ทะลุกรอบ

ป๋วย อุ่นใจ

 

อาร์เอ็นเอนำวิถีใหม่

: ‘ค้นหา’ และ ‘ทำลาย’ โควิด-19

 

ท่ามกลางวิกฤตแห่งโควิด-19 อีกหนึ่งเทคโนโลยีแห่งความหวังที่เปรียบเสมือนแสงสว่างที่ปลายอุโมงค์ได้เริ่มฉายแววขึ้นแล้ว

ถ้าพูดถึงโควิด-19 หนึ่งในประเด็นที่ฮอตที่สุดในเวลานี้ก็คือเรื่องของวัคซีน ที่เป็นความหวังที่จะช่วยป้องกันโรคร้ายหรืออย่างน้อยป้องกันไม่ให้อาการทรุดหนักจนต้องหามเข้าไปนอนในไอซียู

แต่อีกประเด็นที่หลายคนกลับลืมเลือนไปก็คือ เรื่องของ “ยาต้านไวรัส”

แม้จะมียาอยู่หลายขนาน แต่ทว่ายาที่มีอยู่นั้นก็ใช่จะจัดการไวรัสได้อย่างชะงัด

ลองจินตนาการถึงยาที่ทำงานเปรียบเสมือนจรวดนำวิถีที่ฉีดเข้าไปในร่างกายแล้ว สามารถพุ่งตรงไปกำจัดสารพันธุกรรมของไวรัสโควิด-19 ได้อย่างแม่นยำและแทบไม่ส่งผลอะไรกับเซลล์ของมนุษย์

ยาอาร์เอ็นเอที่ส่งเข้าไปก็ทำได้เช่นนั้น นี่คือภารกิจค้นหาและทำลาย

เพิ่งจะมีข่าวล่ามาแรงจากดินแดนจิงโจ้ ว่าทีมนักวิจัยจากออสเตรเลียและสหรัฐอเมริกาได้ร่วมกันคิดค้นวิธีมุ่งเป้าเข้าทำลายโควิดได้แล้ว โดยใช้อาร์เอ็นเอ ตัวยาที่เป็นอาร์เอ็นเอสายสั้นๆ มีลำดับพันธุกรรมเหมือนกับของไวรัสโควิด-19 จะถูกบรรจุเข้าไปในถุงเยื่อไขมันที่เรียกว่าไลโปโซม หรือถ้าจะเรียกให้ฟังดูเรียบหรูดูดีก็ “อนุภาคลิปิดนาโน (lipid nano particle)”

ใช่แล้วครับ เทคโนโลยีนี้มันคล้ายมากกับเทคโนโลยีวัคซีนอาร์เอ็นเอที่โด่งดังทั้งของไฟเซอร์ และโมเดอร์นา มีทั้งอาร์เอ็นเอ มีทั้งอนุภาคลิปิดนาโน

ไอเดียจริงๆ ก็คือ จะแนะนำให้ระบบรักษาความปลอดภัยของร่างกายรู้จักกับเชื้อไวรัสและพร้อมเข้าจัดการทำลายเชื้อ

วัคซีนจะเน้นการกระตุ้นภูมิโดยใช้โปรตีนโครงสร้างของไวรัส เมื่อไวรัสเข้ามาในร่างกาย แอนติบอดี้และเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันที่เรียกว่าเซลล์เมมโมรีจะพร้อมขยายกองทัพเข้าไปบุกตะลุยทะลวงฟันจัดการกับไวรัสในทันที และรอเวลา ถ้ามีไวรัสบุกเข้ามาจะเข้าจัดการทำลายเสียแต่ต้นลม

ถ้าไวรัสมีจำนวนไม่มาก เช่น เพิ่งติดใหม่ใหม่หรือว่ายังไม่เคยติดมาก่อนเลยแล้ว เพิ่งเจอไวรัสแค่นิดเดียว ส่วนใหญ่ ภูมิต้านทานจากวัคซีนจะทวีจำนวนได้ทันและจัดการกับไวรัสพวกนี้ได้สบายๆ

และถ้าไวรัสที่ติดเชื้อโดนทำลายไวกว่าที่มันจะแพร่พันธุ์ได้ในมนุษย์ ท้ายสุดก็จะโดนเคลียร์ออกไปจากร่างกายจนหมดสิ้น ไม่เหลือหลอไปเอง

