เช่นเดียวกับสุนัขล่าเนื้อ เวิร์มกำลังดมกลิ่นมะเร็งในมนุษย์

อาจฟังดูแปลก แต่สักวันหนึ่งเวิร์มอาจมีบทบาทสำคัญในการต่อสู้กับโรคมะเร็ง

เซลล์มะเร็งปอดดูเหมือนจะมีกลิ่นหอมของหนอนตัวน้อยหนึ่งสายพันธุ์ ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังใช้เสน่ห์นั้นเพื่อสร้างเครื่องมือใหม่ในการตรวจหามะเร็ง นักวิจัยหวังว่าอุปกรณ์ “เวิร์ม-ออน-อะ-ชิป” ตัวใหม่นี้จะเป็นวิธีที่ง่ายและไม่เจ็บปวดในการตรวจหาโรคในระยะเริ่มแรก

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

มีรายงานว่า “สุนัขสามารถดมกลิ่นคนที่เป็นมะเร็งปอดได้” Paul Bunn กล่าว เขาเป็นนักวิจัยด้านมะเร็งที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดในออโรราซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้ “การศึกษาครั้งนี้” เขากล่าว “เป็นอีกก้าวหนึ่งในทิศทางเดียวกัน”

ชิปแต่ละตัวมีเวิร์ม 50 ตัว ชินซิกชอยกล่าวว่า “ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของเวิร์มเคลื่อนตัวไปสู่มะเร็ง เขาเป็นนักเทคโนโลยีชีวภาพที่ช่วยพัฒนาระบบหนอนบนชิปที่มหาวิทยาลัยเมียงจิในกรุงโซล ประเทศเกาหลีใต้ ด้วยการฝึกอบรม Choi สงสัยว่าความสามารถของเวิร์มในการดมกลิ่นมะเร็งจะเพิ่มขึ้นได้

ทีมงานในกรุงโซลได้เปิดตัวเวิร์มบนชิปตัวใหม่เมื่อวันที่ 20 มีนาคมที่การประชุมฤดูใบไม้ผลิของ American Chemical Society จัดขึ้นที่ซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนียดมกลิ่นสุดเหวี่ยง

ไม่มีใครสามารถอ่านใจหนอน C. elegans ได้ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่าทำไมสัตว์ตัวเล็ก ๆ เหล่านี้จึงพบว่าเซลล์มะเร็งน่าสนใจ แต่ชอยคิดว่ากลิ่นเป็นเดิมพันที่ค่อนข้างปลอดภัย “ในธรรมชาติ” เขาอธิบาย “แอปเปิลเน่าบนพื้นเป็นที่ที่ดีที่สุดที่เราจะสามารถหาตัวหนอนได้” และเซลล์มะเร็งก็ปล่อยโมเลกุลของกลิ่นที่เหมือนกันหลายอย่างกับแอปเปิลที่เน่าเสีย

 

  1. elegans มีกลิ่นที่เฉียบคมมาก Viola Folli กล่าว เธอศึกษาด้านประสาทวิทยาที่มหาวิทยาลัย Sapienza แห่งกรุงโรมในอิตาลี เช่นเดียวกับทีมเกาหลี เธอตรวจสอบความสามารถในการดมกลิ่นมะเร็งของ C. elegans และเธอกำลังใช้สิ่งที่เรียนรู้เพื่อพัฒนาเซ็นเซอร์ตรวจคัดกรองมะเร็ง แม้ว่าหนอนเหล่านี้จะมองไม่เห็นหรือได้ยิน แต่ Folli ตั้งข้อสังเกตว่าพวกมันสามารถดมกลิ่นได้เช่นเดียวกับสุนัข อันที่จริง C. elegans มียีนในการตรวจจับสารเคมีจำนวนเท่ากันกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่รู้จักการดมกลิ่น เช่น สุนัขหรือหนู

 

น่าประทับใจทีเดียว เมื่อพิจารณาว่า C. elegans มีเซลล์ประสาทเพียง 302 เซลล์ในร่างกายทั้งหมด ในขณะที่สมองของมนุษย์มีเพียง 86 พันล้านเซลล์เท่านั้น

