The Marvelous Regenerative Power of Starfish Makes Stem Cell Therapy Cheaper.

CMU Project: The Marvellous Regenerative Power of Starfish Makes Stem Cell Therapy Cheaper.


After studying stem cell therapy for periods, scientists and doctors acknowledged the great benefit of this incredible therapy as it could cure many types of blood disorders, including Leukemia, Thalassaemia, SLE, and more. Unfortunately, a number of patients still lack the opportunities to reach this therapy because it’s prohibitively expensive - around $100,000 to $200,000 per patient.     

However, there is the remarkable scientific discovery of “regenerative power of starfish” which enhances the stem cell therapy, and make it much cheaper, thank to Chemical Professor Kris Noel Dahl and Veronica Hinman, head of CMU’s Department of Biological Sciences.


Why are starfishes’ cells so special?  

Generally, stem cells are able to differentiate into any types of cells which are important to the body, including blood cells, muscle cells, skin cells, and etc. But when stem cells differentiate itself into other cells, they cannot change back or de-differentiated. However, we have found out that there is a special creature that its cells do not process like that: starfish!

Starfishes can regenerate its arms whenever they lose ones; this shows that starfishes possess unique cells, which can de-differentiate themselves from skin or muscle cells back into stem cells. With this incredible ability of starfishes, Hinman’s preliminary research on stem cell therapy can take a major step forward. 

Dahl says, “In the larval state, starfish have a distinctive head that contains their brain. If the head is removed or damaged, the differentiated cells that are definitely not neural cells will de-differentiate, crawl up to the head region, and regrow into neurons. To not only do this in the larval state, but to regrow something as complex as a brain—this is an amazing regenerative capability.”

Thank to the DSF Charitable Foundation who contributes this project, Hinman and Dahl can study intensively what in starfishes causes their cells to process like this. 

Dahl adds, “While regenerative medicine is great, there’s still a lack of understanding of the fundamentals that govern how cells respecify themselves. The hope is that by studying a model organism like the starfish, and combining what we learn with our knowledge of human stem cells, we can use comparative genomics to understand the gene expression that allows starfish cells to respecify their programming.”


How can we use its power of regeneration? 


In the experiment, an artificial model of the starfish’s larval system was created in order that Dahl and her team can manipulate the chemical and mechanical factors existing in the starfish embryo. When the cells crawl to their new destination, Dahl blocks them at a time until she find out how exactly these cells de-differentiate back into stem cells, crawl up to the brain region and become neuronal tissue.  If this process can be applied to the stem cell therapy, the patient's cells are able to de-differentiate and become whatever the patient needs.

This method can considerably transform present therapies because stem cells no longer have to be harvested from a patient, cultured over the days, and reinjected back into the patients.  

With this new method, doctors can take stem cells from any part of the body, then the cells de-differentiated back into stem cells, and finally re-differentiated into therapeutic cells. Consequently, stem cell therapy will become much cheaper.


“If you could reduce stem cell therapy from $200,000 to $1,000—it would touch nearly every person’s life,” says Dahl.


CMKL Students’ Life Experiences 

Rather than acquiring knowledge from research and advisors, you learn to say “Hello” to the completely different perspectives of your life from studying abroad. Academic achievement or higher quality of education seem the obvious benefits to international students. However, in foreign universities, studying is not the only necessary path of the journey, but there are still important parts to make life accomplished: life experiences.

Here, we are talking with “CMKL students” not only about academic projects, but we are going to discover how their lives are going at CMKL University Thailand.

Making friends and Gaining life experience

Yang Qi:

“With the help of their superior vision, I’ve been able to overcome many roadblocks that I’ve faced,” says Yang. “The professors at CMKL have been very kind and patient; I’ve benefited a lot from having access to as many one-on-one discussions as I want.”

“The staff members are very friendly; we work and live together more like friends. They are always one call away and stand by our sides whenever we face any problems with our daily lives. Our interactions make us feel more like a member of a small family that makes me feel that I am never alone.” 

“My fellow students are awesome. I’m so happy that we’re able to experience a certain degree of diversity here,” says Yang. “We help each other with our projects by offering our own strengths and individual expertise. I’ve helped Yurun and Prabh discover new ways to pursue their research areas."

“When I was struggling with my research projects, I stayed late every day and was experiencing a lot of stress. They came to me and said, “so are we.” It was a simple thing that made me feel so much better.”

Yurun Tian:

“Professor Orathai and Professor Akkarit have taught me a lot regarding how to conduct research the right way. They have been so generous and are always willing to give us advice or help us with any questions we have.” 

“Ying and Prae are so warm and cute and have made our life so much more colorful; we feel like we’re in our own home every time we interact with them.” 

“When I feel depressed or disappointed, they [her friends] give me so much support. I feel so touched and hope I can help them someday. When Prabh gives me advice on how to improve my research plan, when Molly hugged me when I cried, and when Yang helps me with my English, I am so grateful. They are all great people. They always support their friends, and so I also do that for them.”

Prabh Simran Singh Baweja:

Everyone around me has been very motivating and comforting in difficult situations. These are the times where you understand the true value of an institution”

“My time at CMKL has been really good so far. There were elements of stress, fun, and helpfulness involved. I have had some great discussions with fellow students, professors, and the staff – I will cherish those moments.”

Xiaomeng Li:

“Thai people are very friendly and nice. The professors really think from the perspective of the students and encourage us to learn more in order to be successful in our careers.”

“The staff is always willing to help us at any time and have made our experience much easier.”




การรักษาด้วยสเต็มเซลล์อาจไม่ได้มีราคาแพงอีกต่อไป!

ด้วยสุดยอดพลังแห่งการฟื้นสภาพของปลาดาว จากผลงานวิจัยของคาร์เนกีเมลลอน

หลังจากที่ทำการศึกษาเรื่อง “สเต็มเซลล์” มาระยะหนึ่ง เหล่านักวิทยาศาสตร์และแพทย์ผู้เชี่ยวชาญต่างยอมรับในคุณประโยชน์ของมันดั่งเป็นยาวิเศษที่ใช้รักษาโรค เช่น โรคลูคีเมีย โรคธาลัสซีเมีย โรค SLE และโรคต่าง ๆ อีกมากมาย ทว่ายังมีผู้ป่วยจำนวนมากที่ไม่สามารถเข้าถึงการรักษาด้วยสเต็มเซลล์ เนื่องด้วยเหตุผลที่ว่า มันแพงมาก ๆ (ประมาณ 3,112,340 บาท - 6,224,680.00 บาท)

แต่ด้วยงานวิจัยในเรื่อง เซลล์ฟื้นสภาพของปลาดาว ของศาสตราจารย์ด้านเคมี Kris Noel Dahl และ คณบดีคณะวิทยาศาสตร์ชีวภาพมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน Veronica Hinman  ทุกคนจะสามารถเข้าถึงการรักษาด้วยสเต็มเซลล์ด้วยราคาที่ถูกมาก ๆ


ทำไมต้องเป็นปลาดาว เซลล์ปลาดาวพิเศษยังไง


โดยทั่วไปแล้ว สเต็มเซลล์ หรือ “เซลล์ต้นกำเนิด” จะสามารถแปลงสภาพเป็นเซลล์ต่าง ๆ ที่จำเป็นต่อร่างกายได้ เช่น เซลล์เม็ดเลือด เซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์ผิวหนัง และอื่น ๆ อีกมากมาย แต่เมื่อสเต็มเซลล์แปลงสภาพไปแล้ว มันจะไม่สามารถแปลงร่างกลับมาเป็นเซลล์ต้นกำเนิดดั่งเดิมได้  อย่างไรก็ตามเราได้ค้นพบว่ามันมีสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งที่เซลล์ของมันไม่ได้มีลักษณะการทำงานเช่นนี้ นั่นคือ ปลาดาว!