แต่สำหรับผู้ป่วยที่ติดไวรัสไปแล้ว และยังไม่เคยมีภูมิมาก่อน จะมานอนรอภูมิจากวัคซีนอย่างเดียวนั้น ก็อาจจะไม่ทันการอีกต่อไปเพราะไวรัสที่แอบดอดเข้าไปติดเชื้อในเซลล์ได้สำเร็จแล้วนั้น จะยึดครองและใช้ทรัพยากรของเซลล์มนุษย์เพื่อสร้างลูกหลานขยายเผ่าพันธุ์กองทัพไวรัสออกมามากมาย แพร่กระจาย และทำให้อาการของโรคทรุดหนักลงได้

ดังนั้น นี่คือเกมของเวลา และการงัดข้อกันของระบบทำลายไวรัสของมนุษย์กับการขยายเผ่าพันธุ์ที่รวดเร็วของไวรัส

 

ซึ่งถ้าดูที่จีโนม ไวรัสโควิด-19 มีจีโนมเป็นอาร์เอ็นเอทรีเมื่อเข้าสู่เซลล์แล้วจะถูกแปลรหัสเป็นโปรตีนที่ช่วยให้ไวรัสสามารถเข้ายึดครองเซลล์ที่มันติดเชื้อแล้วใช้เป็นพื้นที่โรงงานในการก๊อบปี้และประกอบตัวไวรัสรุ่นใหม่

โปรตีนบางส่วนที่ถูกแปลรหัสจากจีโนมจะกลายมาเป็นโครงสร้างของไวรัสรุ่นใหม่ แต่โปรตีนบางส่วนนั้นก็จะใช้เพียงเพื่อช่วยให้ไวรัสที่แทรกซึมเข้าไปในเซลล์ได้แล้วนั้น สามารถควบคุมเซลล์ให้หันมาสร้างไวรัสลูกหลานให้มันแทนที่จะทำงานของตัวเองไปเป็นปกติ อย่างเช่น โปรตีน RdRP ที่เป็นเป้าหมายของยาต้านไวรัส เช่น ฟาวิพิราเวียร์ ที่ไวรัสใช้ในการก๊อบปี้สารพันธุกรรมอาร์เอ็นเอของไวรัส เพื่อสร้างไวรัสใหม่

การกระตุ้นภูมิของวัคซีนจะเน้นไปที่ตัวไวรัส ซึ่งวัคซีนส่วนใหญ่จะถูกออกแบบขึ้นมาโดยใช้โครงสร้างที่เห็นได้เด่นชัดที่สุด ที่เปรียบเสมือนใบหน้าของไวรัสที่เรียกว่าโปรตีนหนาม หรือ spike เพื่อสอนเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันให้รู้จักและพร้อมเข้าจัดการกับไวรัสได้ในทันทีที่เจอโปรตีนนี้

แต่อย่างที่เราเห็นไวรัสมีการกลายพันธุ์และการกลายพันธุ์มากมายก็เกิดขึ้นที่โปรตีนหนามนี้เอง หลายการกลายพันธุ์ทำให้ไวรัสสายพันธุ์กลายบางสายพันธุ์ เช่น สายพันธุ์บราซิล สายพันธุ์แอฟริกาใต้ และสายพันธุ์อินเดีย สามารถหลบหลีกภูมิคุ้มกันได้บางส่วน

และนั่นคือสิ่งที่ต้องคำนึงถึง ถ้าเราต้องการที่จะเอาชนะมันให้ได้

 

ยาอาร์เอ็นเอที่พัฒนาขึ้นมาใหม่โดยทีมวิจัยนำโดยศาสตราจารย์ไนเจล แม็กมิแลน (Nigel McMillan) จากมหาวิทยาลัยกริฟฟิธ (Griffith University) และศาสตราจารย์เควิน มอร์ริส (Kevin Morris) ศูนย์การบำบัดด้วยยีน สถาบันวิจัยเมืองแห่งความหวัง (Research Institute at the City of Hope) ในแคลิฟอร์เนียนั้นไม่ได้เน้นการกระตุ้นภูมิ เป้าหมายที่พวกเขาใช้ในการมุ่งเป้าจัดการกับไวรัสจึงแตกต่างไปอย่างสิ้นเชิง

ไอเดียในการจัดการกับไวรัสที่พวกเขาคิดถึงก็คือเทคโนโลยีการแทรกแซงโดยอาร์เอ็นเอ หรือที่เรียกกันว่าอาร์เอ็นเอไอ (RNAi) โดยเทคนิคนี้ จะไปกระตุ้นกลไกการจัดการสิ่งแปลกปลอมของเซลล์ โดยใช้อาร์เอ็นเอสายสั้นๆ ที่เรียกว่า siRNA (short interfering RNA)

