นาโนเทค สวทช. พัฒนา “โบรอนอินทรีย์” เภสัชรังสีตรวจวินิจฉัยมะเร็ง

เป็นที่ทราบดีว่าโรคมะเร็งถือเป็นโรคที่พรากชีวิตผู้คนไปเป็นจำนวนมาก จากข้อมูลขององค์การอนามัยโลกปี พ.ศ. 2561 รายงานว่าทั่วโลกมีผู้เสียชีวิตจากโรคมะเร็งกว่า 9.6 ล้านราย และในประเทศไทยโรคมะเร็งเป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับ 1 มีผู้เสียชีวิต 78,540 คนต่อปี มีผู้ป่วยรายใหม่ 122,757 คน และยังคงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งโรคมะเร็งไม่ได้มีผลกระทบต่อผู้ป่วยเพียงอย่างเดียวเท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบถึงครอบครัวและสังคมรอบข้าง ทั้งในแง่ของร่างกาย จิตใจ ความสัมพันธ์ ไปจนถึงส่งผลกระทบด้านเศรษฐกิจและคุณภาพชีวิต

            การดูแลป้องกันตรวจหามะเร็งในระยะเริ่มต้นจึงถือเป็นสิ่งสำคัญ ด้วยเหตุนี้นักวิจัยนาโนเทค สวทช. กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) พัฒนาสารตั้งต้นเภสัชรังสีจากสารประกอบโบรอนอินทรีย์สำหรับใช้จับสัญญาณมะเร็งด้วยเครื่องเพทสแกน ชูจุดเด่นที่กระบวนการเตรียมสารใช้สภาวะที่ไม่รุนแรง ทำให้จำเพาะกับเซลล์มะเร็งในระยะเริ่มต้นได้และมีความคงตัว ก่อนต่อยอดงานวิจัยโดยเพิ่มสารเรืองแสง หวังเป็นไกด์นำทางแพทย์ผ่าตัดรักษามะเร็งได้แม่นยำยิ่งขึ้น และปูทางเภสัชรังสีพันธุ์ไทย ลดการนำเข้าจากต่างประเทศ

            ดร.กันตพัฒน์ จันทร์แสนภักดิ์ ทีมวิจัยวัสดุตอบสนองระดับนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สวทช.) กล่าวว่า ปกติแล้วสารเภสัชรังสีที่ใช้เพื่อการตรวจวินิจฉัยและรักษาโรคในทางการแพทย์ของประเทศไทยจะต้องนำเข้าวัตถุดิบที่เป็นสารตั้งต้นจากต่างประเทศ ก่อนจะผ่านเครื่องไซโคลตรอนเพื่อผลิตเภสัชรังสี ซึ่งสารเภสัชรังสีต้องเติมฟลูออรีน-18 ซึ่งเป็นธาตุกัมมันตรังสีที่นิยมใช้อย่างแพร่หลายในเทคนิคโพซิตรอนอีมิสชันโทโมกราฟี (Positron Emission Tomography; PET) หรือเรียกสั้น ๆ ว่าเทคนิคเพท สำหรับเครื่องเพทสแกน ซึ่งเทคนิคโพซิตรอนอีมิสชันโทโมกราฟี หรือเพทสแกน เป็นเทคนิคที่มีความสำคัญมากในการวินิจฉัยทางการแพทย์ เช่น การวินิจฉัยโรคมะเร็ง โรคเบาหวาน หรือโรคความจำเสื่อม เป็นต้น โดยเทคนิคดังกล่าวต้องอาศัยการฉีดสารเภสัชรังสีที่เตรียมได้จากธาตุไอโซโทปรังสี ได้แก่ ฟลูออรีน-18 ให้แก่ผู้ป่วยเพื่อติดตามโรค แต่ปัญหาหนึ่งของการเตรียมสารเภสัชรังสีในปัจจุบันคือ การใช้สภาวะการเตรียมที่รุนแรง เช่น มีความเป็นกรดสูงและใช้อุณหภูมิสูง ส่งผลให้สารเภสัชรังสีบางชนิดที่เป็นอนุพันธ์ของสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น เปปไทด์ โปรตีน หรือแอนติบอดีสลายตัว โดยปัจจุบันการแก้ปัญหาดังกล่าวสามารถทำได้โดยการติดฉลากในสารตัวกลางที่เป็นตัวรับฟลูออรีน-18 (18F captor) ก่อน แล้วจึงนำไปต่อกับโมเลกุลเปปไทด์หรือโปรตีนโดยใช้สภาวะที่ไม่รุนแรงภายหลัง ทำให้กระบวนการผลิตซับซ้อนกว่าเดิม