ปลาดาวสามารถฟื้นสภาพและสร้างแขนของมันได้ทุกครั้งเมื่อมันขาดออกไป ซึ่งนี่ได้แสดงให้เห็นถึงลักษณะจำเพาะของเซลล์มัน ที่สามารถแปลงสภาพกลับจากเซลล์ผิวหนังและกล้ามเนื้อให้กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิดดั่งเดิมได้ 

ด้วยพลังแห่งการฟื้นสภาพของปลาดาวนี้ งานวิจัยของ Hinmanจะสามารถทำให้การรักษา ด้วยสเต็มเซลล์ก้าวหน้าไปอีกขั้น! 


Dahl กล่าวว่า “เมื่อยังเป็นตัวอ่อน ปลาดาวมีหัวที่มีลักษณะจำเพาะสำหรับบรรจุสมองเอาไว้ ถ้าหัวของมันถูกตัดขาดหรือทำลาย เซลล์ที่แปลงสภาพไปแล้ว (และไม่ใช่เซลล์ประสาท) จะแปลงร่างกลับ แล้วเคลื่อนที่ไปยังตำแน่งส่วนหัว และฟื้นสภาพกลายเป็นเซลล์ประสาท มันสามารถคืนสภาพได้แม้กระทั่งอวัยวะที่ซับซ้อน ดั่งเช่นสมอง ซึ่งนี่แหละคือสุดยอดพลังแห่งการฟื้นสภาพ” 

ด้วยการสนับสนุนเงินทุนของ DSF Charitable Foundation  งานวิจัยของ Hinman และ Dahl จึงสามารถทำการศึกษาเชิงลึก เพื่อหาว่าอะไรทำให้เซลล์ของปลาดาวทำงานเช่นนี้ 

Dahl ยังกล่าวอีกว่า “ถึงแม้ว่าเวชศาสตร์ฟื้นฟูจะมีประสิทธิภาพมาก แต่เรายังคงขาดความเข้าใจในวิธีการที่เซลล์ใช้จำแนกตัวเอง ดังนั้นเราหวังว่า ด้วยความรู้ที่ได้จากศึกษาแบบจำลองสิ่งมีชีวิตเช่นปลาดาว และความรู้ด้านสเต็มเซลล์ในร่างกายมนุษย์ เราจะสามารถเปรียบเทียบจีโนม เพื่อให้เข้าใจการแสดงออกของยีนส์ ที่ทำให้เซลล์ของปลาดาวสามารถแปลงสภาพกลับได้”


เราจะใช้พลังแห่งการฟื้นสภาพของปลาดาวได้ยังไง

ในขั้นตอนการทดลองนั้น Dahl ได้สร้างโมเดลจำลองระบบตัวอ่อนของปลาดาว เพื่อที่ Dahl และ ทีมวิจัยของเธอจะสามารถควบคุมจัดการปัจจัยด้านเคมีและด้านระบบเชิงกล ที่อยู่ในตัวอ่อนของปลาดาวได้  เมื่อไหร่ก็ตามที่เซลล์ของปลาดาวเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งใหม่  Dahl  จะปิดเส้นทางในช่วงเวลาหนึ่ง เพื่อศึกษาจนกระทั่งเธอเข้าใจในหลักการแปลงสภาพสู่เซลล์ต้นกำเนิด การเคลื่อนที่ไปยังสมอง และ การกลายร่างเป็นเซลล์เนื้อเยื่อประสาทของเซลล์ปลาดาว และถ้าหากหลักการนี้สามารถนำไปใช้ในทางการแพทย์ เซลล์ของผู้ป่วยอาจสามารถแปลงสภาพ และกลายเป็นเซลล์อะไรก็ตามที่ผู้ป่วยต้องการ

