บักกี้บอลอาจช่วยรักษาโรคภูมิแพ้ได้ในอนาคต

อนุภาคระดับนาโนเมตรรูปทรงกลมคล้ายลูกบอลที่เรารู้จักกันดีในชื่อ “บักกี้บอล” อาจช่วยผู้ป่วยโรคภูมิแพ้ให้พ้นจากความทุกข์ทรมาน งานวิจัยได้รับการเปิดเผยขึ้น โดยมีการดัดแปลงบักกี้บอลเพื่อนำไปใช้ยับยั้งวิถีการตอบสนองอาการภูมิแพ้ในเซลล์ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์

บักมินสเตอร์ฟูลเลอรีน (Buckminsterfullerenes) หรือบักกี้บอล เป็นโครงสร้างรูปตาข่ายทรงกลมขนาด 1-10 นาโนเมตร สร้างจากคาร์บอน 60 อะตอม มันได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุศาสตร์เป็นเวลาหลายปีแล้วในเรื่องของความแข็งแรง การที่มีน้ำหนักเบา พร้อมทั้งมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่น่าดึงดูดใจ ทำให้มันได้รับความสนใจเพื่อนำมาใช้ทางการแพทย์เช่นกัน
เป็นที่ทราบกันดีว่า บักกี้บอลมีคุณสมบัติพิเศษในการเก็บกวาดรีแอคทีฟออกซิเจนสปีชีส์ (reactive oxygen species) หรือที่รู้จักกันในชื่อ “อนุมูลอิสระ” กลุ่มหนึ่ง ซึ่งอนุมูลอิสระมักจะสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงในระบบทางชีวภาพ “C60 (บักกี้บอล) มีความชอบพออิเล็กตรอนอย่างมาก มันจับกับอิเล็กตรอนได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นมันจึงสามารถหยุดการทำงานของอนุมูลอิสระได้โดยการทำให้เกิดความเป็นกลางทางไฟฟ้า” James Cross นักเคมีผู้วิจัยฟูลเลอรีน แห่งมหาวิทยาลัยเยล ในเมือง New Haven รัฐ Connecticut ได้อธิบาย การศึกษาก่อนหน้านี้ยังสนับสนุนให้เห็นว่าบักกี้บอลมีความสามารถในการปกป้องเซลล์ประสาทจากการทำลายของรีแอคทีฟออกซิเจนสปีชีส์อีกด้วย
Chris Kepley นักภูมิคุ้มกันวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียคอมมอนเวลท์ (Virginia Commonwealth University) ในเมืองริชมอนด์ แสดงความประหลาดใจว่าเจ้าลูกบอลคาร์บอนนี้ยังสามารถนำมาเป็นประโยชน์ในระบบภูมิคุ้มกัน

การทำปฏิกิริยาที่น่าตกตะลึง
ทีมงานของ Kepley ได้ทำวิจัยร่วมกับบริษัทวัสดุศาสตร์ในรัฐเวอร์จิเนียชื่อว่า Luna Innovations โดยได้ทดสอบเจ้าอนุภาคทรงกลมขนาดนาโนเมตรในรูปแบบที่ปรับปรุงโครงสร้างใหม่ในเซลล์มนุษย์และหนูไมส์ แม้ว่าสูตรโครงสร้างที่จำเพาะของเจ้าอนุภาคนี้ยังคงถูกเก็บเป็นความลับอยู่ในขณะนี้ แต่พวกเขาก็บอกว่ามันจะเพิ่มความสามารถในการทำงานได้โดยการเติมหมู่ข้างเคียงซึ่งจะทำให้ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามงายวิจัยบางเรื่องบ่งชี้ให้เห็นว่าฟูลเลอรีนอาจเป็นพิษก็ได้ แต่ฟูลเลอรีนในรูปแบบที่ปรับปรุงนี้ไม่พบว่าทำให้เกิดผลเสียใดๆ Kepley กล่าว

ทางกลุ่มวิจัยได้นำ mast cell ซึ่งเป็นเซลล์ชนิดหนึ่งในระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์มาเลี้ยงในจานเพาะเชื้อ กลุ่มหนึ่งเลี้ยงไว้พร้อมกับบักกี้บอล อีกกลุ่มไม่มี จากนั้นนำเซลล์มาสัมผัสกับสารที่มีฤทธิ์ก่อภูมิแพ้ อาทิ ละอองเกสรดอกไม้ พบว่ากลุ่มที่ให้บักกี้บอลร่วมด้วยมีการหลั่งฮิสตามีนน้อยกว่ากลุ่มควบคุมถึง 50 เท่า อิสตามีนจัดเป็นสารเคมีตัวหนึ่งในร่างกายที่ตอบสนองในกระบวนการอักเสบและการหดเกร็งของทางเดินหายใจในโรคหอบหืด นอกจากนี้บักกี้บอลยังยับยั้งสารสื่อสารระหว่างเซลล์ (mediators) ชนิดอื่นๆกว่า 30-40 ชนิดที่เกี่ยวข้องในการตอบสนองต่ออาการภูมิแพ้อีกด้วย

เมื่อทำการฉีดบักกี้บอลเข้าไปในหนูไมส์ พบว่ามีการหลั่งฮิสตามินน้อยกว่ากลุ่มที่ไม่ฉีดเมื่อกระตุ้นด้วยสารก่อภูมิแพ้ ทีมวิจัยได้รายงานเรื่องนี้ในวารสาร the Journal of Immunology หนูกลุ่มที่ไม่ได้รับบักกี้บอลจะไวต่อการลดลงของอุณหภูมิในร่างกายอันเกี่ยวเนื่องมาจากการเกิด anaphylaxis ซึ่งเป็นการตอบสนองต่ออาการแพ้ที่เกิดขึ้นแบบเฉียบพลันและรุนแรง เป็นสาเหตุทำให้เสียชีวิตภายในเวลาไม่กี่นาที

“ฮิสตามีนไม่ได้เป็นสารที่ก่อให้เกิดปฏิกิรยาภูมิแพ้ทุกประเภท” Brian Lipworth ผู้เชี่ยวชาญด้านโรคภูมิแพ้แห่ง the Perth Royal Infirmary สก็อตแลนด์ ได้ย้ำเตือนในเรื่องนี้ และเขาจะคอยเฝ้าดูผลเมื่อนำมาศึกษาทางคลินิกในมนุษย์ “มันค่อนข้างน่าสนใจทีเดียว” “แต่เราจะต้องรอดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อโมเลกุลนี้นำมาทดสอบในอาสาสมัคร”

ออกซิเจนตัวร้ายที่หายไป
ยังไม่ทราบกลไกที่แท้จริงที่บักกี้บอลทำให้ mast cell หลั่งฮิสตามินลดลง “เรายังไม่ทราบแน่นอนว่าการหลั่งฮิสตามินนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร” Kepley กล่าว “เรารู้แต่เพียงว่ารีแอคทีฟออกซิเจนสปีชีส์จะเพิ่มขึ้นไปพร้อมๆกับการหลั่งฮิสตามิน” เขากล่าวเพิ่มเติม ดังนั้นทฤษฎีการทำงานของบักกี้บอลที่ทางทีมงานคาดการณ์ไว้คือการที่มันไปจับอนุมูลอิสระเอาไว้ ทำให้ยับยั้งการตอบสนองต่ออาการภูมิแพ้ได้

เราทราบกันดีว่าสารต้านอนุมูลอิสระมีประโยชน์ในการช่วยลดการตอบสนองต่ออาการภูมิแพ้ แต่มันก็ไม่สามารถนำมารักษาอาการเหล่านี้ได้ทั้งหมด

ความคิดที่นำอนุภาคขนาดนาโนเมตรมาใช้จัดการกับโรคภูมิแพ้นั้นจึงเป็น “แนวทางใหม่” ที่ยังไม่เคยมีมาก่อน Clifford Bassett แพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านภูมิคุ้มกัน แห่งวิทยาลัยโรคภูมิแพ้หอบหืดและภูมิคุ้มกันอเมริกัน ในเมืองนิวยอร์ก ให้ความเห็น “ภูมิคุ้มกันวิทยาระดับนาโนเทคโนโลยี (nanoimmunology) เพิ่งจะเกิดขึ้นเมื่อไม่กี่ปีทีผ่านมานี้เอง”
Kepley เชื่อมั่นว่างานวิจัยของเขาจะได้ประโยชน์ในการรักษาเพื่อนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในโรคภูมิแพ้และโรคภูมิต้านทานเนื้อเยื่อตัวเอง ได้แก่ โรคข้ออักเสบ ปัจจุบันเขากำลังดำเนินการที่จะศึกษาผลทางคลินิกในมนุษย์ เพื่อพิสูจน์ว่าบักกี้บอลอาจควบคุมโรคอย่างอื่นในระบบภูมิคุ้มกันได้ เช่น ไข้ละอองฟาง (hay fever) หอบหืด และ มัลติเปิ้ล สเคลอโรซิส (multiple sclerosis) หรือโรคปลอกหุ้มเส้นประสาทหลุดลอก

References (ในข่าว)
Dugan, L. L. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. 94 , 9434-9439 (1997).
Ryan, J. J. et al. J. Immunol. 179 , 665-672 (2007).

ที่มา
http://www.nature.com/news/2007/070702/full/070702-16.html