การประเมินฤทธิ์ต้านการอักเสบบนผิวหนังมนุษย์ Ex-Vivo: การวัด Interleukin-6 (IL-6) ด้วยเทคนิค ELISA
ภาวะการอักเสบของผิวหนังนับเป็นความท้าทายสำคัญที่ส่งผลต่อทั้งสุขภาพและความงาม การพัฒนาและการประเมินสารออกฤทธิ์ที่มีคุณสมบัติต้านการอักเสบอย่างมีประสิทธิภาพจึงมีความจำเป็นยิ่งในอุตสาหกรรมนี้
Interleukin-6 (IL-6) เป็น cytokine หลักที่มีบทบาทซับซ้อนในกลไกการอักเสบของผิวหนัง แม้จะมีส่วนในการซ่อมแซม แต่การทำงานที่ผิดปกติหรือการผลิตที่มากเกินไปของ IL-6 เกี่ยวข้องโดยตรงกับภาวะอักเสบเรื้อรังและพยาธิสภาพทางผิวหนัง การทำความเข้าใจและการควบคุมระดับ IL-6 จึงเป็นหัวใจสำคัญในการจัดการกับปัญหาการอักเสบของผิวหนัง การประเมินศักยภาพของสารต้านการอักเสบจำเป็นต้องอาศัยแบบจำลองที่สามารถสะท้อนการตอบสนองของผิวหนังมนุษย์ได้อย่างแม่นยำ
แบบจำลองผิวหนังมนุษย์ Ex-Vivo ถือเป็นเครื่องมือที่นำเสนอข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าการทดสอบในสัตว์ ทั้งในด้านความใกล้เคียงทางสรีรวิทยาของเนื้อเยื่อมนุษย์จริง และการหลีกเลี่ยงข้อพิจารณาด้านจริยธรรมที่ซับซ้อนกว่า แบบจำลอง Ex-Vivo ช่วยรักษาโครงสร้างและความมีชีวิตของเนื้อเยื่อ ทำให้สามารถประเมินการแทรกซึมของสารและการตอบสนองทางชีวภาพในเนื้อผิวหนังได้โดยตรง รวมถึงการวัดการเปลี่ยนแปลงระดับของ marker การอักเสบ
การประยุกต์ใช้แบบจำลองผิวหนังมนุษย์ Ex-Vivo ร่วมกับการวัดระดับ IL-6 ด้วยเทคนิค ELISA จึงเป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพและได้มาตรฐานสากลในการประเมินฤทธิ์ต้านการอักเสบของสารออกฤทธิ์ นำมาซึ่งข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่หนักแน่นสำหรับกระบวนการพัฒนาและการรับรองผลิตภัณฑ์
Interleukin-6 (IL-6) ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่สำคัญในการอักเสบของผิวหนัง
Interleukin-6 (IL-6) เป็นไซโตไคน์ที่มีบทบาทหลากหลาย (pleiotropic cytokine) และมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการอักเสบและการซ่อมแซมของผิวหนัง การทำความเข้าใจหน้าที่และแหล่งที่มาของ IL-6 รวมถึงความซับซ้อนในการส่งสัญญาณของมัน เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตีความผลการทดสอบฤทธิ์ต้านการอักเสบ
- หน้าที่ทางชีวภาพของ IL-6 ในผิวหนัง: กลไกการส่งเสริมการอักเสบและกระบวนการซ่อมแซม IL-6 มีบทบาทที่ซับซ้อนและมักถูกมองว่ามีสองหน้า ทั้งในฐานะผู้ส่งเสริมการอักเสบและผู้มีส่วนร่วมในกระบวนการซ่อมแซม
- บทบาทส่งเสริมการอักเสบ (Pro-inflammatory Role): IL-6 ถูกผลิตขึ้นอย่างรวดเร็วและชั่วคราวเพื่อตอบสนองต่อการติดเชื้อและการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อ มันถูกปล่อยออกมาในระยะแรกและกระตุ้นการหลั่งไซโตไคน์ที่ส่งเสริมการอักเสบอื่นๆ จากเซลล์แมโครฟาจ เคราติโนไซต์ เอนโดทีเลียล และเซลล์สโตรมอล นอกจากนี้ IL-6 ยังส่งเสริมการเคลื่อนที่ของเม็ดเลือดขาว (chemotaxis) ไปยังบริเวณที่บาดเจ็บ IL-6 จึงมีบทบาทสำคัญในการอักเสบเฉียบพลัน และช่วยในการป้องกันร่างกายผ่านการกระตุ้นการตอบสนองระยะเฉียบพลัน (acute phase responses) และปฏิกิริยาภูมิคุ้มกัน
