ใครๆ ก็ทราบดีว่าออกซิเจนมีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิต แต่คำถามที่ว่าเซลล์ของเรารับรู้และปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลระดับออกซิเจนได้อย่างไรนั้นเป็นปริศนามาช้านาน และในปีนี้ คำตอบที่ว่าก็กลายเป็นหัวข้อการค้นพบที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ประจำปี 2019 ซึ่งเปิดประตูไปสู่แนวทางใหม่ในการรักษามะเร็ง คือยารักษามะเร็งแบบจำเพาะเจาะจงกลุ่ม anti-VEGF
 
รางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ประจำปีนี้ถูกมอบให้กับผลงานของ วิลเลียม แคลิน แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด เซอร์ปีเตอร์ แรดคลิฟฟ์ แห่งมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด และเกร็ก ซีเมนซา แห่งมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ ในฐานะผู้ค้นพบ “กลไกของเซลล์ในการรับรู้และปรับตัวเพื่อตอบสนองต่อระดับออกซิเจน (discoveries of how cells sense and adapt to oxygen availability)”
 
แม้เราจะรู้ดีว่าร่างกายของมนุษย์ขาดออกซิเจนไม่ได้ เพราะออกซิเจนเป็นวัตถุดิบสำคัญ ในกระบวนการเปลี่ยนอาหารให้เป็นพลังงานเพื่อหล่อเลี้ยงร่างกาย แต่เรากลับยังไม่เคยทราบเลยว่า เซลล์แต่ละเซลล์รับรู้ระดับออกซิเจนที่แตกต่างกันในร่างกายได้อย่างไร เรื่องนี้ถือเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอย่างยิ่ง เพราะระดับออกซิเจนในร่างกายของเราแต่ละช่วงเวลามีไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ  เช่น กิจกรรมที่เราทำ การออกกำลังกาย หรือความสมบูรณ์แข็งแรงของร่างกายในขณะนั้น
 
การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ทั้งสาม ช่วยให้เราเห็นภาพรวมในการรับรู้และตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของออกซิเจนที่ระดับเซลล์  โดยเริ่มจากความรู้ที่ว่าฮอร์โมน erythropoietin หรือ EPO มีฤทธิ์กระตุ้นให้ร่างกายสร้างเม็ดเลือดแดง ซึ่งเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่ขนส่งออกซิเจนในร่างกาย เม็ดเลือดแดงจึงเพิ่มจำนวนมากขึ้นเมื่อระดับออกซิเจนลดลง กลุ่มโปรตีนที่ชื่อว่า Hypoxia-inducing-factor หรือ HIF มีหน้าที่กำกับดูแลการสร้างฮอร์โมน EPO ที่ว่านี้อีกทอดหนึ่ง
 
ปกติแล้ว ในสภาวะที่มีออกซิเจนเพียงพอ กลุ่มโปรตีน HIF จะถูกโปรตีน VHL (pVHL) จับและเข้าสู่กระบวนการสลายตัวอย่างรวดเร็ว แต่ในผู้ป่วยโรค von-Hippel-Lindau (VHL) ซึ่งเป็นโรคทางพันธุกรรมที่ทำให้ผู้ป่วยมีโอกาสเกิดมะเร็งสูงมากนั้น ความผิดปกติของยีน VHL ทำให้โปรตีน pVHL ไม่สามารถจับกลุ่มโปรตีน HIF ได้  นักวิจัยพบสภาวะเช่นเดียวกันนี้ในเซลล์มะเร็งที่ยีน VHL ไม่ทำงานด้วยเช่นกัน โดยเซลล์มะเร็งเหล่านั้นจะมีการแสดงออกของยีนที่สัมพันธ์กับภาวะขาดออกซิเจน (hypoxia) สูง แต่เมื่อตัดต่อยีน VHL ปกติเข้าไปในเซลล์มะเร็งดังกล่าว การแสดงออกของยีนที่ว่าก็จะลดลงสู่สภาวะปกติ
 
การศึกษาเพิ่มเติมทำให้เราทราบว่า นอกจาก HIF จะปรับสมดุลออกซิเจนโดยการเหนี่ยวนำให้เกิดการแสดงออกของยีน EPO ซึ่งกระตุ้นการสร้างเม็ดเลือดแดงแล้ว มันยังเหนี่ยวนำให้เกิดการแสดงออกของยีน VEGF (vascular endothelial growth factor) ซึ่งกระตุ้นการสร้างเส้นเลือดฝอย (angiogenesis) อีกด้วย เซลล์มะเร็งหลายชนิดสามารถผลิต VEGF เองได้ และฉวยโอกาสนี้ “หลอก” ให้ร่างกายสร้างเส้นเลือดฝอยเพื่อส่งอาหารและออกซิเจนมาเลี้ยงตัวมันเองและเปิดช่องทางให้เซลล์มะเร็งแพร่กระจายออกไปเรื่อยๆ
 
