกมาจากเซลล์มะเร็ง สารที่อาจดึงดูดหนอน C. elegans คือ VOC ที่มีกลิ่นดอกไม้ที่เรียกว่า 2-ethyl-1-hexanol เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ ทีมของ Choi ใช้สายพันธุ์ C. elegans พิเศษ หนอนเหล่านี้ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมจนขาดตัวรับสำหรับโมเลกุลกลิ่น 2-ethyl-1-hexanol ในขณะที่ C. elegans ปกติชอบเซลล์มะเร็งมากกว่าเซลล์ที่มีสุขภาพดี แต่หนอนที่ดัดแปลงพันธุกรรมไม่ชอบเซลล์มะเร็ง สิ่งนี้บ่งชี้ว่า 2-ethyl-1-hexanol มีบทบาทสำคัญในการดึงดูดหนอนไปยังเซลล์ที่เป็นโรค

Mr.Michael Phillips ออกสำรวจหามะเร็ง

เขากำลังพัฒนาการตรวจคัดกรองมะเร็งที่ Menssana Research ใน Fort Lee รัฐนิวเจอร์ซี งานวิจัยล่าสุดของ Phillips แสดงให้เห็นว่า VOCs ในลมหายใจสามารถช่วยทำนายความเสี่ยงของมะเร็งเต้านมได้ การศึกษาดังกล่าวปรากฏในการวิจัยและการรักษามะเร็งเต้านมในปี 2018 ความสามารถของ C. elegans ในการตรวจหาเซลล์มะเร็งในระบบ Worm-on-a-chip ในปัจจุบันถือเป็นการเริ่มต้นที่ดี แต่ตอนนี้ Choi ต้องการดูว่าหนอนเหล่านี้สามารถดมกลิ่นมะเร็งได้หรือไม่เมื่อไม่ได้สัมผัสกับเซลล์ที่เป็นโรคโดยตรง บางทีหนอนอาจได้รับสาร VOCs ที่ปล่อยออกมาจากมะเร็งในน้ำลาย เลือด หรือปัสสาวะ แพทย์สามารถใช้การทดสอบดังกล่าวเพื่อตรวจหามะเร็งปอดโดยไม่ต้องเก็บตัวอย่างเซลล์จากผู้ป่วย

การวิจัยของ Phillips เกี่ยวกับ VOCs ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งในลมหายใจชี้ให้เห็นว่าแนวคิดนี้เป็นไปในทิศทางที่ดี การวิจัยของ Folli ก็เช่นกัน ปีที่แล้ว ทีมงานของ Folli รายงานว่า C. elegans ชอบปัสสาวะจากผู้ป่วยมะเร็งเต้านมมากกว่าปัสสาวะของคนที่มีสุขภาพดี แต่งานวิจัยดังกล่าวปรากฏในรายงานทางวิทยาศาสตร์ การทดสอบนี้อาจทำให้แพทย์ได้เปรียบในการต่อสู้กับโรคมะเร็ง ตัวอย่างเช่น ผู้ป่วยมะเร็งปอดจำนวนมากไม่ได้รับการวินิจฉัยก่อนที่โรคจะลุกลามและกลายเป็นโรคที่รักษาได้ยาก เครื่องมือตรวจคัดกรองบางอย่าง โดยเฉพาะการสแกน CT สามารถตรวจพบมะเร็งปอดได้ตั้งแต่เนิ่น ๆ แต่รังสีเอกซ์จากการสแกนทำให้เกิดปัญหาใหม่ “ยิ่งคุณได้รับ CT scan มากเท่าไหร่ คุณก็ได้รับรังสีมากขึ้นเท่านั้น และรังสีนั้นเองสามารถนำไปสู่มะเร็งได้

การทดสอบน้ำลายกับ worm-on-a-chip หรือการทดสอบปัสสาวะอาจเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่า แต่อุปกรณ์ Worm-on-a-chip ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อวินิจฉัยโรคมะเร็ง คุณค่าของเทคโนโลยีนี้คือการจัดหาวิธีการคัดกรองผู้ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดโรคโดยไม่เป็นอันตรายและมีค่าใช้จ่ายต่ำ เครื่องมือเหล่านี้สามารถช่วยค้นหามะเร็งได้ตั้งแต่เนิ่น ๆ โดยที่ยังสามารถกำจัดออกจนหมดหรือรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพ