Aging-Related Frailty and Stem Cell Therapy

ภาวะเปราะบาง (Frailty) เป็นกลุ่มอาการที่พบได้บ่อยในผู้สูงอายุ โดยเฉพาะในผู้ที่มีสภาวะเปลี่ยนผ่านจากสภาพแข็งแรงสู่ภาวะอ่อนแอ (Vulnerability) ในหลายระบบทั้งทางกาย จิตใจ อันเป็นสาเหตุหลักของผลลัพธ์ไม่พึงประสงค์ (Adverse outcomes) ทั้งการหกล้ม ภาวะโรคต่างๆ คุณภาพชีวิตลดลง และภาวะทุพพลภาพ และเป็นสาเหตุการเสียชีวิตในผู้สูงอายุมากที่สุด ภาวะเปราะบางมีลักษณะเฉพาะของอาการและอาการแสดงคล้ายกับความเสื่อมถอยทางกายที่พบเห็นได้ในผู้สูงอายุทุกคนเมื่ออายุมากขึ้นเกิดขึ้นจากความเสื่อมถอยตาม อายุ (Age-Related Decline) ในกระบวนการชรา (Aging Process)

ทางด้านชีววิทยาได้อธิบาย ความชรา (Aging) เป็นภาวะที่มีการเสื่อมถอยของการซ่อมแซมในระดับเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะต่างๆ ของร่างกาย ทำให้การทำงานของร่างกาย และระบบภูมิคุ้มกันลดลง (Physical and Immunological Function) เนื่องมีการผลิตสเต็มเซลล์ในร่างกาย (Endogenous Stem Cells) ลดลง จากการยับยั้งการทำงานของ Stem Cell ทำให้สูญเสียหน้าที่ในการซ่อมแซมและฟื้นฟูเซลล์ เนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ ทำให้สูญเสียความสามารถในการปรับตัวเข้าสู่ภาวะสมดุล (Hemodynamics) ซึ่งเป็นระบบชีวภาพที่ตอบสนองต่อภาวะเครียดต่างๆ ทั้งภายในและภายนอกร่างกาย

อาการที่บ่งบอกถึงภาวะเปราะบาง (Frailty Syndrome)

หากมีอาการตั้งแต่ 3 ข้อขึ้นไปจาก 5 ข้อดังต่อไปนี้ถือว่าเป็นผู้ที่มีภาวะเปราะบาง

1. Weight Loss: น้ำหนักลดโดยไม่ได้ตั้งใจหรือไม่ทราบสาเหตุ มากกว่า 5% ของน้ำหนักตัวในระยะเวลา 1 ปี

2. Exhaustion : รู้สึกเหนื่อย หมดแรง ขาดพลัง หรือจิตตก นิยามว่าจากเดิมพลังงานเต็มสิบ ลดลงเหลือน้อยกว่าสาม

3. Muscle Weakness : กล้ามเนื้ออ่อนแรง มีกิจกรรมน้อยลง นิยามว่าหญิงออกแรงได้น้อยกว่า 270 แคลอรี่ ชายออกแรงได้น้อยกว่า 383 แคลอรี่ ต่อสัปดาห์

4. Slow Walking Speed : เดินช้าลง นิยามว่าเดินแค่ 15 ฟุต (4.57 เมตร) ใช้เวลาเกิน 6-7 วินาที (ขึ้นกับเพศและความสูง)

5. Low Physical Activity : ออกแรงในชีวิตประจำวันลดลง ไม่แข็งแรง นิยามว่าแรงบีบมือลดเหลือต่ำกว่า 20%

Age-Related Frailty and Stem Cell Therapy

ปัจจุบันยังไม่มีวิธีการรักษาภาวะเปราะบางจากวัยที่ได้รับการยอมรับ การรักษาที่มีการพูดถึงมากที่สุดในกลุ่มอาการเปราะบาง คือ Stem Cell Therapy ซึ่งมีการศึกษาวิจัยทางคลินิกพบว่า Allogeniec Mesenchymal Stem Cells Therapy (Allo-hMSCs) ช่วยให้กลไกการซ่อมแซมในระดับเซลล์มีศักยภาพในการฟื้นฟูร่างกายจากภาวะเปราะบางได้เป็นอย่างดี ลดการอักเสบเรื้อรัง กระตุ้นการทำงานของร่างกายและและระบบภูมิคุ้มกัน ส่งผลให้สุขภาพโดยรวมดีขึ้น จากหลักฐานงานวิจัยทางคลินิกด้านประสิทธิภาพและความปลอดภัยของการรักษา Aging Frailty ในผู้สูงอายุ พบว่า

• Allo-hMSCs ไปลดการอักเสบเรื้อรัง โดยไปลดการแสดงออกการทำงานของตัวบ่งชี้ของการอักเสบทางชีวภาพ (Inflammatory Biomarkers) คือ TGF-α TGF-β, IL-1, IL-6 และ C-Reactive Protein (CRP) (ตารางที่ 1)

• Allo-hMSCs ไปเพิ่มคุณภาพชีวิต และ Sexual Life ดีขึ้น (ตารางที่ 1)

• Allo-hMSCs ทำให้ Physical Performance ดีขึ้น

รูปที่ 1 ภาวะเปราะบาง (Frailty) มีการเพิ่มระดับของ Pro-Inflammatory Cytokine ในเลือด โดยเฉพาะ TNF-α, Interleukin-6 (IL-6), และ C-reactive protein (CRP) ในระหว่าง Aging Process และเป็น Predictor ของอัตราการตายของผู้ป่วย Frailty ที่เกี่ยวข้องกับ Cardiovascular Diseases (Schulman et al., 2018)

ตารางที่ 1 ผลของ Mesenchymal Stem Cell Therapy ในผู้ป่วย Frailty Syndrome (Schulman et al., 2018)

References

1. Schulman IH, Balkan W, Hare JM. (2018) Mesenchymal Stem Cell Therapy for Aging Frailty.Front Nutr. 5:108. doi: 10.3389/fnut.2018.00108.

2. Tompkins, BA., DiFede, DL., Khan, A., Landin, AM et al., (2017) Allogeneic Mesenchymal Stem Cells Ameliorate Aging Frailty: A Phase II Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Clinical Trial. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 72(11):1513-1522. doi: 10.1093/gerona/glx137.

3. Golpanian S, DiFede DL, Pujol MV, Lowery MH, Levis-Dusseau S, Goldstein BJ, Schulman IH, Longsomboon B, Wolf A, Khan A, Heldman AW, Goldschmidt-Clermont PJ, Hare JM. (2016) Rationale and design of the allogeneiC human mesenchymal stem cells (hMSC) in patients with aging fRAilTy via intravenoUS delivery (CRATUS) study: A phase I/II, randomized, blinded and placebo controlled trial to evaluate the safety and potential efficacy of allogeneic human mesenchymal stem cell infusion in patients with aging frailty. Oncotarget, 7(11):11899-912. doi: 10.18632/oncotarget.7727.

Facial Stem Cell Therapy

ปัจจุบันการใช้สเต็มเซลล์ทางด้านความงามเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่ามีประสิทธิภาพมากขึ้น ด้วยนวัตกรรมใหม่ๆ ในการรักษาฟื้นฟูผิวหน้าและผิวกายด้วยสเต็มเซลล์ให้อ่อนเยาว์มากขึ้น Facial Stem Cell Therapy คือ การกระตุ้นการสร้าง Collagen ซ่อมแซมเซลล์ผิวหน้าที่เสื่อมสภาพ (Aging Skin, Dehydrated skin) ด้วย Mesenchymal Stem Cell เซลล์ชนิดนี้หลั่งสาร Growth Factors และ Cytokines ต่างๆ เช่น Fibroblast Growth Factor (FGF) , Epidermal Growth Factor (EGF) , Endothelial Vascular Growth Factors (VEGF) Platelet Derived Growth Factor (PDGF) เป็นต้น โดยสเต็มเซลล์จะทำหน้าที่ในระดับชั้นผิวหนังต่างๆ ดังนี้

- Mesenchymal Stem Cell จะแทรกเข้าไปแทนที่เซลล์เก่าที่เสื่อมสภาพและถูกทำลายไป และหลั่งสารชีวโมเลกุลต่างๆ ไปกระตุ้นการเจริญเติบโตและการแบ่งตัวของเซลล์ในชั้นผิวหนังต่างๆ เช่น ชั้นหนังกำพร้า (Epidermis) คือ Epithelial Cells และ Keratinocyte ชั้นหนังแท้ (Dermis) คือ Fibroblasts และชั้นไขมัน (Hypodermis หรือ Subcutaneous) คือ Adipocyte สเต็มเซลล์จะไปกระตุ้นเซลล์ต่างๆ ดังกล่าว ในตำแหน่งที่ฉีดและบริเวณใกล้เคียงให้มีการเพิ่มจำนวนมากขึ้น ส่งผลทำให้เซลล์บนผิวหน้าแน่นขึ้น อวบอิ่มกระชับ สดใสเพิ่มความอ่อนเยาว์ให้กับผิวได้เป็นอย่างดี

- Mesenchymal Stem Cell สามารถหลั่ง PDGF และ VEGF กระตุ้นการสร้างหลอดเลือดฝอย เพิ่มการหมุนเวียนของเลือดบริเวณใบหน้า ส่งผลให้การซ่อมแซมเซลล์ผิวหน้าได้ดีขึ้น ทำให้ใบหน้าสดใส มีเลือดฝาด มีน้ำมีนวลดูสุขภาพดี

- นอกจากนี้ Mesenchymal Stem Cell ยังสามารถหลั่งสาร Collagen ชนิดต่างๆ รวมไปถึงการกระตุ้นการสร้าง Collagen และ Elastin ทำให้ผิวหน้ามีการปรับโครงสร้างของ Collagen และ Elastin ใหม่ ส่งเสริมการหายของแผลต่างๆ ช่วยให้ผิวหน้ายืดหยุ่นตึงกระชับ สดใส เรียบเนียน ลดเลือนริ้วรอย

การประยุกต์ Mesenchymal Stem Cells ในด้านความงาม

การประยุกต์ใช้ในการรักษาทางด้านความงาม Mesenchymal Stem Cells มีการศึกษาพบว่าสเต็มเซลล์สามารถใช้ร่วมกับ Platelet Rich Plasma (PRP) และ Growth Factors ต่างๆ ได้ ส่วน Placenta Growth Factors หรือ Human Placenta Extracts เป็นสารสกัดที่อุดมไปด้วยสารชีวโมเลกุลต่างๆ ที่มีการศึกษาวิจัยแล้วพบว่าสารเหล่านี้มีประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการรักษาทางด้านเวชศาสตร์ฟื้นฟูและความงาม ดังนั้น Human Placenta Extract ก็น่าจะเป็นอีกทางเลือกที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ร่วมกับสเต็มเซลล์ได้ เป็นเสมือน Bio Filler เพื่อทำ Stem Cell Face Lifting การทำงานร่วมกันของสเต็มเซลล์และสารสกัดจากรกทำให้มีประสิทธิภาพสูงสุดในการรักษาปัญหาด้านผิวพรรณ ปัจจุบันในกลุ่มแพทย์ความงาม และศัลยกรรมตกแต่งเริ่มมีการประยุกต์ใช้ในทางคลินิก โดยนำไปใช้หลังทำการทำศัลกรรมตกแต่งบริเวณใบหน้า เต้านม หรือ การผ่าคลอด ซึ่งพบว่าได้ผลดี ทำให้การหายของแผลเร็วขึ้น ลดการอักเสบและติดเชื้อ ป้องกันการเกิดแผลเป็นหลังผ่าตัด (Hypertrophic Scar) ได้เป็นอย่างดี การประยุกต์ใช้นั้นขึ้นอยู่กับการพิจารณาของแพทย์เท่านั้น

