จากปัญหาการสูญเสียผลผลิตทั้งในเชิงปริมาณและคุณภาพอันเนื่องมาจากการเข้าทำลายและการปนเปื้อนของเชื้อก่อโรคในอุตสาหกรรมเกษตรและอาหาร ทีมวิจัยไบโอเทคจึงพัฒนาการตรวจวินิจฉัยที่มีประสิทธิภาพ ถูกต้อง แม่นยำ สะดวก รวดเร็ว และมีราคาถูก โดยใช้ “เทคโนโลยีการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดี” ซึ่งมีความจำเพาะเจาะจงสูงต่อสิ่งที่ต้องการตรวจสอบ มีคุณภาพคงที่ มีมาตรฐานเดียวกันตลอด และสามารถผลิตแอนติบอดีได้โดยไม่มีขีดจำกัด
ชุดตรวจตรวจดังกล่าวจะช่วยในการศึกษาด้านระบาดวิทยา การจัดการควบคุมโรคในแปลงปลูกให้มีประสิทธิภาพ การคัดเลือกพันธุ์พืชที่ต้านทานโรค และการตรวจรับรองความปลอดเชื้อเมื่อมีการส่งออกเมล็ดพันธุ์ รวมถึงการตรวจเชื้อก่อโรคในอาหารเพื่อรับรองความปลอดภัยของอาหาร
ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้นำเทคโนโลยีการผลิต “โมโนโคลนอลแอนติบอดี” มาประยุกต์ใช้ในการพัฒนาวิธีการตรวจวินิจฉัยโดยมุ่งเน้นการใช้ประโยชน์ในด้านการเกษตรและอาหารเป็นหลัก
ทั้งนี้ “โมโนโคลนอลแอนติบอดี” คือแอนติบอดีที่สร้างจากกลุ่มเซลล์ซึ่งมีต้นกำเนิดมาจาก บี-ลิมโฟซัยท์เพียงเซลล์เดียว ดังนั้นทุกโมเลกุลของแอนติบอดีจึงมีคุณสมบัติเหมือนกันทุกประการ และมีความจำเพาะเจาะจงสูงต่อสิ่งที่ต้องการตรวจวินิจฉัย
การผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดีโดยใช้เทคโนโลยีไฮบริโดมา (hybridoma technology) เป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย โดยใช้เทคนิคการเชื่อมเซลล์บี-ลิมโฟไซท์ที่สามารถสร้างแอนติบอดีที่จำเพาะต่อสิ่งที่ต้องการตรวจสอบ แต่ไม่สามารถเจริญและเพิ่มปริมาณนอกร่างกายของสิ่งมีชีวิตได้ เข้ากับเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาว หรือ เซลล์มัยอิโลมา ที่มีคุณสมบัติแบ่งตัวเพิ่มจำนวนได้อย่างไม่จำกัด และสามารถเลี้ยงได้ในหลอดทดลอง
ด้วยวิธีการดังกล่าวทำให้ได้กลุ่มเซลล์ลูกผสม ที่เรียกว่า “เซลล์ไฮบริโดมา” ที่มีคุณสมบัติเหมือนเซลล์ตั้งต้นทั้งสองชนิดรวมกัน คือ สามารถสร้างแอนติบอดี และเจริญเติบโตเพิ่มปริมาณได้อย่างไม่จำกัดในหลอดทดลอง และสามารถเก็บรักษาเซลล์ไฮบริโดมานั้นไว้ใช้ได้ตลอดไป
ข้อดีของโมโนโคลนอลแอนติบอดี คือ มีความจำเพาะเจาะจงสูงต่อสิ่งที่ต้องการตรวจสอบ มีคุณภาพคงที่ มีมาตรฐานเดียวกันตลอด และสามารถผลิตแอนติบอดีได้โดยไม่มีขีดจำกัด ดังนั้นโมโนโคลนอลแอนติบอดีจึงนับว่าเป็นวัตถุดิบชีวภาพต้นน้ำที่สำคัญสำหรับใช้พัฒนาชุดตรวจวินิจฉัย
การใช้ประโยชน์จากโมโนโคลนอลแอนติบอดีในปัจจุบันนับว่าเป็นไปอย่างกว้างขวางในทุกสาขาวิชา ไม่ว่าจะเป็นในด้าน การแพทย์ การเกษตร รวมถึงการศึกษาวิจัยทางชีวภาพด้านต่างๆ
