ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านเซลล์นักฆ่าตามธรรมชาติ (NK) ตลอด 50 ปีที่ผ่านมา

นับตั้งแต่มีการรายงานครั้งแรกเกี่ยวกับเซลล์ลิมโฟไซต์ที่แสดงคุณสมบัติการฆ่าเซลล์มะเร็งแบบ "ไม่จำเพาะเจาะจง" ในปี 1973 ความเข้าใจและความสำคัญของเซลล์นักฆ่าตามธรรมชาติ (Natural Killer หรือ NK) ก็ได้พัฒนาไปอย่างมาก ในปี 1975 รอล์ฟ คีสลิงและเพื่อนร่วมงานที่สถาบันคาโรลินสกาได้บัญญัติศัพท์ "เซลล์นักฆ่าตามธรรมชาติ" โดยเน้นย้ำถึงความสามารถพิเศษในการโจมตีเซลล์มะเร็งโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องมีการกระตุ้นล่วงหน้า

ตลอดระยะเวลาห้าสิบปีต่อมา ห้องปฏิบัติการจำนวนมากทั่วโลกได้ทำการศึกษาเรื่องนี้อย่างกว้างขวาง เซลล์เอ็นเคเพื่อทำการศึกษาในหลอดทดลองเพื่อชี้แจงบทบาทของพวกมันในการป้องกันร่างกายจากเนื้องอกและเชื้อก่อโรค รวมถึงหน้าที่ในการควบคุมภายในระบบภูมิคุ้มกัน

เซลล์ NK: ลิมโฟไซต์ในระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดกลุ่มแรก

เซลล์ NK ซึ่งเป็นสมาชิกกลุ่มแรกของเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟไซต์ในระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ทำหน้าที่ปกป้องร่างกายจากเนื้องอกและเชื้อโรคโดยการทำลายเซลล์เป้าหมายโดยตรง และการหลั่งสารไซโตไคน์และเคโมไคน์ ในระยะแรก เซลล์เหล่านี้ถูกเรียกว่า "เซลล์ว่าง" เนื่องจากไม่มีเครื่องหมายบ่งชี้ แต่ความก้าวหน้าในการลำดับ RNA ระดับเซลล์เดี่ยว การวิเคราะห์ด้วยเครื่องฟลูออเรสเซนซ์ และการวิเคราะห์ด้วยเครื่องแมสสเปกโทรเมตรี ทำให้สามารถจำแนกชนิดย่อยของเซลล์ NK ได้อย่างละเอียด

ทศวรรษแรก (1973-1982): การค้นพบความเป็นพิษต่อเซลล์แบบไม่จำเพาะเจาะจง

ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และต้นทศวรรษ 1970 มีการพัฒนาวิธีการทดสอบในหลอดทดลองแบบง่ายๆ เพื่อวัดความเป็นพิษต่อเซลล์ที่เกิดจากการทำงานของเซลล์ ในปี 1974 เฮอร์เบอร์แมนและเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าลิมโฟไซต์ในเลือดจากบุคคลที่มีสุขภาพดีสามารถฆ่าเซลล์มะเร็งต่อมน้ำเหลืองของมนุษย์ได้หลายชนิด ต่อมา คีสลิง ไคลน์ และวิกเซลล์ ได้อธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสลายตัวของเซลล์มะเร็งโดยลิมโฟไซต์จากหนูที่ไม่มีเนื้องอก และตั้งชื่อกิจกรรมนี้ว่า "การฆ่าโดยธรรมชาติ"

