กระสุนยานาโนพิชิตมะเร็ง

มะเร็งยังคงเป็นมัจจุราชเงียบที่คร่าชีวิตคนหลายสิบล้านคนทั่วโลกในแต่ละปี แต่การรักษามะเร็งระยะต้นในปัจจุบัน ผู้ป่วยที่เข้ารับการรักษา ไม่ว่าจะด้วยวิธีเคมีบำบัด หรือรังสีบำบัด มักจะได้รับผลข้างเคียงจากการรักษาด้วยเทคนิคดังกล่าวมากบ้างน้อยบ้าง เนื่องจากการทำลายเซลล์มะเร็งด้วยเทคนิคดังกล่าวยังไม่สามารถกันให้เซลล์ที่ดีรอดพ้นจากพลังอำนาจของเคมี หรือรังสีที่จู่โจมเนื้อร้าย


นักวิทยาศาสตร์การแพทย์สมัยใหม่จึงพยายามพัฒนาระบบนำส่งยาที่สามารถเดินทางเข้าไปในร่างกายยังจุดที่เกิดเนื้อร้ายและปล่อยยาโจมตีเซลล์มะเร็งถึงถิ่น เพื่อไม่ให้เซลล์ที่ดีต้องพลอยฝนพลอยฟ้าไปด้วย เพราะอนุภาคของยาที่ถูกส่งเข้าไปนั้นมีขนาดเล็กระดับอะตอม แถมยังมีระบบนำร่องที่ดีที่สามารถบอมบ์ใส่เป้าหมายได้ถูกตัว


"ตัวอย่างระบบนำส่งยาที่มีอนุภาคระดับนาโนที่รู้จักกันดี คือ การนำมาใช้กับเครื่องสำอาง โดยตัวยาที่มีอนุภาคระดับเล็กช่วยให้ตัวยาซึมเข้าสู่ผิวหนังได้ดียิ่งขึ้น แต่สำหรับระบบนำส่งยานาโนเพื่อใช้ในการแพทย์จริงๆ นั้นมุ่งที่จะพัฒนายาเพื่อใช้กับเซลล์ที่เป็นเป้าหมายอย่างเซลล์มะเร็ง เพื่อไปกำจัดโรคโดยตรง" ศ.ดร.วิวัฒน์ ตัณฑะพาณิชกุล ผู้อำนวยการศูนย์นาโนเทคโนโลยี สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์แลกเทคโนโลยีแห่งชาติ อธิบายความหมายโดยย่อของยารักษาโรคในอนาคต




ที่ผ่านมา บริษัทเครื่องสำอางรายใหญ่ของฝรั่งเศสแห่งหนึ่งได้พัฒนาโมเลกุลของครีมบำรุงผิวให้มีอนุภาคขนาดเล็กสามารถซึมเข้าสู่ผิวหนังชั้นใน เพื่อให้ออกฤทธิ์เพิ่มความชุ่มชื้นต่อผิวโดยตรงต่อเซลล์เพื่อเพิ่มความชุ่มชื่นให้ยาวนานขึ้น ขณะที่ผู้ผลิตครีมกันแดดอีกราย ได้พัฒนาตัวยาให้มีอนุภาคระดับไมครอน ( 1/100 ล้านเมตร) ให้ซึมลึกเข้าผิวหนังชั้นในเพื่อปกป้องผิวต่อแสงแดด ซึ่งมีคุณสมบัติเหนือกว่าครีมกันแดดยี่ห้ออื่นในตลาดที่มีเนื้อครีม หรืออนุภาคขนาดใหญ่จึงเหนียวเหนอะติดอยู่ที่ผิวหนัง




ศ.ดร.วิวัฒน์ กล่าวถึงข้อดีของการพัฒนาอนุภาคของยาให้มีขนาดเล็กระดับอะตอมว่า ปริมาณยาที่มีขนาดน้อยลงจะเข้าไปจู่โจมเป้าหมายเฉพาะที่ จึงไม่ส่งผลข้างเคียงต่อเซลล์ หรือเนื้อเยื่ออื่นที่ไม่ต้องการให้ได้รับผลกระทบจากการออกฤทธิ์ของยา "ยาที่ใช้ส่วนใหญ่ในปัจจุบันจะออกฤทธิ์ในลักษณะที่ครอบคลุม ดังนั้น ผู้ใช้ยาบางรายอาจเกิดอาการแพ้ได้"




