ทีมนักวิจัยทางการแพทย์ นำโดยนายแพทย์ เจมส์ ฟาร์เรลล์ ศาสตราจารย์ด้านเคมีและชีวะระบบ และชีวะเคมี ประจำมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด สหรัฐอเมริกา เผยแพร่ผลงานการศึกษาวิจัยกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ ซึ่งเรียกว่า “อะพอพโทซิส” หรือกระบวนการตายของเซลล์ที่มีการกำหนดไว้แล้ว ที่นอกจากจะเป็นการสร้างองค์ความรู้เกี่ยวกับรูปแบบและลักษณะการตายของเซลล์ในร่างกายมนุษย์แล้ว ยังทำให้สามารถรู้ได้ด้วยว่าเซลล์ในร่างกายมีอัตราการตายในระดับความเร็วคงที่อีกด้วย
อะพอพโทซิสเป็นกระบวนการที่มีความจำเป็น เพื่อกำจัดเซลล์ที่ไม่มีความจำเป็นอีกต่อไปแล้วหรือเซลล์ที่เป็นอันตราย เช่น เซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสออกจากร่างกาย นอกจากนั้น อะพอพโทซิสยังช่วยในการกำหนดรูปแบบของอวัยวะต่างๆ รวมทั้งคุณสมบัติอีกหลายอย่างของตัวอ่อนขณะที่อยู่ในขั้นตอนการพัฒนาภายในครรภ์
กระบวนการอะพอพโทซิสทำให้เซลล์ในร่างกายตายลงตลอดเวลา หากกระบวนการอะพอพโทซิสทำงานไม่เป็นปกติ ก็จะส่งผลเสียหายต่อร่างกายได้ อย่างเช่น เซลล์ที่ควรจะตายและถูกขจัดทิ้งตามกระบวนการอัตโนมัติ กลับไม่ตายและยังเติบโต ขยายตัวออกไปเรื่อยๆ จนกลายเป็นเซลล์มะเร็งนั่นเอง เป็นต้น หรือกรณีที่มีความผิดปกติของอวัยวะตั้งแต่แรกคลอด อาทิ นิ้วเท้าหรือนิ้วมือติดกันเป็นพืด ล้วนเกิดจากกระบวนการอะพอพโทซิสไม่ทำงานตามปกติทั้งสิ้น
“เซลล์ในร่างกายคนเรา บางทีตายลงในตอนที่เราไม่ต้องการให้ตาย ตัวอย่างเช่นกรณีผู้ป่วยโรคสมองเสื่อม เป็นต้น หรือในบางครั้งเราต้องการให้มันตาย มันกลับไม่ตาย เช่น ในกรณีผู้ป่วยมะเร็ง เป็นต้น ถ้าเราต้องการเข้าไปแทรกแซง เพื่อจัดการกับกระบวนการดังกล่าวนี้ให้เป็นไปตามที่ต้องการ เราจำเป็นต้องทำความเข้าใจกระบวนการอะพอพโทซิสว่าถูกกำหนดมาอย่างไร” นายแพทย์ฟาร์เรลล์ระบุ
อะพอพโทซิสนั้นบางครั้งเรียกว่าการฆ่าตัวตายของเซลล์ เพราะเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์เองที่ทำให้ตัวเซลล์ตายลง กระบวนการดังกล่าวเริ่มจากการที่ “แคสเปส” ซึ่งเป็นเอ็นไซม์ชนิดหนึ่งในเซลล์ในร่างกายมนุษย์ ได้รับสัญญาณ ซึ่งอาจมาจากภายในเซลล์เอง หรือจากภายนอกเซลล์ก็ได้ให้เริ่มต้นกระบวนทำลายเซลล์
งานวิจัยที่ผ่านๆ มาทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า มีการจุดชนวนให้เริ่มกระบวนการอะพอพโทซิสอยู่ แต่ไม่รู้ว่ากระบวนการนี้กระจายออกไปทั่วทั้งเซลล์ได้อย่างไร
เพื่อให้สามารถล่วงรู้ถึงรูปแบบของการกระจายตัวของกระบวนการนี้ ฟาร์เรลล์และทีมวิจัยนำ เซลล์ขนาดใหญ่กว่าเซลล์ในร่างกายมนุษย์ที่สามารถพบได้ในธรรมชาติมาใช้ในการสังเกตการณ์ นั่นคือ เซลล์ไข่ของกบแอฟริกันคลอวด์ โดยนำเอาของเหลวจากไข่มาใส่จนเต็มหลอดทดลอง แล้วจุดชนวนให้กระบวนการอะพอพโทซิสเริ่มต้น
เพื่อให้สังเกตกระบวนการอะพอพโทซิสได้ ทีมวิจัยติดตั้งหลอดเรืองแสงไว้กับโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้ เมื่อใดที่เห็นแสงจากหลอดเรืองแสงสว่างขึ้น แสดงว่ากระบวนการอะพอพโทซิสกำลังทำงาน
ทีมวิจัยพบว่าหลอดเรืองแสงสว่างขึ้นไล่ไปตามหลอดทดลองด้วยระดับความเร็วคงที่ ที่ระดับ 30 ไมโครเมตร (1 ไมโครเมตร หรือ 1 ไมครอน เท่ากับ 1 ส่วนใน 1,000,000 เมตร) ซึ่งไม่ถือว่ารวดเร็วนัก ตัวอย่างเช่น เซลล์ประสาท ซึ่งอาจมีขนาดถึง 100 ไมโครเมตร ทำให้จำเป็นต้องใช้เวลานานถึง 3 นาทีกับอีก 20 วินาที จึงตายลงด้วยกระบวนการอะพอพโทซิส
ที่สำคัญคือ รูปแบบการกระจายตัวของอะพอพโทซิสไม่ใช่การแผ่ขยาย (การแผ่กระจายจากจุดที่มีความเข้มข้นสูงออกไปสู่จุดที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า) เพราะถ้าเป็นเช่นนั้นกระบวนการนี้จะต้องช้าลงเรื่อยๆ จนถึงจุดสิ้นสุด แต่เป็นการกระจายตัวแบบที่ฟาร์เรลล์เรียกว่า “ทริกเกอร์ เวฟ” หรือการจุดชนวนต่อเนื่องเป็นระลอก ทำให้ความเร็วคงที่ไปจนกว่าจะแผ่ออกไปทุกซอกทุกมุมของเซลล์
โดยเอ็นไซม์ แคสเปส จะกระตุ้นให้แคสเปสของโมเลกุลตัวถัดไปในเซลล์ทำงาน และในเวลาเดียวกันก็จะกระตุ้นแคสเปสตัวต่อไปด้วย จนกระทั่งทั้งเซลล์ถูกทำลาย หรือตายลงนั่นเอง
ในทางกลับกัน การทำงานแบบทริกเกอร์ เวฟ นี้ก็จะทำให้ร่างกายสามารถผลิตเซลล์ใหม่ขึ้นมาทดแทนเซลล์เดิมที่ตายลงได้ด้วย โดยเริ่มต้นกระบวนการจากการสั่งงานของเซลล์ประสาทในสมองนั่นเอง
