นักวิจัยพยายามปลุกเซลล์ภูมิคุ้มกันโดยเน้นที่น้ำตาลบนผิวเนื้องอก สล็อตแตกง่าย ย่อตัวให้เล็กพอที่จะโฉบลงบนพื้นผิวเซลล์ของมนุษย์ และคุณอาจนึกถึงภูมิประเทศของโลก ไขมันหรือไขมันอยู่ใกล้พื้นผิว เช่น หญ้าและพุ่มไม้ โปรตีนตั้งตระหง่านเหนือพุ่มไม้ เช่น ต้นโอ๊กหรือต้นปาล์มที่แข็งแรง แต่ก่อนที่คุณจะแยกแยะไขมันที่อยู่ต่ำออกจากโปรตีนที่สูงตระหง่านได้ คุณจะเห็นอย่างอื่นที่ประดับโมเลกุลเหล่านี้ นั่นคือน้ำตาล
ถ้าโปรตีนคือต้นไม้
น้ำตาลก็คือมอสที่ห้อยจากกิ่งก้านหรือบางทีอาจเป็นใบใหญ่ของต้นปาล์ม Carolyn Bertozzi นักเคมีจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าวว่า “ผิวเซลล์เคลือบด้วยน้ำตาลโดยทั่วไป “เป็นสิ่งที่ไวรัส แบคทีเรีย และเซลล์อื่นๆ มองเห็นเป็นอันดับแรกเมื่อสัมผัสกับเซลล์เป้าหมาย”
น้ำตาลที่ยึดติดกับโปรตีนและไขมันบนผิวเซลล์มักใช้โครงสร้างที่ซับซ้อน ข้อมูลที่เข้ารหัสภายในโครงสร้างเหล่านี้ช่วยให้เซลล์รู้จักกันและกันและถ่ายทอดข้อความในแทบทุกระบบของเนื้อเยื่อและอวัยวะ แต่เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างอื่นๆ ของชีวิต เช่น โปรตีน ลิปิด และกรดนิวคลีอิก น้ำตาลจะอ่อนระโหยโรยราจากความไม่ชัดเจนในการวิจัย น้ำตาลส่วนใหญ่มีความซับซ้อนมากจนนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากไม่พร้อมที่จะเข้าใจชีววิทยาพื้นฐาน Bertozzi กล่าว “พวกเขานำโครงการวิจัยไปในทิศทางที่ต่างออกไปอย่างแท้จริง”
ไม่ใช่เบอร์ทอซซี่ เธอเป็นหนึ่งในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์กลุ่มเล็กๆ ที่ใช้ชีวิตอย่างเต็มไปด้วยน้ำตาล การศึกษาบางส่วนของพวกเขาได้นำไปสู่ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับการรักษาโรคมะเร็ง: การจัดการน้ำตาลบนพื้นผิวของเซลล์เนื้องอกมีศักยภาพในการขยายยารักษามะเร็งชนิดใหม่ที่น่าตื่นเต้น
การมองโลกในแง่ดีในปัจจุบันส่วนใหญ่เกี่ยวกับการต่อสู้กับโรคมะเร็งมุ่งเน้นไปที่การบำบัดด้วยภูมิคุ้มกัน — ยาที่กระตุ้นการป้องกันของร่างกายเพื่อโจมตีเนื้องอก ( SN: 12/27/14, p. 8 ) การบำบัดมุ่งเน้นไปที่การปิดกั้นปฏิกิริยาของโปรตีนที่กดภูมิคุ้มกัน ( SN: 7/11/15, p. 14 ) การรักษาดังกล่าวได้ช่วยผู้ป่วยโรคมะเร็งหลายพันรายที่ครั้งหนึ่งไม่สามารถรักษาได้ รวมถึงอดีตประธานาธิบดีจิมมี่ คาร์เตอร์ ซึ่งได้รับการรักษาในปี 2558 และ 2559 สำหรับมะเร็งผิวหนังระยะลุกลาม
เรื่องราวดำเนินต่อไปด้านล่างสไลด์โชว์
แรงตึงผิว
เซลล์มะเร็งมีโปรตีนพื้นผิวและน้ำตาลที่เชื่อมโยงกับเซลล์ภูมิคุ้มกันเพื่อทำให้ปฏิกิริยาของมะเร็งสงบลง การบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันในปัจจุบันขัดขวางการโต้ตอบระหว่างโปรตีน PD-L1 (สีเขียวอ่อน) บนเซลล์เนื้องอกและโปรตีน PD-1 (นกเป็ดน้ำ) บนเซลล์ T เพื่อปลุกระบบภูมิคุ้มกันให้ตื่นขึ้นสู่เนื้องอก คลื่นลูกใหม่ของการบำบัดสามารถกำหนดเป้าหมายการทำงานร่วมกันแบบคู่ขนานระหว่างน้ำตาลกรดเซียลิก (สีส้ม) บนเนื้องอกและโปรตีน Siglec ที่จับกับน้ำตาล (สีม่วง) บนเซลล์นักฆ่าตามธรรมชาติและเซลล์ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดอื่นๆ