นอกจากนี้ การออกแบบยาในอนาคตยังสามารถกำหนดให้สามารถปล่อยยาเป็นจังหวะเพื่อใช้ในการรักษาโรค ซึ่งบางครั้งต้องการค่อยๆ ละลายออกมาอย่างช้าๆ ขณะที่การรักษาบางอย่างต้องการให้ปล่อยยาออกจากตัวบรรจุในเวลาอันรวดเร็ว




ผอ.ศูนย์นาโนเทคโนโลยีชี้ให้เห็นว่า อันที่จริงระบบนำส่งยาไม่ได้เป็นเรื่องใหม่ แต่ที่ผ่านมายังไม่ปรากฏการนำเอานาโนเทคโนโลยีมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ "วิธีการในอดีต การแทรกซึมของยาเพื่อเข้าไปรักษา ณ จุดที่เป็นปัญหายังไม่ดีพอ กว่ายาจะเข้าไปถึงเป้าหมายก็เสื่อมสภาพไปแล้ว ต่างจากยาชนิดใหม่ที่เป็นโปรตีนจะเป็นโปรตีนที่ละลายได้ยาก นอกจากนี้ อนุภาคขนาดเล็กระดับนาโน ( 1 / 1000 ล้านเมตร) จะวิ่งไปถึงเป้าหมายและละลายออกฤทธิ์ได้มากขึ้น




ปัจจุบัน ห้องปฏิบัติการวิจัยหลายประเทศทั่วโลกกำลังแข่งขันกันอย่างหนัก เพื่อคิดค้นและออกแบบระบบนำส่งยาที่นำเอานาโนเทคโนโลยีมาใช้ร่วมเพื่อให้การรักษามีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น




ศูนย์วิจัยการแพทย์ ซึ่งเป็นหน่วยงานที่อยู่ภายใต้ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (CNRS) แห่งฝรั่งเศส เป็นหนึ่งในห้องปฏิบัติการชั้นนำของโลกที่พัฒนาระบบการนำส่งยาชนิดใหม่เพื่อใช้รักษาโรคมะเร็ง โดยหนึ่งในความสำเร็จของศูนย์วิจัยยาของซีเอ็นอาร์เอสแห่งนี้คือ การพัฒนาระบบนำส่งยาต้านเซลล์มะเร็งโดยใช้ Doxorubicin (Adriamycin) ซึ่งเป็นยาที่ใช้ในการบำบัดมะเร็งด้วยเคมีทั่วไป อาทิ มะเร็งมดลูก มะเร็งทรวงอก มะเร็งธัยรอยด์ มะเร็งกระเพาะอาหาร มะเร็งตับ เป็นต้น อย่างไรก็ดี การรักษามะเร็งด้วยเคมีบำบัดทั่วไปนั้นยังมีปัญหาในการออกฤทธิ์ของยาซึ่งส่งผลต่อเนื้อเยื่อ หรือเซลล์ที่อยู่ใกล้เคียงกับเซลล์มะเร็ง และยังไม่มีวิธีการใดที่มีประสิทธิภาพพอในการรักษา




ทีมงานวิจัยจากศูนย์ดังกล่าวจึงพัฒนาระบบนำส่งยาที่บรรจุ Doxorubicin ที่มีอนุภาคขนาด 50 นาโนเมตร ไว้ในกรดฟูลิด ซึ่งจะเป็นตัวล่อให้รีเซปเตอร์ของเซลล์มะเร็งเปิดประตูเข้าไปจู่โจมเซลล์มะเร็งถึงเป้าหมาย และจากการทดลองกับหนูที่ได้รับเชื้อเซลล์มะเร็งพบว่า การรักษาด้วย Doxorubicin ด้วยอนุภาคปกติ เมื่อเพิ่มปริมาณยาเข้าไปในร่างกายของหนูเพื่อให้ทำลายเซลล์มะเร็ง พบว่า ร่างกายเกิดการต่อต้านและแพ้ยา ขณะที่การรักษาด้วย Doxorubicin ที่มีอนุภาคระดับนาโน นอกจากไม่ก่อให้เกิดผลข้างเคียงในการรักษาแล้วยังสามารถกำจัดเซลล์มะเร็งได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วย




ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์และเจ้าหน้าที่จากกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของไทย ได้เดินทางตระเวนไปยังประเทศที่เป็นผู้นำด้านนาโนเทคโนโลยีหลายประเทศ เพื่อมองหาเทคโนโลยี และพันธมิตรด้านการวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับระบบนำส่งยาแห่งอนาคต โดยปัจจุบันได้มีความร่วมมือกันกับทางมหาวิทยาลัยยูนนานของจีนในการค้นหา และสกัดสมุนไพรเพื่อใช้รักษาเชื้อเอชไอวี/เอดส์ และยังได้ทาบทามมหาวิทยาลัยแห่งหนึ่งในญี่ปุ่น ซึ่งกำลังศึกษาระบบนำส่งยาที่มีขนาดเล็กระดับนาโนเพื่อใช้โจมตีเซลล์มะเร็ง โดยคาดว่า ความรู้ดังกล่าวจะสามารถนำมาประยุกต์ใช้และต่อยอดพัฒนาให้เกิดเป็นผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ของไทยได้ โดยอาศัยการร่วมมือหลายฝ่าย




"ถ้าเราสามารถสร้างเครือข่ายงานวิจัยร่วมระหว่าง ฝรั่งเศส ไทย และญี่ปุ่น หรือจีน ขึ้นมา จะช่วยให้การวิจัยมีความคืบหน้าได้เร็วขึ้น" กร ทัพพะรังสี รัฐมนตรีว่าการกระทรวงวิทยาศาสตร์ฯ ให้ความเห็นระหว่างนำคณะนักวิทยาศาสตร์เดินทางไปเยี่ยมชมศูนย์วิจัยการแพทย์ของฝรั่งเศส




นอกจากนี้ ศูนย์วิจัยของฝรั่งเศสแห่งนี้มีความสำเร็จในการพัฒนาระบบนำส่งยาอนุภาคนาโนหลายด้าน อาทิ แคปซูลระดับนาโนสำหรับใช้เป็นตัวส่งกรดนิวคลิกสำหรับปล่อยยา และยังได้มีการค้นพบรูปแบบการจับตัวของเปปไทด์ที่มีอนุภาคขนาดเล็กกว่าโมเลกุลสำหรับใช้ควบคุมการนำส่งยาด้วย โดยงานวิจัยของศูนย์ฯ เน้นไปที่การคิดค้นวิธีการใหม่ๆ ในการโจมตีมะเร็งถึงที่หมาย เพื่อลดการเกิดพิษจากการรักษาด้วยเคมี


ตั้งเวลาจ่ายยาด้วยซิลิคอน


ความสำเร็จของการพัฒนาระบบนำส่งยาขึ้นอยู่กับความสามารถในการค้นหาวัสดุที่ใช้เป็นตัวนำส่ง ซึ่งโดยมากจะเน้นไปที่โพลิเมอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้รักษาโรคมะเร็ง แต่เมื่อกลางปีนี้ บริษัทด้านเทคโนโลยีชีวภาพของอังกฤษ pSivida ได้พัฒนาระบบนำส่งยาที่ทำจากซิลิคอนเรียกว่า BrachySil เป็นพาหนะในการนำยาโจมตีเซลล์มะเร็งถึงเป้าหมาย


โครงสร้างของ BrachySil เป็นซิลิคอนมีลักษณะเป็นรูพรุน และปรับรูปร่างได้ และเมื่อจัดส่งยาไปยังหลายที่แล้วสามารถควบคุมปริมาณการจ่ายยาได้ตามต้องการ โดยผู้พัฒนาระบบตั้งใจว่าจะนำมาใช้สำหรับการรักษาด้วยการยิงโจมตีเซลล์มะเร็งระยะใกล้แบบใหม่




ระบบนำส่งยาอนุภาคนาโนของอังกฤษนี้มีองค์ประกอบหลักมาจาก ไบโอซิลิคอน ซึ่งเป็นวัสดุที่มีราคาถูก และสามารถย่อยสลายได้ และปลอดภัยต่อร่างกาย และถือว่าเป็นเทคโนโลยีรูปแบบใหม่อย่างแท้จริง เนื่องจากเป็นวัสดุที่สามารถปรับตัวเองได้ สามารถประยุกต์ไปใช้งานได้อย่างกว้างขวาง





ซิลิคอนจะถูกเจาะให้เป็นรูพรุนขนาดเล็กหลายๆ รู โดยมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 10 อะตอม และสามารถใช้บรรจุยา เปปไทด์ ยีน โปรตีน รังสีนิวเคลียร์ หรือแม้แต่วัคซีนได้ อีกทั้งโครงสร้างที่เป็นรูพรุนนี้ยังทำให้สามารถปรับรูปร่างได้ง่ายด้วย






นักวิจัยได้นำเอาฟอสฟอรัสเข้มข้นใส่เข้าไปในซิลิคอน BrachySil และนำไปอาบรังสีในเตาปฏิกรณ์จนได้ไอโซโทปรังสีของฟอสฟอรัส-32 ซึ่งมีธาตุที่มีครึ่งชีวิต 14 วัน นานกว่ารังสีนิวเคลียร์อื่นที่ใช้ในปัจจุบันซึ่งมักจะเสื่อมสภาพหลังจาก 60 ชั่วโมงไปแล้ว






แม้ว่าระบบจ่ายยาตามกำหนดเวลาจะไม่ได้เป็นเรื่องใหม่อะไร แต่ระบบที่อังกฤษพัฒนาขึ้นมานี้ต่างจากระบบที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันที่ใช้โพลิเมอร์เป็นองค์ประกอบ โดยระบบใหม่ใช้ซิลิคอนที่นำไฟฟ้าได้ เท่ากับกับแพทย์หรือนักเทคนิคแพทย์สามารถควบคุมการแตกตัวของไบโอซิลิคอนได้โดยตรง






สยบมะเร็งด้วยอนุภาคทองคำ






วีรวุฒิ วิทยานันท์ นักศึกษาระดับปริญญาเอกด้านเคมีบำบัดในมหาวิทยาลัยแพทย์แห่งหนึ่งในปารีส เป็นหนึ่งในนักวิจัยไทยที่ได้ศึกษาเกี่ยวกับการนำเอานาโนเทคโนโลยีมาใช้ในทางการแพทย์เพื่อสยบมะเร็ง โดยวิทยานิพนธ์ปริญญาเอก เขาเลือกศึกษากรรมวิธีในการค้นหาสารต่อต้านการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็ง






"โปรเจคของผมเป็นการนำเอานาโนเทคโนโลยีมาประยุกต์ใช้ โดยผมได้ศึกษาสารจากพืชหลายชนิดที่มีคุณสมบัติในการยับยั้งการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็ง จากนั้นจึงนำเอาสารดังกล่าวไปติดกับแผ่นทองที่มีขนาดเล็กระดับอะตอม" วีรวุฒิ กล่าวถึงผลงานวิจัย และเปิดเผยว่า สารชนิดหนึ่งที่เลือกใช้ในโปรเจคครั้งนี้เป็นสารฟลาเวอร์นอร์ในชาเขียว




ในบรรดาสารจากพืชที่เลือกนำมาทดลองนี้ เขากล่าวว่ามีความจำเป็นต้องทำให้มีความหลากหลายมากที่สุด และอย่างน้อยถ้าพบว่ามีสารเพียงหนึ่งตัวที่สามารถยับยั้งการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็งจริงก็ถือว่าสำเร็จแล้ว


ก่อนหน้านี้ นักวิจัยสหรัฐได้เปิดเผยถึงความสำเร็จเบื้องต้นในการใช้อนุภาคของทองคำระดับนาโนส่งเข้าไปในร่างกาย เพื่อให้วิ่งไปจับส่วนที่เป็นเนื้อร้าย หรือที่เรียกว่า "กระสุนนาโน" และเมื่ออนุภาคทองคำจับเข้ากับเนื้อมะเร็ง นักวิจัยจึงฉายรังสีเข้าไป พออนุภาคทองคำได้รับความร้อนจะเข้าไปทำลายเซลล์เนื้องอกเพื่อหยุดยั้งการเติบโต ทั้งยังไม่ส่งผลกระทบต่อเซลล์ที่เป็นปกติด้วย



สำหรับงานวิจัยที่เป็นจุดเริ่มต้นของความสำเร็จนี้ วีรวุฒิ กล่าวว่า "ผมคิดว่าคงจะใช้เวลาอย่างน้อย 3 ปี และถ้าทำสำเร็จแล้วก็จะทำต่อไปอีก เป็นการต่อยอดความรู้"

อย่างไรก็ตาม งานวิจัยเหล่านี้ยังต้องใช้เวลาศึกษาอีกระยะหนึ่ง ถึงจะสามารถนำมาใช้เป็นทางเลือกใหม่ในการรักษามะเร็งร้ายได้