Diabetes Mellitus and Stem Cell Therapy

โรคเบาหวาน (Diabetes Mellitus; DM) เป็นโรคเกี่ยวกับการเผาผลาญอาหารซึ่งมีระดับน้ำตาลในเลือดสูงเป็นเวลานาน เบาหวานเกิดจากตับอ่อน (Pancreas) ผลิตอินซูลินไม่เพียงพอหรือเซลล์ร่างกายไม่ตอบสนองอย่างเหมาะสมต่ออินซูลินที่ผลิตอย่างใดอย่างหนึ่ง น้ำตาลที่ถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายจะถูกนำไปเปลี่ยนเป็นพลังงานโดยการควบคุมของอินซูลิน ในเมื่ออินซูลินมีปัญหา ทำให้ไม่สามารถดึงน้ำตาลไปใช้ได้ จึงมีน้ำตาลตกค้างในกระแสเลือดมาก ไตจึงขับของเสียออกมาทางปัสสาวะ อันเป็นเหตุให้ปัสสาวะหวานนั้นเองเบาหวานมีสามชนิดหลัก ได้แก่

1. เบาหวานชนิดที่ 1 (DM Type 1) เกิดจากร่างกายผลิตอินซูลินได้ไม่เพียงพอ แบบนี้อดีตเคยเรียกว่า "เบาหวานชนิดพึ่งอินซูลิน" หรือ "เบาหวานวัยแรกรุ่น" สาเหตุยังไม่ทราบ

2. เบาหวานชนิดที่ 2 (DM Type 2) เริ่มขึ้นจากการดื้อต่ออินซูลิน คือ ภาวะที่เซลล์ไม่สามารถตอบสนองต่ออินซูลินอย่างเหมาะสม เมื่อโรคดำเนินไป อาจมีการขาดอินซูลินด้วย แบบนี้อดีตเคยเรียก เบาหวานชนิดไม่พึ่งอินซูลิน หรือ "เบาหวานที่เกิดในผู้ใหญ่" สาเหตุหลักเกิดจากน้ำหนักกายเกินและออกกำลังกายไม่เพียงพอ

3. เบาหวานระหว่างมีครรภ์ เป็นแบบหลักชนิดที่สาม และเกิดเมื่อหญิงมีครรภ์ซึ่งไม่เคยมีประวัติเบาหวานมาก่อนมีระดับน้ำตาลในเลือดสูง

หากโรคเบาหวานไม่ได้รับการรักษามักจะเกิดภาวะแทรกซ้อนที่สำคัญ คือ ภาวะเลือดเป็นกรดจากคีโตนจากเบาหวาน (Diabetic Ketoacidosis) และโคม่าเนื่องจากออสโมลาร์สูงที่ไม่ได้เกิดจากคีโตน (Nonketotic Hyperosmolar Coma) ภาวะแทรกซ้อนระยะยาวที่ร้ายแรงรวมถึงโรคหัวใจและหลอดเลือด, โรคหลอดเลือดสมอง, ไตวาย, แผลที่เท้าและความเสียหายต่อตา

การรักษาโรคเบาหวาน

เป้าหมายของการรักษาก็เพื่อรักษาระดับน้ำตาลในเลือดให้ใกล้เคียงกับระดับปกติอยู่ตลอดเวลา

• การรักษา DM type 1 เนื่องจากตับอ่อนไม่สามารถผลิตอินซูลินได้จึงอาจทำให้โรคนี้ยากต่อการควบคุม การรักษาจึงต้องมีหลักเกณฑ์ต่างๆ ได้แก่ การควบคุมอาหารอย่างระมัดระวัง วางแผนเรื่องการออกกำลังกาย การตรวจระดับน้ำตาลในเลือดด้วยตนเอง และการฉีดอินซูลินแบบหลายครั้งในหนึ่งวัน (Multiple Daily Injections; MDI)

• การรักษา DM type 2 วิธีการรักษาได้แก่ การควบคุมอาหาร การออกกำลังกาย การตรวจระดับน้ำตาลด้วยตนเอง และในบางกรณีอาจต้องมีการการรักษาด้วยยารับประทานและ/หรือฉีดอินซูลินร่วมด้วย ซึ่งมีผู้ป่วยด้วยโรคนี้ ประมาณ 40% ที่ต้องฉีดอินซูลินร่วมด้วย