ลำดับเบสบน siRNA จะถูกใช้เป็นต้นแบบเพื่อให้เซลล์สามารถทำลายอาร์เอ็นเอแปลกปลอมที่หลุดเข้ามาในเซลล์ และการทำลายอาร์เอ็นเอนี้กดการแสดงออกของยีน (gene silencing) และการสร้างโปรตีนที่จำเป็นในการดำรงชีวิตของไวรัสและเชื้อก่อโรคอื่นๆ

เมื่อเซลล์พบเจอรหัสของอาร์เอ็นเอที่พ้องกับต้นแบบ siRNA เอนไซม์ภายในเซลล์ที่ชื่อว่า RISC complex ก็จะเข้าไปหั่นทำลายสายอาร์เอ็นเอนั้นๆ จนหมดสิ้น

ซึ่งในกรณีนี้ แจ๊กพ็อตว่าสารพันธุกรรมของไวรัสโควิด-19 นี้ ก็คือเป็นอาร์เอ็นเอพอดี นั่นหมายความว่านอกจากอาร์เอ็นเอที่สร้างขึ้นมาใหม่สำหรับไวรัสลูกหลานแล้ว สารพันธุกรรมของไวรัสดั้งเดิมที่ติดเชื้ออยู่ในเซลล์นั้นก็จะโดนทำลายด้วยฤทธิ์ของยา siRNA นี้ไปด้วยเช่นกัน

 

และเพื่อเฟ้นหาส่วนของอาร์เอ็นเอที่จะเอามาใช้ นักวิจัยสกรีนอาร์เอ็นเอส่วนที่กลายพันธุ์น้อยที่สุดในจีโนมของไวรัส โดยใช้เทคนิคทางชีวสารสนเทศ พวกเขาเจอท่อนของอาร์เอ็นเอที่น่าสนใจที่น่าจะเอามาใช้เป็นยาได้ 18 ท่อน

และหลังจากที่ทดลองในเซลล์เพาะเลี้ยง พวกเขาเลือกเอา siRNA ที่ให้ผลทำลายอาร์เอ็นเอได้เยี่ยมออกมาสามท่อนที่แตกต่างกัน

ท่อนแรกมาจากอาร์เอ็นเอส่วนที่ใช้ในการควบคุมการจำลองตัวของไวรัสที่เรียกว่า UTR และส่วนที่สองและสาม เป็นอาร์เอ็นเอชิ้นเล็กๆ ที่มาจากเอนไซม์ที่ไวรัสจำเป็นต้องใช้ในการสร้างไวรัสใหม่ที่เรียกว่าเอนไซม์ RdRP (ที่ใช้ในการคัดลอกสารพันธุกรรมของไวรัส) และเอนไซม์เฮลิเคส (ที่จำเป็นในการคลายเกลียวสารพันธุกรรมของไวรัสในระหว่างกระบวนการจำลองแบบ)

การใช้ค็อกเทลที่รวมเอา siRNA ที่แตกต่างทั้งสามตัวนั้นเข้าไว้ด้วยกัน จะยิ่งช่วยทำให้ไวรัสกลายพันธุ์หนีการยับยั้งของยาได้ยากมากยิ่งขึ้น

สังเกตได้ว่าเป้าหมายของอาร์เอ็นเอที่จะเอามาช่วยเป็นยาที่กระตุ้นให้เซลล์ที่ติดไวรัสสามารถฆ่าและทำลายไวรัสได้นั้น ไม่ได้มาจากโปรตีนโครงสร้าง แต่เป็นส่วนที่จะเป็นใช้ในการสร้างไวรัสตัวใหม่ ที่เจ๋งที่สุดคือ ชิ้นส่วนเหล่านี้มีรหัสที่มีความอนุรักษ์สูง (conserved) ที่แทบจะไม่เปลี่ยนแปลงเลยแม้จะผ่านการวิวัฒนาการมาแล้วเนิ่นนาน

เพราะโปรตีนพวกนี้ทำหน้าที่สำคัญมากในการอยู่รอดของไวรัส การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ก็อาจจะทำให้ไวรัสพิการไปเลย อยู่รอดได้ไม่ค่อยดี และท้ายที่สุดก็ค่อยๆ ถูกทำลายหายไป