การทดลองนี้จะสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งยิ่งใหญ่ต่อวงการแพทย์ในปัจจุบัน เนื่องจากแพทย์ไม่จำเป็นต้องเก็บสเต็มเซลล์ของผู้ป่วย และนำมาเพาะเลี้ยงเพื่อใช้รักษาอีกต่อไป ด้วยวิธีการใหม่นี้ แพทย์จะสามารถเอาแสต็มเซลล์จากส่วนใดก็ได้ในร่างกายมนุษย์ และเซลล์เหล่านี้จะสามารถแปลงสภาพกลับสู่เซลล์ต้นกำเนิดได้ จนในที่สุดกลายเป็นเซลล์บำบัดให้แก่ผู้ป่วย เราสามารถพูดได้เลยว่าวิธีการใหม่นี้จะลดค่าใช้จ่ายสำหรับการรักษาด้วยสเต็มเซลล์ได้แน่นอน


“ถ้าเราสามารถลดค่าใช้จ่ายสำหรับการรักษาด้วยสเต็มเซลล์จาก 3 ล้านให้กลายเป็น 3 หมื่นได้ ทุกคนก็จะเข้าถึงมันได้อย่างแน่นอน” Dahl กล่าว 


ประสบการณ์แห่งการเรียนรู้

และการใช้ชีวิตในมุมมองที่แตกต่าง    

“หากเรามีจุดประสงค์ที่จะศึกษาหาความรู้ในชั้นเรียนและงานวิจัยเพียงอย่างเดียวนั้น เราคงไม่ได้ลิ้มรสชาติของการใช้ชีวิตจริง ๆ” ประโยคนี้เป็นหนึ่งเหตุผลที่ทำไมการศึกษาต่อต่างประเทศได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก เพราะไม่เพียงแต่จะได้รับประสบการณ์ในมหาลัยระดับโลกแล้ว นักศึกษาต่างแดนยังได้เผชิญหน้ากับความท้าทายใหม่ ๆ ไม่ว่าจะเป็นการเรียนที่แตกต่าง อาจารย์ที่แตกต่าง เพื่อนที่หลากหลาย วัฒนธรรมที่แปลกใหม่ ซึ่งสิ่งเหล่านี้สามารถเปลี่ยนมุมมองการใช้ชีวิตของเรา เพื่อให้เราสามารถเติบโตขึ้นได้ มากกว่าเดิม

“หากต้องการเดินทางสู่จุดหมายปลายฝัน การศึกษาเป็นเพียงประตู การใช้ชีวิตและประสบการณ์นั่นคือหนทาง”  

สร้างเพื่อน สร้างประสบการณ์ชีวิต 

  Yang Qi:

“จากการให้คำปรึกษาด้วยวิสัยทัศน์ที่กว้างไกลของอาจารย์ ผมจึงสามารถเอาชนะปัญหาและอุปสรรคในการทำงานวิจัยได้ ผมได้เรียนรู้และพัฒนาทักษะตัวเองอย่างมากมายจากการพูดคุย และปรึกษากับคณาจารย์ ผมสามารถปรึกษาแบบตัวต่อตัวได้แทบทุกครั้งที่ผมต้องการ ท่านเอาใจใส่นักศึกษามาก ๆ”

“บุคลากรของมหาวิทยาลัยนั้นก็สุดยอดเช่นกัน พวกเขาเป็นมิตรมาก ๆ พวกเราทำงานและอยู่ด้วยกัน เปรียบดั่งเพื่อนกันเลย พวกเขา [บุคลากร] อยู่ข้าง ๆ เราเสมอเวลาเราเจอปัญหาที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน สายสัมพันธ์ของเราเปรียบเสมือนครอบครัวเล็ก ๆ ผมไม่เคยรู้สึกโดดเดี่ยวเลย”