อย่างไรก็ตาม การผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดีประกอบด้วยหลายขั้นตอน ซึ่งต้องอาศัยผู้ที่มีความเชี่ยวชาญในการผลิต และมีการลงทุนค่อนข้างสูง เซลล์ไฮบริโดมาที่ผลิตแอนติบอดีที่มีคุณสมบัติที่ดี จะมีมูลค่าสูงและมีผลในเชิงพาณิชย์ สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาชุดตรวจวินิจฉัยที่มีประสิทธิภาพต่อไป
ดร.อรประไพ คชนันทน์ หัวหน้าห้องปฏิบัติการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดี ไบโอเทค กล่าวว่า ห้องปฏิบัติการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดี มีเป้าหมายหลักในการดำเนินงานวิจัย เพื่อผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดีและพัฒนาวิธีการตรวจวินิจฉัยโดยมุ่งเน้นการใช้ประโยชน์ในด้านการเกษตรและอาหารเป็นหลัก
“ทางห้องปฏิบัติการฯ ได้มีความร่วมมือกับหลายหน่วยงานของภาครัฐ เพื่อพัฒนาแอนติบอดีและวิธีการตรวจวินิจฉัยเพื่อให้ครอบคลุมในหลายๆ ด้าน ได้แก่ การพัฒนาแอนติบอดีและวิธีการตรวจวินิจฉัยสำหรับตรวจเชื้อไวรัสและแบคทีเรียก่อโรคพืช การตรวจเชื้อแบคทีเรียที่ปนเปื้อนในอาหาร และการตรวจฮอร์โมนโปรเจสเตอร์โรนในวัว เป็นต้น”
*** ชุดตรวจวินิจฉฉัยที่พัฒนาโดยห้องปฏิบัติการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดี ไบโอเทค ***
- น้ำยาตรวจวินิจฉัยเชื้อไวรัสและแบคทีเรียก่อโรคพืช
คณะนักวิจัยได้พัฒนาโมโนโคลนอลแอนติบอดีและโพลีโคลนอลแอนติบอดีต่อเชื้อไวรัสและแบคทีเรียที่ก่อโรคสำคัญในพืชผักหลายกลุ่ม ได้แก่ เชื้อไวรัสในกลุ่ม บีโกโมไวรัส (Begomovirus), โพทีไวรัส (Potyvirus), ทอสโพไวรัส (Tospovirus) และแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคผลเน่าในแตงที่เกิดจากเชื้อ Acidovorax citrulli
รวมทั้งได้พัฒนาวิธีการตรวจวินิจฉัยเชื้อดังกล่าว ในรูปแบบ Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) ที่มีประสิทธิภาพ ถูกต้อง แม่นยำ ราคาถูก ซึ่งมีความจำเป็นอย่างมากในหลายๆ ด้าน เช่น การศึกษาด้านระบาดวิทยาของโรค การจัดการควบคุมโรคในแปลงปลูกให้มีประสิทธิภาพ การคัดเลือกพันธุ์พืชที่ต้านทานโรค และการตรวจรับรองความปลอดเชื้อเมื่อมีการส่งออกเมล็ดพันธุ์ โดยราคาของการตรวจวินิจฉัยเฉลี่ยอยู่ที่ 7 บาทต่อตัวอย่าง ซึ่งถูกกว่าการนำเข้าแอนติบอดีจากต่างประเทศ
- b>Fruit Blotch Easy Kits
ชุดตรวจวินิจฉัยโรคผลเน่าแบคทีเรียในพืชตระกูลแตงที่เกิดจากเชื้อ Acidovorax citrulli ซึ่งเป็นเชื้อแบคทีเรียที่ก่อโรครุนแรงและเป็นเชื้อกักกันที่หลายประเทศบังคับให้ตรวจก่อนนำเมล็ดพันธุ์ของพืชตระกูลแตงเข้าประเทศ โดยคณะนักวิจัยได้พัฒนาชุดตรวจออกมาใน 2 รูปแบบ คือ Monoclonal antibody captured-sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (MC-sELISA) และชุดตรวจแบบรวดเร็วในรูปแบบ immunochromatographic strip test