ซึ่งผิดแผกแตกต่างไปจากโปรตีนหนาม ที่เปลี่ยนไวยิ่งกว่าใจของคน

 

เควินเผยว่ายาของเขาถูกออกแบบให้สามารถทำงานได้กับไวรัสในตระกูลเบต้าโคโรนาไวรัสทั้งหมด ซึ่งตระกูลนี้จะเหมารวมไปถึงไวรัสโควิด-19 ไวรัสซาร์ส และไวรัสเมอร์สด้วย ซึ่งถ้าออกฤทธิ์ข้ามชนิดไปได้ไกลขนาดนั้น ก็น่าจะจัดการพวกไวรัสสายพันธุ์กลายในชนิดเดียวกันได้อย่างไม่น่ามีปัญหา

นอกจากนี้ พวกเขายังออกแบบอนุภาคลิปิดนาโนของตัวเองขึ้นมาเพื่อใช้ในการนำส่ง siRNA ของพวกเขาเข้าไปในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตด้วย

ที่เด็ดที่สุดคือ อนุภาคนาโนของพวกเขาสามารถคงสภาพที่ 4 องศาเซลเซียสได้นานถึงหนึ่งปี หรือแม้แต่เก็บที่อุณหภูมิห้อง ก็ยังอยู่ได้เป็นเวลากว่าหนึ่งเดือน นั่นหมายความว่ายาของพวกเขาน่าจะสามารถนำไปใช้ได้กับช่วยคนไข้ได้แม้จะในโรงพยาบาลสนามในพื้นที่ที่เข้าถึงได้ยาก

ไนเจลกล่าวว่า จากการทดลองในสัตว์พบว่าเทคโนโลยีของเขาสามารถลดปริมาณไวรัสในปอดของหนูที่ติดเชื้อได้มากถึง 99.9 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าเทคนิคนี้จะไม่ได้รักษาอาการของโรคแต่การลดปริมาณไวรัสได้มากขนาดนี้ก็น่าจะช่วยทุเลาอาการของโรคได้ค่อนข้างมาก ช่วยให้ร่างกายของผู้ป่วยสามารถที่จะเริ่มจัดการกับไวรัสได้ไวขึ้น

ซึ่งการฉีดยานี้เข้าไปในร่างกายของผู้ป่วยก็ให้วันละครั้งติดต่อกันสี่ถึงห้าวันเพื่อช่วยลดปริมาณไวรัสสำหรับผู้ป่วยที่อยู่ในไอซียูในขณะที่ถ้าเป็นผู้ป่วยติดใหม่ยังไม่มีอาการอะไรมาก ที่อยู่ในโรงพยาบาลสนามหรืออยู่ในโรงแรมที่ควอรันทีนอยู่ ก็อาจจะให้เพียงแค่ครั้งเดียวก็น่าจะพอ

 

ไนเจลเผยต่ออีกว่า ถ้าผลการทดลองในชั้นคลินิกดี ก็เป็นไปได้ว่ายานี้อาจจะเข้าสู่ตลาดและสามารถถูกนำเอามาใช้กับคนไข้ได้จริงในปี 2023

ซึ่งถ้าทำได้น่าจะเป็นคุณูปการณ์ ที่จริงในประเทศไทยก็มีนักวิจัยมากมายที่เคยพัฒนาใช้เทคโนโลยีเช่นเดียวกันนี้ในการรักษาโรคในสัตว์ แต่น่าเสียดายที่ผลกระทบในเรื่องการบริหารงานวิจัยในยุคโควิด-19 ทำให้หลายๆ อย่างหยุดชะงัก

ดูทรงแล้วไวรัสตัวนี้คงอยู่กับเราไปอีกนาน ท้ายที่สุดแล้ว เราเองนั่นแหละที่คงจะต้องหาปรับตัวที่จะอยู่กับมันให้ได้

ไม่แน่ว่านี่อาจจะเป็นอีกหนทางหนึ่งที่จะช่วยให้เราชนะไปด้วยกันก็เป็นได้ เทคโนโลยีนี้ยังใหม่ และไม่ได้ยากอะไร ถ้าจะมีใครสักคนในไทยจะหันมาจับและลุยกับมันจริงๆ และมีภาคส่วนให้การสนับสนุน

ใต้ภาพ

ภาพแสดงกลไกการทำงานของ siRNA ต้านไวรัสโควิด-19