ความเข้าใจระบบการรับรู้และตอบสนองต่อออกซิเจนในระดับเซลล์นี้ นำไปสู่เป้าหมายใหม่ในการต่อสู้กับมะเร็ง คือการ “ตัด” กระบวนการสร้างเส้นเลือดใหม่นี้เสีย การค้นคว้าหายายับยั้งการสร้างเส้นเลือดใหม่ (anti-angiogenesis agents) นั้นประสบความสำเร็จอย่างสูง และปัจจุบันนี้ก็มีการใช้ยากลุ่มดังกล่าวอย่างแพร่หลาย ยารักษามะเร็งเฉพาะจุด (targeted therapy) กลุ่มที่ว่า จะเข้าไปแย่งจับ VEGF ก่อน หรือชิงจับกับตัวรับ VEGF และ/หรือโปรตีนอื่นในกระบวนการสร้างหลอดเลือด เพื่อขัดขวางกระบวนการสร้างหลอดเลือด นอกจากนี้ ยาที่ใช้กันบางตัวก็เป็นยาปรับระบบภูมิคุ้มกันที่มีฤทธิ์ยับยั้งการสร้างหลอดเลือดในตัว พูดๆ ง่ายก็คือ ยาเหล่านี้จะเข้าไป “ปิดสวิตช์” กระบวนการสร้างหลอดเลือดใหม่ ทำให้เซลล์มะเร็งขาดอาหารจึงแบ่งตัวช้าลงหรืออาจถึงขั้นหยุดโดยสิ้นเชิง
 
ยายับยั้งการสร้างหลอดเลือดมีประโยชน์ต่อการรักษามะเร็งระยะแพร่กระจายมากมายหลายชนิด เช่น bevacizumab (แอนติบอดี้ที่มีฤทธิ์ยับยั้ง VEGF) ซึ่งได้รับการอนุมัติให้ใช้รักษามะเร็งลำไส้ใหญ่/ทวารหนัก มะเร็งปอด มะเร็งไต มะเร็งรังไข่ และมะเร็งสมองบางชนิด ขณะที่ sunitinib (ยารับประทานที่ออกฤทธิ์ ณ ตัวรับ VEGF) ได้รับการอนุมัติให้ใช้รักษามะเร็งตับอ่อน มะเร็งไตบางชนิด และมะเร็ง GIST (gastrointestinal stromal cancer) ส่วน sorafenib (ยารับประทานที่ออกฤทธิ์ ณ ตัวรับ VEGF อีกตัวหนึ่ง) ได้รับการอนุมัติให้ใช้รักษามะเร็งต่อมไทรอยด์ที่ไม่ตอบสนองต่อการรักษาทั่วไป มะเร็งตับและไตบางชนิด  pazopanib (ยารับประทานที่ออกฤทธิ์ ณ ตัวรับ VEGF ผ่านกระบวนการยับยั้งเอนไซม์ tyrosine kinase) ได้รับการอนุมัติให้ใช้รักษามะเร็งไตชนิด renal cell carcinoma และมะเร็งซาร์โคมาที่เนื้อเยื่ออ่อน นอกจากนี้ everolimus (ยายับยั้งเอนไซม์ mTOR) ซึ่งมีประสิทธิผลในการรักษามะเร็งเต้านมระยะลุกลามแต่ยังไม่แพร่กระจายที่พบตัวรับ ER แต่ไม่พบตัวรับ HER2) ก็มีคุณสมบัติยับยั้งการสร้างเส้นเลือดใหม่ และได้รับการอนุมัติให้ใช้รักษามะเร็งตับอ่อน มะเร็งในทางเดินอาหาร และมะเร็งปอดบางชนิดด้วย
 
รายชื่อข้างต้นเป็นเพียงตัวอย่างส่วนหนึ่งเท่านั้น การศึกษายังคงดำเนินไปยังต่อเนื่องเพื่อค้นหาว่ายายับยั้งการสร้างหลอดเลือดจะรักษามะเร็งชนิดใดได้อีกบ้าง และอีกประเด็นที่น่าสนใจเป็นพิเศษก็คือ ยากลุ่มดังกล่าวมีประสิทธิผลในการรักษาภาวะจอประสาทตาเสื่อมเนื่องจากอายุ (aged-related macular degeneration) ได้ด้วย ดังนั้น “การค้นพบกลไกของเซลล์ในการรับรู้และปรับตัวเพื่อตอบสนองต่อระดับออกซิเจน” จึงมีคุณูปการอย่างใหญ่หลวงต่อวงการแพทย์ในระดับที่คู่ควรกับรางวัลโนเบล ทั้งยังเป็นกุญแจที่ไขไปสู่เส้นทางใหม่ในการปราบมะเร็งร้ายให้อยู่หมัด