โดยชุดตรวจดังกล่าวมีความจำเพาะเจาะจงสูงต่อเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli สามารถตรวจสอบเชื้อดังกล่าว ได้ครอบคลุมทุกสายพันธุ์ที่ทำการทดสอบ โดยไม่ทำปฏิกิริยาข้ามกับเชื้อแบคทีเรียชนิดอื่น สามารถตรวจวินิจฉัยทั้งในตัวอย่างต้นอ่อน ใบ และเปลือกของผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ชุดตรวจยังได้รับรางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ คือ รางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้นประจำปี 2556 ระดับดี ด้านเกษตรศาสตร์และอุตสาหกรรมการเกษตร และรางวัลเหรียญเงิน จากงาน The 44th International Exhibition of Geneva รวมทั้งรางวัลพิเศษ (Special Prize) จาก Taiwan Invention Association โดยชุดตรวจนี้มีการอนุญาตให้สิทธิกับบริษัท พาร์เวล อินเตอร์เนชั่นแนล จำกัด เพื่อผลิตและจำหน่ายแล้ว ซึ่งปกติชุดตรวจที่นำเข้าจากต่างประเทศมีราคาอยู่ที่ 400 บาทต่อตัวอย่าง แต่ชุดตรวจที่คณะนักวิจัยพัฒนาขึ้นนี้มีราคา 100 บาทต่อตัวอย่าง
คณะนักวิจัยยังมีแนวคิดในการนำเอาความรู้ในการทำชุดตรวจแบบรวดเร็วในรูปแบบ immunochromatographic strip test มาประยุกต์ใช้เพื่อให้สามารถตรวจเชื้อก่อโรคพืชหลายๆชนิดได้พร้อมกันในหนึ่งชุดตรวจ จนสามารถพัฒนาชุดตรวจแบบรวดเร็วในการตรวจหาเชื้อก่อโรคในพืชตระกูลแตง 3 ชนิดในคราวเดียวกัน ได้แก่ เชื้อไวรัสในกลุ่มโพทีไวรัส (Potyvirus) เชื้อวอเทอร์เมลอน โมเซอิค ไวรัส-ทู (Watermelon mosaic virus-2) และเชื้อแบคทีเรีย Acidovorax citrulli ซึ่งชุดตรวจในรูปแบบนี้ยังไม่เคยมีการผลิตและขายในท้องตลาดมาก่อน โดยกำลังอยู่ระหว่างการทดสอบในภาคสนาม
- ชุดตรวจจำแนกเชื้อทอสโพไวรัส ด้วยเทคนิค multiplex RT-PCR-ELISA
เป็นเทคนิคที่พัฒนาขึ้นเพื่อใช้สำหรับตรวจจำแนกชนิดของเชื้อทอสโพไวรัส 4 ชนิดที่พบระบาดในแปลงปลูกพริกมะเขือเทศและพืชตระกูลแตงในประเทศไทยได้แก่ Capsicum chlorosis virus, Melon yellow spot virus, Tomato necrotic ringspot virus และ Watermelon silver mottle virus
ผลจากการทดสอบกับพืชจากแปลงปลูกพบว่า วิธีที่พัฒนาขึ้นนี้ มีประสิทธิภาพในการตรวจจำแนกทอสโพไวรัสที่ดีกว่าวิธีดั้งเดิม ทั้งในแง่ความจำเพาะ ความไว และความสะดวกรวดเร็วในการตรวจตัวอย่างจำนวนมากในคราวเดียวกัน นอกจากนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการตรวจหาทอสโพไวรัสชนิดอื่นๆ ที่ยังไม่พบการแพร่ระบาดในประเทศไทยเพื่อเป็นการเฝ้าระวัง
- การตรวจเชื้อแบคทีเรียที่ปนเปื้อนในอาหาร