ทศวรรษที่สอง (1983-1992): การจำแนกลักษณะทางฟีโนไทป์และการป้องกันไวรัส

ในช่วงทศวรรษ 1980 การวิจัยได้เปลี่ยนมาเน้นที่ลักษณะทางฟีโนไทป์ของเซลล์ NK ซึ่งนำไปสู่การระบุประชากรย่อยที่มีหน้าที่แตกต่างกัน ภายในปี 1983 นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุกลุ่มย่อยของเซลล์ NK ในมนุษย์ที่มีหน้าที่แตกต่างกัน การศึกษาเพิ่มเติมเน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญของเซลล์ NK ในการป้องกันไวรัสเริม ดังตัวอย่างเช่น ผู้ป่วยที่มีการติดเชื้อไวรัสเริมอย่างรุนแรงเนื่องจากความบกพร่องทางพันธุกรรมของเซลล์ NK

ทศวรรษที่สาม (1993-2002): ความเข้าใจเกี่ยวกับตัวรับและลิแกนด์

ความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญในช่วงทศวรรษ 1990 และต้นทศวรรษ 2000 นำไปสู่การระบุและการโคลนตัวรับของเซลล์ NK และลิแกนด์ของพวกมัน การค้นพบต่างๆ เช่น ตัวรับ NKG2D และลิแกนด์ที่ถูกกระตุ้นจากความเครียด ได้วางรากฐานสำหรับการทำความเข้าใจกลไกการจดจำ "ตัวตนที่เปลี่ยนแปลงไป" ของเซลล์ NK

ทศวรรษที่สี่ (2003-2012): หน่วยความจำและการควบคุมการทำงานของเซลล์ NK

ตรงกันข้ามกับมุมมองดั้งเดิม การศึกษาในช่วงทศวรรษ 2000 แสดงให้เห็นว่าเซลล์ NK สามารถแสดงการตอบสนองคล้ายหน่วยความจำได้ นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าเซลล์ NK สามารถเป็นตัวกลางในการตอบสนองที่จำเพาะต่อแอนติเจนและพัฒนา "หน่วยความจำ" ในรูปแบบที่คล้ายกับเซลล์ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวได้ นอกจากนี้ แนวคิดเรื่อง "การอนุญาต" ของเซลล์ NK ก็เกิดขึ้น ซึ่งอธิบายว่าการโต้ตอบกับโมเลกุล MHC ของตนเองสามารถเพิ่มการตอบสนองของเซลล์ NK ได้อย่างไร

ทศวรรษที่ห้า (2013-ปัจจุบัน): การประยุกต์ใช้ทางคลินิกและความหลากหลาย

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้ผลักดันการวิจัยเกี่ยวกับเซลล์ NK อย่างมาก การวิเคราะห์ด้วยแมสไซโตเมทรีและการลำดับ RNA ระดับเซลล์เดี่ยวเผยให้เห็นความหลากหลายทางฟีโนไทป์อย่างกว้างขวางในหมู่เซลล์ NK ในทางคลินิก เซลล์ NK แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือด ดังที่เห็นได้จากการประยุกต์ใช้เซลล์ CD19 CAR-NK ในผู้ป่วยมะเร็งต่อมน้ำเหลืองได้สำเร็จในปี 2020

โอกาสในอนาคต: คำถามที่ยังไม่มีคำตอบและขอบเขตใหม่ๆ

ขณะที่การวิจัยยังคงดำเนินต่อไป คำถามที่น่าสนใจหลายข้อก็ยังคงอยู่ เซลล์ NK สร้างความทรงจำที่จำเพาะต่อแอนติเจนได้อย่างไร? เราสามารถใช้เซลล์ NK ในการควบคุมโรคภูมิต้านตนเองได้หรือไม่? เราจะเอาชนะความท้าทายที่เกิดจากสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกเพื่อกระตุ้นเซลล์ NK อย่างมีประสิทธิภาพได้อย่างไร? อีกห้าสิบปีข้างหน้าสัญญาว่าจะมีการค้นพบที่น่าตื่นเต้นและคาดไม่ถึงในด้านชีววิทยาของเซลล์ NK ซึ่งจะนำไปสู่กลยุทธ์การรักษาใหม่ๆ สำหรับโรคมะเร็งและ... โรคติดเชื้อ.