ความเรียบง่ายของเวิร์มทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุเซลล์ประสาทที่ตอบสนองต่อกลิ่นของเซลล์มะเร็งได้ Enrico Lanza นักฟิสิกส์ที่ศึกษาด้านประสาทวิทยากับ Folli ทำสิ่งนี้โดยดัดแปลงพันธุกรรมของ wigglers บางตัวเพื่อที่ว่าเมื่อเซลล์ประสาทเฉพาะถูกกระตุ้น มันจะสว่างขึ้น จากนั้นเขาก็นำหนอนไปสัมผัสกับเซลล์ที่เป็นโรคและตรวจดูด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อค้นหาเซลล์ที่เรืองแสงในที่มืด

“ค. elegans มีความโปร่งใส” Lanza กล่าว “ดังนั้นหากมีสิ่งใดสว่างขึ้นภายใน [มัน]… คุณสามารถตรวจจับได้จากภายนอก” และมีบางอย่างสว่างขึ้น — เซลล์ประสาทที่เปล่งประกายเพียงเซลล์เดียวซึ่งอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของ C. elegans Lanza ถ่ายภาพ

แต่กลิ่นอะไรที่ลอยออกมาจากเซลล์มะเร็งที่ทำให้เซลล์ประสาทของ C. elegans สว่างขึ้นแบบนี้? ชอยคิดว่าทีมของเขาอาจระบุผู้รับผิดชอบบางส่วนแล้ว สารเคมีเหล่านี้เรียกว่าสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายหรือ VOCs และถูกปล่อยออกมาจากเซลล์มะเร็ง สารที่อาจดึงดูด C. elegans คือ VOC ที่มีกลิ่นดอกไม้ที่เรียกว่า 2-ethyl-1-hexanol

 

เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ ทีมของ Choi ใช้สายพันธุ์ C. elegans พิเศษ เวิร์มเหล่านี้ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมจนขาดตัวรับสำหรับโมเลกุลกลิ่น 2-เอทิล-1-เฮกซานอล ในขณะที่ C. elegans ปกติชอบเซลล์มะเร็งมากกว่าเซลล์ที่มีสุขภาพดี แต่เวิร์มดัดแปลงพันธุกรรมไม่ชอบเซลล์มะเร็ง สิ่งนี้บ่งชี้ว่า 2-ethyl-1-hexanol มีบทบาทสำคัญในการดึงเวิร์มไปยังเซลล์ที่เป็นโรค

 

การค้นพบนี้ “สมเหตุสมผลดี เพราะเรารู้ว่ามะเร็งแสดงลายเซ็น VOC” ไมเคิล ฟิลลิปส์กล่าว เขาไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัย แต่เขากำลังพัฒนาการตรวจคัดกรองมะเร็งที่ Menssana Research ใน Fort Lee รัฐนิวเจอร์ซี งานวิจัยล่าสุดของ Phillips แสดงให้เห็นว่า VOCs ในลมหายใจสามารถช่วยทำนายความเสี่ยงของมะเร็งเต้านมได้ การศึกษาดังกล่าวปรากฏในการวิจัยและการรักษามะเร็งเต้านมในปี พ.ศ. 2561

 

ออกสำรวจหามะเร็ง

ความสามารถของ C. elegans ในการตรวจหาเซลล์มะเร็งในระบบ Worm-on-a-chip ในปัจจุบันถือเป็นการเริ่มต้นที่ดี แต่ตอนนี้ Choi ต้องการดูว่าเวิร์มเหล่านี้สามารถดมกลิ่นมะเร็งได้หรือไม่เมื่อไม่ได้สัมผัสกับเซลล์ที่เป็นโรคโดยตรง บางทีเวิร์มอาจได้รับสาร VOCs ที่ปล่อยออกมาจากมะเร็งในน้ำลาย เลือด หรือปัสสาวะ แพทย์สามารถใช้การทดสอบดังกล่าวเพื่อตรวจหามะเร็งปอดโดยไม่ต้องเก็บตัวอย่างเซลล์จากผู้ป่วย