การรักษาเบาหวานด้วยสเต็มเซลล์

การศึกษาทดลองทางคลินิกด้วยการรักษาด้วย Bone Marrow Derived-Stem Cell ในผู้ป่วย DM Type 2 จำนวน 10 ราย และติดตามเป็นเวลา 5 ปี โดยผู้ป่วยยังได้รับ Insulin เป็นประจำร่วมกับยารักษาโรคเบาหวานทางปาก หลังปลูกถ่ายสเต็มเซลล์ 48 วัน ผู้ป่วย 8 ใน 10 ราย ได้รับ Insulin ลดลงประมาณ 75% ผู้ป่วย 3 ใน 7 ที่ไม่ต้องให้ Insulin ค่า HbA1c ลดลง < 7 % และในผู้ป่วยที่ตอบสนองการปลูกถ่ายสเต็มเซลล์น้ำหนักลดลง 5.5 กิโลกรัม ส่วนในผู้ป่วยที่ไม่ตอบสนองทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้น

การศึกษาทางคลินิกโดยการปลูกถ่าย Bone Marrow Derived-Stem Cell ผ่านทางเส้นเลือดที่ตับอ่อนในผู้ป่วย DM Type 2 พบว่ามีเบต้าเซลล์ เกิดขึ้นใหม่ 51% และมีการศึกษาโดยใช้ Stem Cell ในผู้ป่วย DM Type 2 สเต็มเซลล์สามารถเปลี่ยนไปเป็นเบต้าเซลล์ได้ นวัตกรรมใหม่สําหรับการรักษา DM Type 2 ด้วยสเต็มเซลล์ ผลการทดลองในสัตว์และทางคลินิกเป็นที่น่าพอใจ สรุปได้ว่าการปลูกถ่าย Bone Marrow Stem Cell Autologous สามารถที่จะทําให้เกิดการใช้ Insulin ในผู้ป่วยลดลงได้มากถึง 50% และมีผู้ป่วย 3 ราย ที่ไม่ต้องใช้ Insulin อีกต่อไปหลังจากการปลูกถ่ายแล้ว ผลการรักษาในผู้ป่วย 10 ราย มีผู้ป่วย 7 ราย ลดขนาดของ Insulin ถึง 50% ที่เคยได้รับและ 3 ราย ไม่เป็นผลที่น่าพอใจของการรักษา สรุปผลการศึกษาทดลองได้ว่าการปลูกถ่ายสเต็มเซลล์ (Stem Cell Transplantation) สามารถลดขนาด Insulin ในแต่ละวันลงได้ถึง 75% และใน 70% ผลของ HbA1c ลดลง 1.1% และมีการตอบสนองต่อ Glucose และทําให้น้ำหนักลดลงในผู้ป่วยเบาหวาน ได้มีการทดลองใช้สเต็มเซลล์ผ่านทางเส้นเลือดดําที่แขนและสามารถเล็งสเต็มเซลล์ไปที่ Coeliac Axis ของตับอ่อน ได้โดยหวังว่าสเต็มเซลล์จะเข้าไปที่ตับอ่อน ซึ่งการทดลองนี้ในสัตว์ได้ผลดี แต่การทดลองให้มนุษย์ไม่ได้มีการเปิดเผย ส่วนที่ไม่ได้รับการเปิดเผยพบว่าได้รับผลการรักษาที่ดีหลังจากใช้ Peripheral Stem Cell Delivery ร่วมกับ Grow Factors เพื่อให้เซลล์เข้าตรงไปที่ตับอ่อน ซึ่งให้ผลการรักษาเช่นเดียวกับการฉีดสเต็มเซลล์ที่ตับอ่อนโดยตรง ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่า Stem Cell Transplantation ด้วยวิธีนี้ได้ผลการรักษาที่ดี และปลอดภัยในการปลูกถ่ายเบต้าเซลล์ ซึ่งทําให้จํานวนการใช้ Insulin ในผู้ป่วยเบาหวานส่วนใหญ่ลดลงเป็นที่น่าพอใจ

DM Type 2 เป็นความผิดปกติของเมแทบอลิซึมระยะยาวซึ่งมีลักษณะคือ ภาวะน้ำตาลสูงในเลือด การดื้ออินซูลิน และการขาดอินซูลิน ซึ่งเป็นความผิดปกติของการทำงานของเบต้าเซลล์ทำให้ขาดอินซูลิน การรักษาโรคเบาหวานด้วยนวัตกรรมใหม่เพื่อรักษาหน้าที่ของเบต้าเซลล์และ Restore หน้าที่ของเบต้าเซลล์ มีงานวิจัยทางคลินิกที่มีการใช้ Umbilical Cord-Mesenchymal Stem Cells (UC-MSCs) ฉีดเข้าทางหลอดเลือดดำในผู้ป่วย DM Type 2 จำนวน 6 ราย และติดตามการรักษา 2 ปี พบว่าผู้ป่วย 3 รายไม่ต้องใช้อินซูลินในเดือนที่ 3 ขึ้นไปหลังฉีดสเต็มเซลล์ ในขณะผู้ป่วยอีก 3 ราย ยังต้องได้รับการฉีดอินซูลินต่อไป นอกจากนี้ผลการตรวจทางห้องปฏิบัติการพบว่าสเต็มเซลล์มีความปลอดภัยไม่มีผลต่อหน้าที่ของตับ ไต และไม่เพิ่มความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งในผู้ป่วยเบาหวานอีกด้วย