- บทบาทในการซ่อมแซม (Reparative Role): เมื่อการอักเสบดำเนินไป การส่งสัญญาณของ IL-6 ก็มีส่วนรับผิดชอบในการเปลี่ยนผ่านไปสู่สภาวะแวดล้อมที่เอื้อต่อการซ่อมแซม ซึ่งจำเป็นสำหรับการหายของแผลที่ทันท่วงที IL-6 มีความจำเป็นต่อการสมานแผล
- การควบคุมที่ผิดปกติ (Dysregulation): การสังเคราะห์ IL-6 อย่างต่อเนื่องและผิดปกติมีบทบาททางพยาธิสภาพในโรคต่างๆ
IL-6 เป็น gene ที่เข้ารหัส cytokine ซึ่งมีบทบาทในการอักเสบและการเจริญเต็มที่ของ B cells โปรตีนที่ผลิตโดย gene นี้เป็น endogenous pyrogen ที่สามารถกระตุ้นให้เกิดไข้ในผู้ป่วยโรคแพ้ภูมิตนเอง (autoimmune diseases) หรือการติดเชื้อ gene นี้แสดงออกเป็นหลักในบริเวณที่มีการอักเสบเฉียบพลันและเรื้อรัง โดยจะถูกหลั่งเข้าสู่ serum และกระตุ้นการตอบสนองการอักเสบในระดับ transcriptional ผ่าน interleukin 6 receptor, alpha การทำงานของ gene นี้เกี่ยวข้องกับภาวะของโรคต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบในวงกว้าง รวมถึงความเสี่ยงต่อการเป็นเบาหวาน (diabetes mellitus) และโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ในเด็กชนิด systemic (systemic juvenile rheumatoid arthritis) พบระดับโปรตีนที่เข้ารหัสโดย gene นี้สูงขึ้นในการติดเชื้อ virus รวมถึง COVID-19 (โรคที่เกิดจาก SARS-CoV-2) โรคที่เกี่ยวข้องกับ IL6 ได้แก่ Kaposi Sarcoma และ Rheumatoid Arthritis, Systemic Juvenile
Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) เทคนิคมาตรฐานสำหรับการวัดปริมาณ IL-6
Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดปริมาณไซโตไคน์ รวมถึง IL-6 ในตัวอย่างต่างๆ
- หลักการของเทคนิค Sandwich ELISA สำหรับการตรวจวัด IL-6 หลักการนี้ตรวจวัดปริมาณสารเป้าหมาย (ในที่นี้คือ IL-6) ที่จับอยู่ระหว่าง antibody คู่ที่จับกันได้ โดย antibody ที่จำเพาะต่อสารเป้าหมายได้ถูกเคลือบไว้ล่วงหน้าในหลุมของ microplate (capture antibody) จากนั้นจึงเติม Samples, standards หรือ controls ซึ่งมี IL-6 อยู่ลงไป IL-6 จะจับกับ capture antibody ที่ถูกตรึงไว้ การสร้างแซนด์วิชเกิดขึ้นโดยการเติม antibody ตัวที่สอง (detector antibody) ที่ติดฉลากด้วย enzyme ซึ่งจะจับกับ IL-6 ที่ถูกจับโดย capture antibody แล้วจึงเติมสารละลาย substrate ซึ่งทำปฏิกิริยากับ enzyme บน detector antibody-target complex เพื่อสร้างสัญญาณที่สามารถวัดได้ (เช่น สี) ความเข้มของสัญญาณนี้จะแปรผันตรงกับความเข้มข้นของสารเป้าหมายที่มีอยู่ในตัวอย่าง
แบบจำลองผิวหนังมนุษย์ Ex-Vivo: แพลตฟอร์มที่สมจริงสำหรับการประเมินฤทธิ์ต้านการอักเสบ
แบบจำลองผิวหนังมนุษย์ Ex-Vivo เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าอย่างยิ่งในการวิจัยทางผิวหนัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการประเมินฤทธิ์ต้านการอักเสบของสารออกฤทธิ์หรือผลิตภัณฑ์ เนื่องจากมีความใกล้เคียงกับสรีรวิทยาของผิวหนังมนุษย์ตามธรรมชาติ โดยยังคงรักษาความซับซ้อนของโครงสร้างผิวหนังไว้