คณะนักวิจัยนำเอาวิธี Immunomagnetic separation (IMS) โดยใช้ magnetic beads ที่เคลือบด้วยแอนติบอดีที่มีความจำเพาะเจาะจงต่อแบคทีเรียเป้าหมาย มาใช้ร่วมกับเทคนิค real-time PCR สำหรับการตรวจวินิจฉัยเชื้อแบคทีเรีย Listeria monocytogenes ซึ่งเป็นเชื้อแบคทีเรียก่อโรคในอาหารที่ก่อให้เกิดอันตรายทั้งกับมนุษย์และสัตว์ได้
ทั้งนี้ หน่วยงานที่ควบคุมด้านความปลอดภัยทางอาหารได้มีข้อกำหนดว่าต้องไม่พบการปนเปื้อนของเชื้อดังกล่าวในตัวอย่างอาหาร จากการประยุกต์ใช้เทคนิคดังกล่าวพบว่ามีประสิทธิภาพสูง มีความถูกต้อง แม่นยำ มีความไวสูง มีความจำเพาะเจาะจงต่อเชื้อ L. monocytogenes โดยไม่ทำปฏิกิริยาข้ามกับเชื้อ Listeria สปีชีส์อื่นๆ รวมทั้งแบคทีเรียชนิดอื่นอีกด้วย และให้ผลการทดสอบสอดคล้องกับวิธีมาตรฐาน สามารถทราบผลภายใน 28 ชั่วโมง ในขณะที่วิธีมาตรฐานใช้เวลาถึง 96 ชั่วโมง
- น้ำยาและวิธีการตรวจวัดปริมาณโปรเจสเตอโรนในน้ำนมของโค
วิธีที่พัฒนาขึ้นเรียกว่า คอมเพททิทีฟ อิไลซ่า (competitive enzyme-linked immunosorbent assay) ซึ่งเป็นการตรวจหาระดับของฮอร์โมนโปรเจสเตอโรนในตัวอย่างน้ำนมด้วยโมโนโคลนอลแอนติบอดีที่มีความจำเพาะเจาะจงสูงต่อโปรเจสเตอโรน ซึ่งด้วยวิธีการตรวจนี้จะทำให้ทราบถึงวงรอบการเป็นสัดของโค ทำให้สามารถนำข้อมูลนี้มาใช้วางแผนในการผสมเทียม รวมทั้งสามารถนำไปใช้ตรวจการตั้งท้องของแม่โคหลังการผสมเทียมได้ ซึ่งวิธีการดังกล่าว มีความแม่นยำ รวดเร็ว และมีความไวไม่แตกต่างจากชุดตรวจที่สั่งซื้อจากต่างประเทศ แต่มีราคาถูกกว่ามาก นอกจากนี้ยังสามารถนำวิธีการตรวจนี้ไปประยุกต์ใช้ได้กับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดต่างๆ ทั้งที่เป็นสัตว์เศรษฐกิจ สัตว์เลี้ยง สัตว์ป่า และ สัตว์ใกล้สูญพันธุ์ ได้อีกด้วย
“แอนติบอดีและชุดตรวจวินิจฉัยที่พัฒนาขึ้นนั้น มีความถูกต้อง แม่นยำ มีคุณภาพดีกว่าหรือทัดเทียมกับน้ำยาและชุดตรวจวินิจฉัยที่สั่งซื้อจากต่างประเทศ แต่มีราคาถูกกว่า ซึ่งการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดีที่มีความจำเพาะต่อเชื้อก่อโรคในพืชและอาหารนั้นมีความสำคัญเป็นอย่างมาก เพราะนอกจากจะทำให้ทราบว่าผลผลิตนั้นๆ เป็นโรคหรือไม่แล้ว ยังสามารถนำมาใช้ในการเฝ้าระวังการระบาดของโรค การตรวจคัดกรองเมล็ดพันธุ์เพื่อการส่งออก รวมถึงความปลอดภัยทางด้านอาหารอีกด้วย ซึ่งเป็นการส่งเสริมให้อุตสาหกรรมด้านการเกษตรและอาหารเจริญก้าวหน้าไปได้อย่างมั่นคงและยั่งยืน โดยน้ำยาโมโนโคลนอลแอนติบอดีและชุดตรวจวินิจฉัยเหล่านี้มีการยื่นจดสิทธิบัตรเรียบร้อยแล้ว และพร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยีให้กับภาคเอกชนที่มีความสนใจ” ดร.อรประไพ กล่าวสรุป