แต่จนถึงตอนนี้ ยาเหล่านี้ เรียกว่าตัวบล็อกจุดตรวจ ใช้ได้กับมะเร็งบางชนิดเท่านั้น เช่น มะเร็งผิวหนัง มะเร็งไต และมะเร็งปอดชนิดเซลล์ไม่เล็ก และไม่ใช่สำหรับผู้ป่วยทุกราย ผู้ป่วยมะเร็งประมาณ 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ที่ได้รับยามีอาการดีขึ้น
คลื่นลูกใหม่ของการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันมีจุดมุ่งหมายเพื่อกำหนดเป้าหมายน้ำตาลผิวเซลล์แทนโปรตีน นักวิจัยหวังว่าแนวทางใหม่เหล่านี้จะปลุกนักรบหน้าใหม่ ซึ่งเป็นส่วนที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงของระบบภูมิคุ้มกันให้ต่อสู้ การบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันที่มุ่งเป้าโปรตีนในปัจจุบันช่วยกระตุ้น T cells ของนักฆ่า ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวที่มีหน่วยความจำสำหรับผู้บุกรุกและความสามารถในการตอบสนองต่อภัยคุกคามที่เฉพาะเจาะจง
ในทางกลับกัน ยากำหนดเป้าหมายน้ำตาลจะเตือนเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด เช่น เซลล์นักฆ่าตามธรรมชาติ หรือเซลล์ NK และมาโครฟาจ เซลล์ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดยังช่วยปกป้องร่างกายจากผู้ร้าย ไม่ว่าจะเป็นไวรัสไข้หวัดใหญ่หรือเซลล์ที่เปลี่ยนเป็นมะเร็ง แต่เซลล์โดยกำเนิดเริ่มออกฤทธิ์ได้เร็วกว่าและมีการตอบสนองเฉพาะทางน้อยกว่าเซลล์ T ทั้งสองระบบเสริมกัน
ปลอมตัวเก่ง การรู้ว่าจะโจมตีอะไรต้องใช้เซลล์ภูมิคุ้มกันเพื่อแยกแยะตัวเองออกจากสิ่งแปลกปลอม และน้ำตาลก็มีบทบาทสำคัญ น้ำตาลบนพื้นผิวชั้นหนึ่งเรียกว่ากรดเซียลิก ทำเครื่องหมายเซลล์ของร่างกายว่าเป็น “ตัวเอง” กรดเซียลิกมีหน้าที่ทางชีวภาพหลายอย่าง บทบาทของพวกมันมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการป้องกันการสังเคราะห์น้ำตาลเหล่านี้ในหนูจะฆ่าสัตว์ในครรภ์
สำหรับระบบการป้องกันของเรา น้ำตาลบนพื้นผิวเซลล์เป็นลายนิ้วมือระดับโมเลกุล ซึ่งบอกเซลล์ภูมิคุ้มกันที่เร่ร่อนว่า “ไม่เป็นไร ก้าวต่อไป” เบอร์ทอซซีกล่าว เชื้อก่อโรคบางชนิด เช่น แบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคหนองในหรือการติดเชื้อสเตรปโทคอกคัส ได้ใช้ประโยชน์ พวกมันเคลือบตัวเองด้วยกรดเซียลิกเพื่อซ่อนตัวจากระบบภูมิคุ้มกัน เมื่อหลายปีก่อน นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าเนื้องอกอาจใช้กลอุบายที่คล้ายคลึงกันหรือไม่ “เราคิดว่า ‘ถ้าแบคทีเรียทำอย่างนั้น บางทีเซลล์มะเร็งก็อาจทำเช่นกัน'” นักไกลโคชีววิทยา Ajit Varki จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกกล่าว
ความสงสัยดังกล่าวมีรากฐานมาจากการสังเกตที่นักวิจัยสังเกตได้แปลกแต่แพร่หลายเมื่อหลายปีก่อน: กรดเซียลิกจัดกลุ่มในลักษณะที่ผิดปกติบนผิวเซลล์เนื้องอก การสังเกตทำให้ Bertozzi ทึ่ง ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 ขณะเริ่มต้นห้องปฏิบัติการของเธอที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ เธอมองว่ากรดเซียลิกเป็นตัวบ่งชี้ศักยภาพของมะเร็ง ผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบปฏิกิริยาเคมีเพื่อติดแท็กโมเลกุลภายในระบบของสิ่งมีชีวิต Bertozzi คิดเกี่ยวกับการพัฒนาการทดสอบการตรวจจับตั้งแต่เนิ่นๆ ซึ่งวัดกรดเซียลิกส่วนเกิน สล็อตแตกง่าย
