นาโนเข็มสำหรับติดตามการเปลี่ยนแปลงของไขมันในเนื้อเยื่อมีชีวิต

ชีววิทยาเชิงพื้นที่ (Spatial biology) เป็นศาสตร์ที่มุ่งทำความเข้าใจองค์ประกอบเชิงโมเลกุลของเนื้อเยื่อในระดับพื้นที่ ซึ่งสามารถบ่งชี้การพัฒนา การเสื่อมสลาย และการดำเนินของโรคได้อย่างละเอียด อย่างไรก็ตาม วิธีการแบบดั้งเดิมมักอาศัยตัวอย่างเนื้อเยื่อที่ไม่ใช่เนื้อเยื่อมีชีวิต ทำให้ไม่สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลาได้ งานวิจัยล่าสุดนี้ได้เสนอแนวทางใหม่โดยใช้ นาโนเข็มซิลิกอนพรุน (porous silicon nanoneedles) เพื่อเก็บข้อมูลทางโมเลกุลจากสมองที่ยังมีชีวิตซ้ำได้หลายครั้ง และสร้าง “ภาพจำลองโมเลกุล” ที่สะท้อนการกระจายตัวของไขมันและโครงสร้างของเนื้อเยื่อได้อย่างถูกต้อง

นาโนเข็มมีคุณสมบัติพิเศษที่สามารถแทรกซึมเข้าสู่เซลล์เพื่อเก็บข้อมูลโมเลกุลโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อ จากนั้นจึงนำไปวิเคราะห์ด้วยเทคนิค Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging (DESI-MSI) ซึ่งสามารถสร้างแผนที่การกระจายตัวของไขมัน (lipidomic maps) ที่ละเอียดสูง ผลการศึกษาในตัวอย่างเนื้อเยื่อ glioma ของมนุษย์จำนวน 23 ราย พบว่าวิธีนี้สามารถจำแนกสถานะของโรคได้อย่างแม่นยำผ่านการวิเคราะห์ด้วยปัญญาประดิษฐ์ นอกจากนี้ การทดลองกับหนูที่เป็น glioma และได้รับการรักษาด้วยยา temozolomide ยังพบการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบไขมันตามเวลาและการตอบสนองต่อการรักษา แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของวิธีนี้ในการติดตามพลวัตของโรค

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเทคนิคนี้คือการคงสภาพเนื้อเยื่อเดิมไว้ได้โดยไม่ถูกทำลาย ทำให้สามารถเก็บตัวอย่างซ้ำจากบริเวณเดียวกันเพื่อเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่และเชิงเวลาได้ นั่นหมายความว่าการวินิจฉัยและการติดตามการรักษาสามารถทำได้อย่างแม่นยำและเป็นมิตรต่อผู้ป่วยมากขึ้น อีกทั้งยังเปิดโอกาสให้ใช้ในศัลยกรรมเพื่อการเก็บข้อมูลแบบ real-time หรือการติดตามเนื้อเยื่อที่เข้าถึงได้ เช่น เยื่อบุผิว หรือเนื้อเยื่อสมองที่อยู่ระหว่างการรักษาโรคมะเร็ง

โดยสรุป งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นว่า นาโนเข็มซิลิกอนพรุนสามารถพลิกโฉมการวิเคราะห์ lipidomics เชิงพื้นที่และเวลาในเนื้อเยื่อมีชีวิต ทำให้สามารถสร้างเครื่องมือวินิจฉัยระดับโมเลกุลที่ไม่ทำลายเนื้อเยื่อ และตอบโจทย์ด้านการแพทย์แม่นยำ (precision medicine) ได้ในอนาคต

Gu, C., Martella, D. A., Rose, L. A., Rouatbi, N., Wang, C., Zam, A., Caprettini, V., Jensen, M., Liu, S., Hagemann, C., et al. (2025). Nanoneedles enable spatiotemporal lipidomics of living tissues. Nature Nanotechnology.https://doi.org/10.1038/s41565-025-01955-8