พลังแห่งการลอกเลียนธรรมชาติ

เมื่อวิวัฒนาการ 450 ล้านปี เอาชนะวิศวกรรมของมนุษย์

ตลอดซีรีส์บทความนี้ เราได้เดินทางจากวิกฤตการณ์ขาดแคลนเลือดทั่วโลก สู่การค้นพบทางชีววิทยาอันน่าทึ่ง และศักยภาพในการปฏิวัติวงการแพทย์ในอนาคต เรื่องราวทั้งหมดนี้ไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของนวัตกรรมทางเทคโนโลยีชีวภาพ แต่เป็นบทพิสูจน์อันทรงพลังของปรัชญาที่เรียกว่า "การลอกเลียนแบบทางชีวภาพ" (Biomimicry) ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่าคำตอบของปัญหาที่ซับซ้อนที่สุดของมนุษย์ อาจซ่อนอยู่ในพิมพ์เขียวของธรรมชาติมาโดยตลอด

บทเรียนจากความล้มเหลวในอดีต

ย้อนกลับไปในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ความพยายามในการสร้าง "เลือดเทียม" หรือ HBOCs นั้นเต็มไปด้วยความล้มเหลวครั้งแล้วครั้งเล่า¹ แนวทางหลักของนักวิทยาศาสตร์ในยุคนั้นคือการใช้ "วิศวกรรมชีวภาพ" เพื่อ "บังคับ" ดัดแปลงโมเลกุลฮีโมโกลบินจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่น วัว หรือแม้แต่มนุษย์เอง พวกเขาพยายามเชื่อมโยงโมเลกุลเข้าด้วยกัน (Cross-linking) หรือห่อหุ้มมันด้วยสารสังเคราะห์ (Encapsulation) เพื่อแก้ปัญหาความเป็นพิษ

แต่วิธีการเหล่านี้เปรียบเสมือนการพยายามซ่อมแซมสิ่งที่ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่องานนี้ตั้งแต่แรก ผลลัพธ์ที่ได้คือโมเลกุลที่ "ผิดธรรมชาติ" ซึ่งก่อให้เกิดผลข้างเคียงรุนแรง โดยเฉพาะภาวะหลอดเลือดหดตัว (vasoconstriction) ที่เป็นอันตรายถึงชีวิต โครงการมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ต้องถูกพับเก็บไป เพราะวิธีการทางวิศวกรรมของมนุษย์ไม่สามารถเอาชนะข้อบกพร่องพื้นฐานของโมเลกุลเริ่มต้นได้

การเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์: จาก "การสร้าง" สู่ "การค้นหา"

เรื่องราวของ Hemarina และโมเลกุล M101 คือการเปลี่ยนกระบวนทัศน์โดยสิ้นเชิง แทนที่จะพยายาม "สร้าง" โมเลกุลใหม่จากสิ่งที่มีอยู่เดิม ดร. แฟรงค์ ซาล กลับตั้งต้นด้วยการ "ค้นหา" โมเลกุลที่ธรรมชาติได้ออกแบบมาอย่างสมบูรณ์แบบแล้วสำหรับภารกิจที่เฉพาะเจาะจง²

เขาไม่ได้มองหาโมเลกุลที่ "เกือบจะดี" แล้วนำมาดัดแปลง แต่มองหาสิ่งมีชีวิตที่วิวัฒนาการมาเพื่อรับมือกับสภาวะสุดขั้วของการขาดออกซิเจนโดยตรง ซึ่งก็คือ หนอนทราย Arenicola marina นั่นเอง

วิวัฒนาการ 450 ล้านปี ได้ทำหน้าที่เป็นวิศวกรชีวภาพที่ยอดเยี่ยมที่สุด โดยได้คัดสรรและปรับแต่งฮีโมโกลบินของหนอนทรายจนมีคุณสมบัติที่เหมาะสมทุกประการ ทั้งขนาดที่ใหญ่โตเพื่อป้องกันการเล็ดลอดออกจากหลอดเลือด, ความสามารถในการบรรจุออกซิเจนมหาศาล และการมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระในตัวเอง³
หน้าที่ของมนุษย์ ในกรณีนี้จึงไม่ใช่การเป็น "ผู้สร้าง" แต่เป็น "ผู้เรียนรู้" และ "ผู้สกัด" นำสิ่งที่ธรรมชาติได้สร้างไว้อย่างสมบูรณ์แบบแล้วออกมาใช้ประโยชน์

บทสรุป: ความถ่อมตนต่อธรรมชาติ

เรื่องราวของเลือดจากหนอนทะเลสู่ห้องผ่าตัดได้มอบบทเรียนที่ลึกซึ้ง มันแสดงให้เห็นว่าบางครั้งความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดไม่ได้มาจากการพยายามควบคุมหรือเอาชนะธรรมชาติ แต่มาจากการหยุดฟัง สังเกต และเรียนรู้จากสติปัญญาที่สั่งสมมานับล้านปีในสิ่งมีชีวิตรอบตัวเรา

Biomimicry — การเรียนรู้จากวิวัฒนาการอันยาวนานของธรรมชาติ เพื่อนำมาสร้างนวัตกรรมที่ยั่งยืนให้แก่มนุษยชาติ

ความสำเร็จของ M101 ไม่ใช่ชัยชนะของ Hemarina เพียงอย่างเดียว แต่เป็นชัยชนะของแนวคิดที่ว่า ธรรมชาติคือห้องปฏิบัติการที่ยิ่งใหญ่ที่สุด และเมื่อวิศวกรรมของมนุษย์ถึงทางตัน วิวัฒนาการอาจมีคำตอบที่รอให้เราไปค้นพบอยู่แล้วเสมอ ซีรีส์บทความนี้จึงขอปิดท้ายด้วยความหวังว่า นวัตกรรมที่เปลี่ยนโลกในอนาคต อาจกำลังรอเราอยู่ในป่าลึก ใต้ท้องทะเล หรือแม้แต่ในสวนหลังบ้านของเราเอง ขอเพียงเราเปิดใจที่จะเรียนรู้จากมัน

Work cited

Natanson, C., Kern, S. J., Lurie, P., Banks, S. M., & Wolfe, S. M. (2008). Cell-free hemoglobin-based blood substitutes and risk of myocardial infarction and death: a meta-analysis. JAMA, 299(19), 2304–2312.
Zal, F. (2022). The incredible story of the lugworm that could revolutionize medicine. TEDx Talks.
Rousselot, M., et al. (2006). Arenicola marina extracellular hemoglobin: a new promising blood substitute. Biotechnology Journal, 1(3), 333-345.