“เพื่อน ๆ ในคลาสก็สุดยอด ผมรู้สึกยินดีมากที่เราสามารถเรียนรู้สิ่งต่าง ๆ ที่หลากหลายที่นี่ เราช่วยกันในเรื่องงานวิจัย โดยทุกคนต่างก็ใช้จุดแข็งและความเชียวชาญของตัวเองออกมา ผมเองก็ช่วย Yurun และ Prabh ในการทำงานวิจัยของพวกเขา” 

"และเมื่อผมรู้สึกตันกับงานวิจัยของผม ผมมักจะหมกตัวอยู่แต่ในคลาสและเอาแต่เครียด แต่เพื่อน ๆ ของผมก็ให้กำลังใจผมแทบทุกครั้ง เช่นการพูดว่า เราทุกคนต้องเผชิญหน้ากับมัน เราเข้าใจดี ซึ่งนั่นมันทำให้ผมรู้สึกดีขึ้นนะ" 


Yurun Tian:

“อาจารย์อรทัย สังข์เพ็ชร และ อาจารย์อักฤทธิ์ สังข์เพ็ชร ได้สอนและให้คำแนะนำกับฉัน ในด้านการดำเนินงานวิจัยให้มีประสิทธิภาพ ท่านเอาใจใส่เรามากและพร้อมที่จะให้คำแนะนำกับทุก ๆ คำถามที่เรามี” “หญิงและแพรเป็นคนที่อบอุ่นและน่ารักมากจริง ๆ และทำให้การใช้ชีวิตที่นี่มีสีสันและสบายมาก ทุก ๆ ครั้งที่เราติดต่อประสานงานกับหญิงและแพร เรารู้สึกเหมือนได้คุยกับครอบครัวที่บ้านเลย” 

“บางครั้งที่ฉันรู้สึกเหนื่อยและท้อกับการทำงาน พวกเขา [เพื่อน] ก็คอยช่วยเหลือเสมอ ซึ่งนั่นทำให้เรามีสายสัมพันธ์ที่ดีต่อกัน และฉันหวังว่าฉันจะสามารถช่วยเหลือพวกเขาได้เช่นกัน ฉันรู้สึกขอบคุณทุกครั้ง ไม่ว่าจะเป็นตอนที่ Prabh ให้คำปรึกษาในเรื่องการวางแผนวิจัย หรือตอนที่ Yang ช่วยพัฒนาทักษะด้านภาษาอังกฤษของฉัน พวกเราคอยช่วยเหลือกันเสมอ”


Prabh Simran Singh Baweja:

 “ทุก ๆ คนที่นี่ให้กำลังใจและปลอบโยนทุกครั้งเมื่อเราเจอปัญหาที่ยากลำบาก ซึ่งช่วงเวลานี้เองที่ทำให้คุณเข้าใจว่าคุณค่าของมหาวิทยาลัยที่แท้จริงคืออะไร”

“ช่วงเวลาที่ผมใช้ชีวิตในซีเอ็มเคแอลมันดีมาก ๆ แน่นอนว่ามันมีทั้งความเครียด ความสนุก และความหวัง ผมได้พูดคุยกับเพื่อน ๆ  คณาจารย์ และบุคลากรของมหาวิทยาลัย ผมจะจดจำช่วงเวลานี้ไว้ในใจ”

Xiaomeng Li:

“คนไทยน่ารักและเป็นมิตรมาก ๆ อีกทั้งอาจารย์เอาใจใส่นักศึกษามาก ๆ ท่านมักจะส่งเสริมและปราถนาให้เราได้เรียนรู้เพื่อที่เราจะได้ประสบความสำเร็จในอนาคต” 

“เหล่าบุคลากรที่นี้ก็เต็มใจที่จะช่วยเหลือเราทุกครั้ง ซึ่งทำให้เราแก้ปัญหาอะไรหลาย ๆ อย่างได้ง่ายขึ้น”






Retrieved from: https://engineering.cmu.edu/news-events/news/2020/01/27-dahl-starfish.html

Written By: