จากโปรตีนเรืองแสงในแมงกะพรุน สู่วิทยาการล้ำยุคทางการแพทย์ของไทย นักวิจัยไบโอเทคใช้เทคนิคเดียวกับนักวิทย์โนเบลเคมีปีล่าสุด นำโปรตีนเรืองแสงมาตัดต่อพันธุกรรมใส่ในเชื้อมาลาเรียให้เรืองแสงได้ เพื่อค้นหาจุดอ่อนของเชื้อ และศึกษาประสิทธิภาพของฤทธิ์ยา ช่วยให้งานวิจัยเดินหน้าเร็วขึ้นกว่าเดิมหลายเท่า
ศูนย์พัฒนากำลังคน สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) จัดเสวนาพิเศษเรื่อง "รางวัลโนเบลสาขาเคมี 2551 จากโปรตีนเรืองแสง...สู่วิทยาการล้ำยุคทางการแพทย์" เมื่อวันที่ 21 ต.ค.51 ที่บ้านวิทยาศาสตร์ อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย โดย รศ.ดร.พลังพล คงเสรี ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และ ดร.ชัยรัตน์ อุทัยพิบูลย์ นักวิจัย ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค)
รศ.ดร.พลังพล กล่าวว่าว่า จากการค้นพบโปรตีนเรืองแสง หรือจีเอฟพี (green fluorescent protein, GFP) ในแมงกะพรุนเอควาเรีย วิคตอเรีย (Aequorea victoria) โดยโอซามุ ชิโมมุระ (Osamu Shimomura) เมื่อเกือบ 50 ปีที่แล้ว หลังจากนั้นอีกราว 30 ปีต่อมา กับมาร์ติน ชาลฟี (Martin Chalfie) เป็นคนแรกที่นำโปรตีนดังกล่าว มาใช้ในการศึกษาการทำงานของโปรตีนที่น่าสนใจในสิ่งมีชีวิตต่างๆ โดยใช้วิธีทางพันธุวิศวกรรม และโรเจอร์ เฉียน (Roger Y. Tsien) ก็เป็นผู้ที่พัฒนาให้โปรตีนเรืองแสงจากแมงกะพรุน สามารถเรืองแสงสีอื่นๆ ได้ ส่งผลให้ทั้ง 3 คนได้รับรางวัลโนเบลในสาขาเคมีประจำปีนี้ เพราะการพัฒนาโปรตีนจีพีเอฟให้เป็นประโยชน์ต่อการศึกษาวิจัยได้อย่างกว้างขวางในปัจจุบัน
ด้าน ดร.ชัยรัตน์ ซึ่งเป็นนักวิจัยพัฒนายาต้านมาลาเรียในทีมเดียวกับ ศ.ดร.ยงยุทธ ยุทธวงศ์ นักวิจัยอาวุโสของไบโอเทค เปิดเผยกับผู้จัดการวิทยาศาสตร์ว่า หลักการนำจีพีเอฟไปใช้ศึกษากลไกในเซลล์สิ่งมีชีวิตได้ถูกนำไปใช้ในงานวิจัยมากมาย รวมทั้งในการพัฒนายารักษาโรคติดเชื้อต่างๆ ด้วย เช่น วัณโรค มาลาเรีย
ในส่วนการพัฒนายาต้านเชื้อมาลาเรีย ดร.ชัยรัตน์ เป็นกลุ่มแรกที่นำจีเอฟพีมาใช้ในงานดังกล่าวได้ราว 4-5 ปีแล้ว โดยศึกษาว่ายาแต่ละชนิดสามารถต้านเชื้อมาลาเรียได้หรือไม่ อย่างไร ด้วยการตัดต่อยีนที่สร้างโปรตีนจีเอฟพีเข้าไปในยีนของเชื้อมาลาเรีย พลาสโมเดียม ฟาลซิพารัม (Plasmodium falciparum) เพื่อให้เชื้อมาลาเรียเรืองแสงได้ จากนั้นให้ยาต้านเชื้อลงไป และดูว่าเชื้อตายหรือไม่จากการเรืองแสงของโปรตีนจีเอฟพี ซึ่งจะเรืองแสงเฉพาะเมื่ออยู่ในเซลล์ที่มีชีวิตเท่านั้น โดยใช้เครื่องมือตรวจวัดปริมาณการเรืองแสง
ทั้งนี้ เดิมในการวิเคราะห์ว่ายาฆ่าเชื้อได้ดีหรือไม่ นักวิจัยใช้วิธีนับเซลล์ที่เหลืออยู่ ซึ่งใช้เวลานาน ส่วนอีกวิธีหนึ่งที่ใช้กันมากในปัจจุบันคือการใช้สารกัมมันตรังสีชนิดที่ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตเป็นเครื่องมีติดตามเชื้อที่ต้านทานยา ซึ่งแม้จะใช้เวลาน้อยกว่าวิธีการนับเซลล์ แต่สำหรับประเทศไทย มีกฏเกณฑ์การควบคุมการนำเข้าและการใช้สารกัมมันตรังสีหลายขั้นตอน และการใช้สารกัมมันตรังสียังใช้เวลานานกว่าวิธีการตรวจสอบด้วยจีเอพพีอีกด้วย
นอกจากนี้ นักวิจัยยังใช้โปรตีนเรืองแสงในการศึกษาโปรตีนของเชื้อที่น่าสนใจ และศึกษาว่ายาไปออกฤทธิ์ที่ส่วนใดในเซลล์ของเชื้อมาลาเรีย
"การศึกษาว่ายาเข้าไปมีผลต่อส่วนไหนในเซลล์ของเชื้อมาลาเรีย จะทำให้เรารู้กลไกการออกฤทธิ์ของยา รู้เป้าหมายของยา ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนายาต่อๆ ไปได้ เหมือนกับค้นหาจุดอ่อนของเชื้อแล้วจึงพัฒนายาต้านเชื้อที่ไปออกฤทธิ์ตรงจุดอ่อนนั้น"
"ในขณะที่การพัฒนายาแบบเดิม จะทำโดยนำยามา แล้วใส่เชื้อเข้าไป แล้วดูว่าเชื้อตายหรือไม่ โดยที่เราไม่ทราบว่ายานั้นไปออกฤทธิ์ที่บริเวณใดของเชื้อ ซึ่งวิธีนี้กว่าจะได้ยาแต่ละชนิดต้องใช้เวลานานมาก แต่หากรู้เป้าหมายของยาแล้วจะช่วยลดเวลาในการพัฒนายาให้สั้นลงได้" ดร.ชัยรัตน์ อธิบาย
นักวิจัยไบโอเทคกล่าวต่อว่าสิ่งที่จะพัฒนาต่อจากนี้คือทำให้ยีนของจีเอฟพีอยู่ในเซลล์ของเชื้อมาลาเรียได้ถาวรและตรวจสอบได้ชัดเจน โดยต้องทำให้ยีนจีเอฟพีเข้าไปอยู่ในจีโนมของเชื้อมาลาเลีย ซึ่งจะทำให้ยีนนี้ถ่ายทอดต่อไปได้เมื่อมีการเพิ่มจำนวนเชื้อ และขณะนี้ก็ทำได้แล้ว แต่ทำให้เชื้อมาลาเรียมียีนจีเอฟพีในจีโนมได้เพียงแค่ 1 ยีนเท่านั้น ซึ่งยังให้ผลการตรวจสอบการเรืองแสงอยู่ในระดับต่ำ จึงต้องทำให้มียีนดังกล่าวอยู่ในจีโนมหลายๆ ยีน.