รูปที่ 1 a) ผิวหนังประกอบไปด้วย ชั้นผิวหนังกำพร้า (Epidermis) ชั้นหนังแท้ (Dermis) และชั้นไขมัน (Hypodermis or subcutaneous).ชั้นหนังแท้ประกอบไปด้วย Fibroblast, Blood Vessel, Immune Cells, Sensory Nerve Cells, Adipocyte ลึกลงไปใต้ชั้นหนังแท้ (Hypodermis) หรือ Subcutaneous ประกอบไปด้วยเซลล์ไขมัน (Adipocyte, Adipose Tissue)

b) เมื่อบาดแผลเกิดขึ้นร่างกายจะมีกลไกการห้ามเลือด (Haemostasis) เพื่อหยุดเลือดและเกิดกระบวนการอักเสบ (0-3 วัน) การแข็งตัวของเลือดจะเกิด Fibrin Clot ป้องกันการสูญเสียเลือด และเป็นโครง (Scaffold) สำหรับเซลล์ต่างๆ เช่น Immune Cells, Dermis, Epidermal Cells และ Stem Cells เดินทาง (Migrate) ไปบริเวณที่มีการบาดเจ็บ

c) ในระยะการแบ่งตัว (Proliferation Phase; 4-21 วัน) Keratinocytes, Fibroblasts, และ Endothelial Cells จะเดินทาง (Migrate) ไปที่บริเวณที่มีบาดแผล และมีการจัดเรียงของ Extracellular Matrix ใหม่

d) ในระยะปรับเปลี่ยนใหม่ (Remodelling Phase; 21 วัน -1 ปี) เป็นระยะสุดท้ายของการหายของแผล Collagen ในชั้น Dermis จะมีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างใหม่ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงให้แก่เนื้อเยื่อ และเซลล์ที่เสียหายจากการบาดเจ็บก็จะถูกกำจัดไป

ในบาดแผลภายนอกเล็กๆ ในหนู Hair Follicle จะไม่มีการ Regenerate และ Dermal Scar Tissue

References

1. Dekoninck, S., and Blanpain, C. (2019). Stem cell dynamics, migration and plasticity during wound healing. Nature Cell Biology, 21(1), 18–24. doi:10.1038/s41556-018-0237-6

2. Fan, D., Xia, Q., Wu, S., Ye, S., Liu, L., Wang, W., Guo, X., Liu, Z. (2018) Mesenchymal stem cells in the treatment of Cesarean section skin scars: study protocol for a randomized, controlled trial. Trials. 19(1):155. doi: 10.1186/s13063-018-2478-x.

3. Nath, S, and Bhattacharyya, D. (2007) Cell adhesion by aqueous extract of human placenta used as wound healer.Indian J Exp Biol. 45(8):732-8.

4. Kim, WS., Park, BS., Park, SH., Kim, HK., Sung, JH. (2009) Antiwrinkle effect of adipose-derived stem cell: activation of dermal fibroblast by secretory factors. J Dermatol Sci. 53(2):96-102. doi:10.1016/j.jdermsci.2008.08.007.

5. Samberg, M., Stone, R., Natesan, S., Kowalczewski, A., Becerra, S., Wrice, N., Cap, A., Christ,y R. (2019) Platelet rich plasma hydrogels promote in vitro and in vivo angiogenic potential of adipose-derived stem cells. Acta Biomater. pii: S1742-7061(19)30059-5. doi: 10.1016/j.actbio.2019.01.039.

6. Lei, XX., Xu, PC., Zhang, L., Pang, MR., Tian, J., Cheng, B. (2018) Effects of human adipose-derived mesenchymal stem cells and platelet-rich plasma on healing of wounds with full-thickness skin defects in mice]. Zhonghua Shao Shang Za Zhi. 34(12):887-894. doi: 10.3760/cma.j.issn.1009-2587.2018.12.013.

7. Mahajan, VP., Abbasi, Z., Subramanian, S., Parab, HC., Danke, A. (2017) Regenerative Medicine Using Platelet Rich Plasma and Stem Cells in Atrophic Acne Scars: A Case Report. J Cosmo Tricol. 3:2 DOI: 10.4172/2471-9323.C1.002