นอกจากนี้ การใช้แบบจำลองผิวหนังมนุษย์ ex-vivo ยังช่วยหลีกเลี่ยงข้อกังวลด้านจริยธรรมที่เกี่ยวข้องกับการทดลองในสัตว์ ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าผิวหนังสัตว์อาจมีความแตกต่างจากผิวหนังมนุษย์อย่างมีนัยสำคัญในด้านจุลกายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยา
ความสามารถในการใช้สารทดสอบในแบบจำลอง ex-vivo ช่วยให้สามารถประเมินการแทรกซึมของสารประกอบและการกระตุ้น หรือการยับยั้ง การตอบสนองทางชีวภาพเฉพาะที่ภายในเมทริกซ์เนื้อเยื่อของมนุษย์ได้อย่างแม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของระดับ Interleukin-6 (IL-6) ซึ่งเป็น cytokine สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ โดยใช้เทคนิค ELISA ที่มีความจำเพาะและแม่นยำ การวัดค่า IL-6 ในแบบจำลอง ex-vivo นี้ ซึ่งจำลองสถานการณ์การใช้งานทางคลินิกได้อย่างใกล้ชิด ช่วยให้สามารถประเมินประสิทธิภาพของสารที่มุ่งเน้นการลดการอักเสบได้อย่างน่าเชื่อถือ
ดังนั้น แบบจำลอง ex-vivo จึงมีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของสารที่มีฤทธิ์ต้านการอักเสบ ผ่านการวัด marker การอักเสบเช่น IL-6 ด้วยเทคนิค ELISA
การประเมินฤทธิ์ต้านการอักเสบบนผิวหนังมนุษย์ Ex-Vivo: การวัด Interleukin-6 (IL-6) ด้วยเทคนิค ELISA: ตัวอย่างที่เหมาะสม
IL-6 ถูกสร้างขึ้นจากเซลล์ผิวหนังหลายชนิด เช่น Keratinocytes และ Fibroblasts รวมถึงเซลล์ภูมิคุ้มกันที่อยู่ในผิวหนัง เมื่อผิวหนังเผชิญกับสิ่งกระตุ้นการอักเสบ เช่น รังสียูวี สารเคมี หรือการติดเชื้อ IL-6 จะถูกผลิตออกมาในปริมาณมาก และทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการส่งสัญญาณกระตุ้นการอักเสบอื่นๆ ชักนำให้เซลล์ภูมิคุ้มกันเคลื่อนที่มายังบริเวณที่อักเสบ และมีส่วนในกระบวนการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ ระดับ IL-6 ที่เพิ่มสูงขึ้นจึงเป็นตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนถึงภาวะการอักเสบที่เกิดขึ้นในผิวหนัง
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ สารออกฤทธิ์ และยา (สำหรับใช้ภายนอก) ที่เหมาะสมกับการทดสอบนี้:
1.ผลิตภัณฑ์ (Products):
- ผลิตภัณฑ์บรรเทาอาการระคายเคือง/แพ้: เช่น โลชั่น ครีม เซรั่ม สำหรับผิวบอบบางหรือมีแนวโน้มแพ้ง่าย
- ผลิตภัณฑ์ลดรอยแดง/อาการไหม้จากแดด: โดยตรงกับการลดการอักเสบที่เกิดจากรังสียูวี
- ผลิตภัณฑ์สำหรับผิวที่มีปัญหาสิวอักเสบ: เนื่องจาก IL-6 มีส่วนในกระบวนการอักเสบของสิว
- ผลิตภัณฑ์ที่ใช้หลังจากการผลัดเซลล์ผิวหรือการทำทรีตเมนต์ที่ทำให้เกิดการอักเสบ:
2.สารออกฤทธิ์ (Active Ingredients):
- สารสกัดจากพืช: เช่น สารสกัดจากดอกคาโมมายล์, อัลลันโทอิน, สารสกัดจากชะเอมเทศ, สารสกัดจากใบบัวบก, สารสกัดจากเปลือกมังคุด
- เปปไทด์
- สารสังเคราะห์
3.ยาใช้ภายนอก (Topical Medicine)
Literature:
- Johnson, B. Z., Stevenson, A. W., Prêle, C. M., Fear, M. W., & Wood, F. M. (2020). The Role of IL-6 in Skin Fibrosis and Cutaneous Wound Healing. Biomedicines, 8(5), 101.
- Tanaka, T., Narazaki, M., & Kishimoto, T. (2014). IL-6 in Inflammation, Immunity, and Disease. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 6(10), a016295.