มะเร็งเมลาโนมา กับ น้องปลาชุบเงิน

โดย ผศ. ดร.ป๋วย อุ่นใจ

นักวิทยาศาสตร์ชอบการถกเถียง ในสังคมของวิทยาศาสตร์ เราเถียงกันด้วยเหตุและผล (หรืออย่างน้อยนั่นคือสิ่งที่พวกนักวิทยาศาสตร์ชอบเอามาอ้าง)

เรื่องมันมีอยู่ว่า ผมเป็นคนที่ชอบว่ายน้ำ และในตอนที่อยู่ที่แคลิฟอร์เนีย ผมจะไปว่ายน้ำที่สระในยิมแถวบ้านที่ผมเป็นสมาชิกอยู่แทบทุกวันจนเป็นกิจวัตร

วันหนึ่งในฤดูร้อน โซลแทน เพื่อนสนิทชาวสวิสผู้นิยมชมชอบการว่ายน้ำและการออกกำลังเป็นชีวิตจิตใจ ชวนผมไปว่ายน้ำด้วยกันที่สระว่ายน้ำของมหาวิทยาลัย

ผมตอบตกลงเพราะวันนั้นจริง ๆ คือก็ไม่ได้มีแผนอะไรเป็นพิเศษอยู่แล้ว มีคนแฮงก์เอาต์มาเมาท์ด้วยแก้เครียด ก็ไม่น่าจะมีอะไรเสียหาย

พอพบกันที่สระ โซลแทนก็เริ่มบทสนทนา “วันนี้อากาศดีมากเลย เหมาะแก่การทำกิจกรรมเอาต์ดอร์มาก” อากาศดีที่ว่าสำหรับตอนเหนือของแคลิฟอร์เนียคือ ไม่หนาวจนเกินไป และที่สำคัญ ฟ้าเปิด แดดเปรี้ยง

“ก็ดีนะ แต่ไอชอบว่ายน้ำในร่มมากกว่า” ผมตอบกลับทันควัน

“ว่ายน้ำต้องว่ายกลางแจ้งดิ จะว่ายทำไมในร่ม” โซลแทนถามกลับ สีหน้างุนงงสงสัย

“ก็ไอไม่อยากตัวดำ ให้ว่ายกลางแดด ไอก็ดำเป็นเหนี่ยงดิ” ผมย้อน

“เอ้า นั่นแหละคือประเด็น ว่ายน้ำกลางแจ้ง ผิวจะได้เปลี่ยนสีแทน ดาร์ก ทอล แอนด์แฮนด์ซัมอะ รู้จักไหม” เขาแย้ง

“ประเด็นคือมันเกินแทนอะดิ ยูเจอแดด ยูแดง ยูแทน แล้วไม่กี่เดือน ยูก็กลับมาขาวใหม่ แต่ของไอนี่คือ เจอแดด ไอแดง ไอดำ และมันจะดำติดทนไปเรื่อย ๆ อีกนาน” ผมตอบ พร้อมสรุปตัดจบ “ถ้าเลือกได้ ไอจะไม่มีทางว่ายน้ำกลางแดดแน่นอน เปลืองค่าไวต์เทนนิง”

แล้วผมก็ออกตัวว่ายไปโดยไม่สนใจคำถามต่อมาจากเพื่อนชาวคอเคเชียนของผม “ยูใช้ไวต์เทนนิงด้วยเหรอ ?”

การตากแดดจะช่วยกระตุ้นเซลล์ในผิวหนังที่เรียกว่า เมลาโนไซต์ (melanocyte) ให้สร้างเม็ดสีหรือรงควัตถุที่เรียกว่า เมลานิน (melanin) เพิ่มขึ้น ทำให้ผิวเข้มขึ้น จากซีดขาวก็กลายเป็นแทน จากแทน (ที่จะขาว) อยู่แล้ว (แบบผม) ก็จะกลายเป็นสีอเมริกาโนเข้มไม่ใส่นม !

แม้ว่าหลายคนอาจจะมีมุมมองที่ว่าการมีผิวสีแทนเท่ากับเซ็กซีและสุขภาพที่ดี แต่การไปนอนอาบแดดหรือเล่นกีฬากลางแจ้งแบบเกินพอดี เพื่อปรับสีผิวก็อาจพ่วงมาด้วยความเสี่ยงของการเป็นมะเร็งผิวหนังได้เช่นกัน

นอกจากนี้มะเร็งผิวหนังบางชนิด เช่น มะเร็งของเซลล์เม็ดสีที่เรียกว่า เมลาโนมา (melanoma) จะสร้างเมลานินออกมาอย่างผิดปกติด้วย และคำถามหนึ่งที่ยังเป็นปริศนาอยู่ก็คือ เมลานินมีบทบาทอะไรเกี่ยวกับการเกิดมะเร็งผิวหนังด้วยหรือเปล่า

ทั้งนี้เพราะก้อนมะเร็งที่แทรกซึมลงไปใต้ผิวที่ความลึกต่าง ๆ กันมักจะมีพฤติกรรมและความดุต่างกัน นักวิทยาศาสตร์มากมายจึงให้ความสนใจที่จะการศึกษาอิทธิพลของเมลานินกับการเกิดและการพัฒนาของก้อนมะเร็ง

ทว่าการศึกษาตำแหน่ง รูปร่าง และพฤติกรรมของเซลล์ที่มีเม็ดสีเมลานินนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย เพราะเมลานินนั้นมีสมบัติทึบแสง พอเอามาส่องด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงปกติที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทั่วไปก็มักจะบดบังทัศนียภาพไปหมด ทำให้ไม่สามารถตีความข้อมูลอะไรได้ชัดเจน

ด้วยเล็งเห็นถึงปัญหา คีท เฉิง (Keith C Cheng) ศาสตราจารย์ทางด้านพยาธิวิทยา เภสัชวิทยา อณูชีววิทยา และชีวเคมี ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลเวเนีย (Penn State University) ผู้ซึ่งคร่ำหวอดอยู่ในวงการเม็ดสีมานานนับทศวรรษ จึงได้เริ่มคิดวิธีที่จะศึกษาเซลล์เม็ดสีด้วยวิธีใหม่ โดยใช้การสร้างภาพด้วยรังสีเอกซ์ (X-ray imaging) และเพราะรังสีเอกซ์มีกำลังทะลุทะลวงมากกว่าแสงทั่วไปมากนัก เมลานินจึงไม่เป็นปัญหา

ภาพปลาม้าลายตัวเต็มวัย

สัตว์ทดลองที่ห้องแล็บของเฉิงใช้เป็นโมเดลหลักในการศึกษาชีววิทยาของเมลานิน ก็คือ “ปลาม้าลาย (zebrafish)” ในอดีต ทีมของเขาได้ค้นพบยีนมากมายที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเม็ดสีเมลานินในปลาม้าลาย และคงไม่ผิดหากจะกล่าวว่าเฉิงและทีมคือหนึ่งในผู้ที่วางรากฐานในการใช้ปลาม้าลายเพื่อศึกษาโรคต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องความผิดปกติของการสร้างเมลานิน เช่น โรคเผือก (albinism) มะเร็งผิวหนังแบบเมลาโนมา

และเพื่อให้สามารถเห็นเมลานินในปลาม้าลายทั้งตัวได้อย่างชัดเจน สเปนเซอร์ แคตซ์ (Spencer R. Katz) นักศึกษาปริญญาเอกของเฉิง จึงได้พัฒนาเทคนิคใหม่ในการเอาปลาม้าลายไปชุบในสารละลายเงิน ทำให้โลหะเงินที่มีคุณสมบัติทึบรังสีเอกซ์จะค่อย ๆ แทรกซึมเข้าไปจับกับเมลานินภายในเซลล์ของปลา ทำให้นักวิจัยมองเห็นและระบุตำแหน่งของเซลล์เม็ดสีทั้งหมดในตัวปลาได้อย่างละเอียด

ภาพปลาม้าลายชุบเงินสามมิติ (Credit: Spencer R. Katz and Daniel J. Vanselow/Penn State College of Medicine)

