MIT เผยงานวิจัยล่าสุด ลำไส้แยกแบคทีเรีย ‘ดี-ร้าย’ ได้ อาจช่วยต่อยอดสู่การรักษาโรคในอนาคต

งานวิจัยล่าสุดของ MIT เผยให้เห็นวิธีที่เซลล์ประสาทในลำไส้ใช้แยกแยะแบคทีเรียดีและร้ายได้แล้ว โดยพบว่ากุญแจสำคัญคือ ‘สารที่เคลือบอยู่บนผิวของแบคทีเรีย’

ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์รู้ว่าแบคทีเรียในลำไส้มีผลต่อสมองและพฤติกรรม เช่น ภาวะซึมเศร้า หรือพาร์กินสัน แต่ยังไม่ค่อยเข้าใจว่ามันสื่อสารกับร่างกายได้อย่างไร งานวิจัยนี้จึงช่วยให้เห็นภาพชัดขึ้นเป็นครั้งแรก ทีมวิจัยได้ใช้หนอนตัวกลมสายพันธุ์ C. elegans เป็นตัวทดลอง เหตุผลที่ใช้หนอนพันธุ์นี้เพราะว่าลำตัวโปร่งแสง ดัดแปลงพันธุกรรมได้ง่าย มองเห็นการทำงานภายในได้หมด และกินแบคทีเรียเป็นอาหารหลักอยู่แล้ว

ในลำไส้ของหนอนมีเซลล์ประสาทชื่อ NSM ทำหน้าที่คล้ายเซ็นเซอร์ตรวจจับแบคทีเรียที่กินเข้าไป ถ้าเจอแบคทีเรียที่กินได้ มันจะปล่อยเซโรโทนินออกมา ทำให้หนอนกินเยอะขึ้นและเดินช้าลงเพื่อดูดซึมสารอาหารให้ได้มากที่สุด โดยสัญญาณจากแบคทีเรียจะถูกรับผ่านโปรตีนที่เกาะอยู่บนผิวของเซลล์ประสาท NSM 

สิ่งที่เซลล์ประสาทตรวจจับ ไม่ใช่ DNA หรือโปรตีน

นักวิจัยลองแยกส่วนประกอบของแบคทีเรียออกมาทีละอย่าง ทั้ง DNA โปรตีน ไขมัน และน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว แล้วทดสอบทีละตัวว่าอะไรทำให้เซลล์ประสาท NSM ตอบสนอง ปรากฏว่าไม่มีตัวไหนทำได้เลย สิ่งที่ NSM ตรวจจับได้จริงคือโครงสร้างของน้ำตาลขนาดใหญ่ที่เคลือบอยู่บนผิวของแบคทีเรีย  ซึ่งทำหน้าที่เหมือนลายนิ้วมือของแบคทีเรียแต่ละชนิด พอ NSM จำลายนิ้วมือนั้นได้ ร่างกายก็รู้ทันทีว่ากินต่อได้

ถ้าปิดระบบนี้ ร่างกายจะไม่รู้ว่าแบคทีเรียตัวไหนดี-ไม่ดี 

เมื่อทีมวิจัยทดลองปิดการทำงานของตัวรับสัญญาณบนเซลล์ประสาท พบว่าเซลล์ NSM ไม่ตอบสนองต่อแบคทีเรียอีกเลย และหนอนก็หยุดพฤติกรรมการกินแบบเดิม แสดงว่าระบบนี้เป็นตัวกลางสำคัญที่เชื่อม ‘แบคทีเรีย’  กับ ‘การตัดสินใจของร่างกาย’

ไม่ได้แค่เลือกกิน แต่ยังช่วยหลีกเลี่ยงของอันตราย

นักวิจัยยังพบว่า เซลล์ NSM ไม่ได้มีหน้าที่แค่เลือกของดี แต่ยังช่วยหลีกเลี่ยงของอันตราย

เมื่อหนอนเจอแบคทีเรียที่มีสารพิษบางชนิด เซลล์นี้จะหยุดทำงาน ทำให้หนอนไม่กิน แม้แบคทีเรียนั้นปกติจะกินได้ แปลว่าระบบเดียวกันนี้ทำหน้าที่ทั้งตัว ‘เร่งให้กิน’ และ ‘สั่งให้หยุด’

มีโอกาสที่กลไกแบบนี้จะเกิดขึ้นในมนุษย์

โปรตีนที่ใช้รับสัญญาณแบบนี้ ไม่ได้มีแค่ในหนอน แต่พบในสัตว์หลายชนิด รวมถึงมนุษย์

นักวิจัยจึงมองว่า ลำไส้ของมนุษย์อาจใช้หลักการคล้ายกันในการรับรู้แบคทีเรีย และอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมจุลินทรีย์ในลำไส้ถึงมีผลต่อสมองและพฤติกรรม ในอนาคตความเข้าใจนี้อาจนำไปสู่การพัฒนาวิธีรักษาใหม่ เช่น การออกแบบสารที่ไปกระตุ้นหรือยับยั้งสัญญาณจากแบคทีเรียโดยตรง

อ้างอิง: bioengineer