 

การวิจัยของ Phillips เกี่ยวกับ VOCs ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งในลมหายใจชี้ให้เห็นว่าแนวคิดนี้มีคำมั่นสัญญา การวิจัยของ Folli ก็เช่นกัน ปีที่แล้ว ทีมงานของเธอรายงานว่า C. elegans ชอบปัสสาวะจากผู้ป่วยมะเร็งเต้านมมากกว่าฉี่ของคนที่มีสุขภาพดี งานวิจัยดังกล่าวปรากฏในรายงานทางวิทยาศาสตร์

 

การทดสอบแบบไม่รุกรานดังกล่าวอาจทำให้แพทย์ได้เปรียบในการต่อสู้กับโรคมะเร็ง ตัวอย่างเช่น ผู้ป่วยมะเร็งปอดจำนวนมากไม่ได้รับการวินิจฉัยก่อนที่โรคจะลุกลามและกลายเป็นโรคที่รักษาได้ยาก เครื่องมือตรวจคัดกรองบางอย่าง โดยเฉพาะการสแกน CT สามารถตรวจพบมะเร็งปอดได้ตั้งแต่เนิ่นๆ แต่รังสีเอกซ์จากการสแกนทำให้เกิดปัญหาใหม่ “ยิ่งคุณได้รับ CT scan” Bunn กล่าว “ยิ่งคุณได้รับรังสีมากขึ้นเท่านั้น” และรังสีนั้นเองสามารถนำไปสู่มะเร็งได้ นั่นเป็นเหตุผลที่แพทย์ไม่ต้องการทำการสแกนเหล่านี้เว้นแต่จะสงสัยว่าเป็นโรค

การทดสอบน้ำลายแบบหนอนบนชิปหรือการทดสอบปัสสาวะอาจเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่า “มันคงจะดีไม่น้อยถ้าจะมีการทดสอบคัดกรอง [เช่นนั้น]?” บุญบอก. “แม้ว่ามันจะไม่แม่นยำเท่าการสแกน CT scan?” อย่างน้อยที่สุดก็อาจชี้ว่าใครจะได้ประโยชน์มากที่สุดจากการสแกน CT เหล่านั้น

 

ฟิลิปส์เห็นด้วย เขาใช้เครื่องวิเคราะห์ลมหายใจของเขา — BreathX — ในสหราชอาณาจักรเพื่อตรวจหามะเร็ง เขากล่าวว่าเซลล์มะเร็งต่างๆ จะปล่อยสาร VOCs ที่ต่างกันออกไป แต่ละรูปแบบเป็นเหมือนลายนิ้วมือ โรคอื่นๆ บางชนิดก็ปล่อย VOCs เช่นกัน การใช้การหายใจออก “เราเห็นลายนิ้วมือที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงสำหรับมะเร็งเต้านมเมื่อเทียบกับวัณโรค” ฟิลลิปส์กล่าว เขากล่าวว่าลายนิ้วมือ VOC เปลี่ยนไปตามแต่ละโรค

ทั้ง BreathX และอุปกรณ์ Worm-on-a-chip ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อวินิจฉัยโรคมะเร็ง “ฉันไม่เคยบอกผู้หญิงคนไหนเลยว่าเธอเป็นมะเร็งเต้านมโดยดูจากผลการทดสอบลมหายใจ” ฟิลลิปส์กล่าว หรือเขาเสริมว่าการทดสอบแบบเวิร์มบนชิป เขาเชื่อว่าคุณค่าของเทคโนโลยีนี้คือการจัดหาวิธีการคัดกรองผู้ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดโรคโดยไม่เป็นอันตรายและมีค่าใช้จ่ายต่ำ เครื่องมือเหล่านี้สามารถช่วยค้นหามะเร็งได้ตั้งแต่เนิ่นๆ โดยที่ยังสามารถกำจัดออกจนหมดหรือรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ vonwaldberggermanshepherds.com