รูปที่ 1 กลไกการทำงานของ MSCs ใน Diabetes Mellitus Type 2 โดยใช้ MSCs มีผลทำให้ Insulin Producing Cell (IPC) Differentiation และกระตุ้น Islet Cell Regeneration และฤทธิ์ปกป้อง Islet Cells (Zhang et al., 2017)

ตารางที่ 1 เปรียบเทียบขนาดอินซูลิน หลังได้รับการรักษาด้วย Umbilical Cord-Mesenchymal Stem Cells ทางหลอดเลือดดำส่วนปลาย เปรียบเทียบกับก่อนทำการรักษาพบว่า 3 ใน 6 รายผู้ป่วยหยุดฉีดอินซุลิน 3 รายยังได้รับอินซุลินต่อไป (Guan et al., 2015)

ตารางที่ 2 ผลการตรวจหาสารบ่งชี้มะเร็ง (Tumor Markers) ชนิดต่างๆ ในเลือดหลังได้รับ UC-MSCs ทางหลอดเลือดดำค่าสารบ่งชี้มะเร็งตับ (AFP) มะเร็งลำไส้ใหญ่ (CEA) มะเร็งรังไข่ (CA125) และมะเร็งกระเพาะอาหาร (CA199) อยู่ในระดับปกติไม่มีการเปลี่ยนแปลง เมื่อเปรียบเทียบกับ Baseline (Guan et al., 2015)

เมื่อเร็วๆนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย (University of California, San Francisco) ได้ทำการทดลองทางคลินิกในผู้ป่วย DM Type 1 จำนวน 6 ราย อายุ 27-51 ปี โดยการปลูกถ่ายสเต็มเซลล์ของ Islets of Langerhans (เซลล์ที่ทำหน้าที่ในการผลิตอินซูลินในตับอ่อน) และสังเกตการตอบสนองต่อน้ำตาลในกระแสเลือด ผลปรากฏว่าเพียงไม่กี่วันเซลล์ที่ถูกปลูกถ่ายทำงานได้ดีเหมือนเซลล์ต้นแบบ แต่การรักษายังต้องการยาเพื่อกดภูมิคุ้มกันก่อนการปลูกถ่ายสเต็มเซลล์ แต่ความสำเร็จในครั้งนี้ก็ถือเป็นอีกก้าวสำคัญที่ทำให้เราเข้าใกล้ความเป็นจริงในการรักษาผู้ป่วย DM type 1 ได้มากขึ้น

References

1. Guan, L. X., Guan, H., Li, H. B., Ren, C. A., Liu, L., Chu, J. J., & Dai, L. J. (2015). Therapeutic efficacy of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells in patients with type 2 diabetes. Exp Ther Med, 9(5), 1623-1630. doi:10.3892/etm.2015.2339

2. Bhansali, A., Asokumar, P., Walia, R., Bhansali, S., Gupta, V., Jain, A., . . . Khandelwal, N. (2014). Efficacy and safety of autologous bone marrow-derived stem cell transplantation in patients with type 2 diabetes mellitus: a randomized placebo-controlled study. Cell Transplant, 23(9), 1075-1085. doi:10.3727/096368913x665576

3. El-Badawy, A., & El-Badri, N. (2016). Clinical Efficacy of Stem Cell Therapy for Diabetes Mellitus: A Meta-Analysis. PLoS One, 11(4), e0151938. doi:10.1371/journal.pone.0151938

4. El-Badri, N., & Ghoneim, M. A. (2013). Mesenchymal stem cell therapy in diabetes mellitus: progress and challenges. Journal of nucleic acids, 2013, 194858-194858. doi:10.1155/2013/194858

5. Hussain, M. A., & Theise, N. D. (2004). Stem-cell therapy for diabetes mellitus. Lancet, 364(9429), 203-205. doi:10.1016/s0140-6736(04)16635-x

6. Susman, S., Rus-Ciuca, D., Soritau, O., Tomuleasa, C., Buiga, R., Mihu, D., . . . Mihu, C. M. (2011). Pancreatic exocrine adult cells and placental stem cells co-culture. Working together is always the best way to go. Rom J Morphol Embryol, 52(3 Suppl), 999-1004.