และเพื่อให้งานวิจัยดำเนินไปอย่างราบรื่น เฉิงจึงได้ตัดสินใจจับมือกับ ดูลา พาร์กินสัน (Dura Parkinson) ผู้เชี่ยวชาญด้านรังสีเอกซ์จากห้องทดลองแหล่งกำเนิดแสงขั้นสูง (Advance Light Source: ALS) และห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ เบิร์กลีย์ (Lawrence Berkeley National Laboratory) ในแคลิฟอร์เนียเพื่อสร้างภาพถ่ายรังสีเอกซ์สามมิติของปลาม้าลายขึ้นมา (อยากกระซิบว่าในไทยก็มีเครื่องมือที่สามารถทำงานแอดวานซ์แบบนี้ได้เหมือนกันนะครับ เผื่อใครจะสนใจ แหล่งกำเนิดแสงขั้นสูงของประเทศไทยอยู่ที่ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (Synchrotron Light Research Institute) ที่โคราชครับ)

เคยทำ CT scan ไหมครับ ที่ให้คนเข้าไปนอนแล้วก็มีกล้องหมุนถ่ายภาพรังสีเอกซ์ของเราออกมาทุกมุมเพื่อประกอบขึ้นมาเป็นภาพสามมิติในคอมพิวเตอร์ เทคนิค micro-CT ที่พาร์กินสันใช้ถ่ายภาพสามมิติของปลาม้าลายก็เป็นเทคนิคแบบเดียวกัน แค่เล็กกว่า และเพื่อให้ได้มาซึ่งภาพที่ละเอียดจนสามารถมองเห็นเซลล์เมลาโนไซต์ทุกเซลล์ได้ วิศวกรในทีมวิจัยของเฉิงจึงได้ออกแบบกล้องเก็บภาพรังสีเอกซ์แบบใหม่ขึ้นมาด้วย กล้องพิเศษของเฉิงทำให้ข้อมูลภาพสามมิติของเขามีความละเอียดสูงกว่า CT scan ทั่วไปถึง 2000 เท่า

เเละเพื่อพิสูจน์ว่าเทคนิคการเอาปลาม้าลายไปชุบเงินนั้นเวิร์กจริง ใช้งานได้จริง เฉิงจึงเลือกปลาม้าลายมา 2 สายพันธุ์ ซึ่งก็คือสายพันธุ์ปกติที่มีแถบคาดเป็นสีดำตามลักษณะของปลาม้าลาย และอีกสายพันธุ์เป็นสายพันธุ์กลายที่สร้างเมลานินได้น้อยกว่าจึงมีแถบสีจางกว่าอย่างเห็นได้ชัด เรียกว่า สายพันธุ์โกลเดน

ผลการทดลองของเขาชัดเจนมาก ภาพปลาชุบเงินสามมิติของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าปลาม้าลายสองสายพันธุ์นี้มีความแตกต่างกันอย่างชัดเจนทั้งในเรื่องของจำนวนและการกระจายตัวของเซลล์เมลาโนไซต์ และที่เด็ดที่สุดก็คือ จากภาพ นักวิจัยยังสามารถวิเคราะห์และเปรียบเทียบปริมาณของเมลานินที่สร้างขึ้นในตัวปลาทั้งสองชนิดได้อีกด้วย

ภาพหน้าจอของซอฟต์แวร์แสดงผลภาพปลาม้าลายสามมิติที่ทีมวิจัยของเฉิงพัฒนาขึ้นมา

และเพื่อให้ง่ายต่อการจัดการข้อมูล ทีมวิจัยของเฉิงจึงได้เขียนซอฟต์แวร์ในการแสดงผลและวิเคราะห์ภาพสามมิติของปลาม้าลายของพวกเขาขึ้นมาใหม่ และอัปโหลดขึ้นไปบนเว็บให้ผู้สนใจเข้าไปหมุน ๆ ภาพปลาม้าลายชุบเงินสามมิติดูให้เวียนหัวเล่นได้

งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสาร Elife ในช่วงปลายปี พ.ศ. 2564 ที่ผ่านมา และถ้าให้เดา อีกไม่ช้าเราคงได้เห็นมะเร็งชุบเงินเป็นสามมิติแน่ ๆ รับรองไม่นานเกินรอ ไม่แน่ว่าอีกไม่กี่ปี เทคนิคประหลาด ๆ แบบนี้อาจจะกลายเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวางแผนการรักษาทางคลินิกสำหรับโรคมะเร็งผิวหนังในอนาคตก็เป็นได้

ว่าแต่ร้อนนี้ มีใครวางแผนจะไปชายทะเล นอนอาบแดดให้ผิวเป็นสีแทน (ที่จะขาว) กันบ้างไหมครับ ?