            ดร.กันตพัฒน์ จึงเริ่มงานวิจัย “สารประกอบโบรอนอินทรีย์สำหรับการประยุกต์ใช้เป็นตัวรับฟลูออรีน-18” ซึ่งเป็นการสังเคราะห์และศึกษาคุณสมบัติของสารประกอบโบรอนอินทรีย์ชนิดใหม่ที่ถูกออกแบบเพื่อใช้เป็นตัวรับฟลูออรีน-18 สำหรับการประยุกต์ใช้ในเทคนิคเพทสแกน โดยสังเคราะห์อนุพันธ์ชนิดใหม่ของสารประกอบ 1,2-ฟีนิลีน ฟอสฟิโนบอร์เรน และสารประกอบคาร์บีน-บอร์เรน เพื่อพัฒนาสารประกอบโบรอนอินทรีย์ไปใช้ในการเตรียมสารเภสัชรังสีชนิดใหม่ หากต้องการให้สารเภสัชรังสีมีความจำเพาะเจาะจงกับเซลล์มะเร็งในระยะเริ่มต้นต้องใช้โปรตีนโมเลกุลใหญ่ ซึ่งจะทำไม่ได้หากใช้กระบวนการเตรียมสารที่สภาวะรุนแรง ดังนั้น โจทย์ในการวิจัยครั้งนี้คือ ใช้สารประกอบโบรอนอินทรีย์ที่สามารถจับฟลูออรีน เตรียมได้ในสภาวะที่ไม่รุนแรง และมีความคงตัวจากการเติมประจุบวก

            ผลที่ได้ นักวิจัยนาโนเทค เผยว่า เป็นสารตั้งต้นเภสัชรังสีที่สามารถเตรียมได้ที่อุณหภูมิห้อง ใช้ความเป็นกรดน้อยลงทำให้สามารถใช้เตรียมสารเภสัชรังสีที่เป็นโปรตีนและเปปไทด์ที่มีโมเลกุลใหญ่ในขั้นตอนเดียว ซึ่งจำเพาะเจาะจงกับเซลล์มะเร็งมากขึ้น สามารถใช้ติดตามโรคต่าง ๆ ได้แม่นยำมากกว่าโมเลกุลขนาดเล็ก ทำให้สามารถตรวจได้ในมะเร็งระยะเริ่มต้น โดยสารเภสัชรังสีที่เป็นอนุพันธ์ของนิวโรเทนซินเปปไทด์ที่เตรียมขึ้นในวิทยานิพนธ์นี้ได้ผ่านการพิสูจน์แล้วว่าสามารถบ่งชี้ตำแหน่งของเซลล์มะเร็งตับอ่อนในหนูทดลองได้อย่างแม่นยำ จึงสามารถนำไปศึกษาต่อยอดเพื่อใช้เป็นสารเภสัชรังสีสำหรับวินิจฉัยมะเร็งตับอ่อนในมนุษย์ได้ในอนาคต

ปัจจุบันได้จดสิทธิบัตรองค์ความรู้เกี่ยวกับการใช้สารประกอบดังกล่าวเป็นตัวรับฟลูออรีน-18 แล้ว และต่อยอดงานวิจัยไปสู่การเตรียมสารประกอบโบรอนอินทรีย์ที่มีหมู่ BF2 และสามารถให้สัญญาณฟลูออเรสเซนต์ได้ รวมถึงศึกษาความเป็นไปได้ในการนำมาประยุกต์ใช้เป็นสารเภสัชรังสีที่สามารถให้ 2 สัญญาณการตรวจวัดคือ สัญญาณรังสี และสัญญาณฟลูออเรสเซนต์ โดยใช้เทคโนโลยีการนำส่งระดับนาโนสำหรับใช้ในการวินิจฉัยโรค รวมถึงเป็นสัญญาณนำทางให้แพทย์สามารถทำการผ่าตัดรักษาได้อย่างแม่นยำมากยิ่งขึ้น นอกจากนี้งานวิจัยต่อยอดนี้อยู่ระหว่างการเตรียมทดสอบในหนูทดลองโดยใช้เซลล์มะเร็งตับ ซึ่งคาดว่าจะใช้เวลา 1-2 ปีในการทดสอบและวิเคราะห์ผล พร้อมชี้ว่ามีโอกาสที่จะพัฒนาไปให้ใช้งานได้จริง แต่ต้องใช้เวลา เนื่องจากเป็นงานวิจัยทางด้านการแพทย์ ต้องมีการทดสอบในสัตว์ทดลองที่ใหญ่ขึ้นและทดสอบทางคลินิกต่อไป แต่หากทำได้สำเร็จ เราจะมีสารเภสัชรังสีของไทยเพื่อใช้เองในประเทศโดยไม่ต้องพึ่งพาและนำเข้าในที่สุด

ทั้งนี้งานวิจัยเรื่อง สารประกอบโบรอนอินทรีย์สำหรับการประยุกต์ใช้เป็นตัวรับฟลูออรีน-18 ของ ดร.กันตพัฒน์ ได้รับรางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ รางวัลวิทยานิพนธ์ระดับดีมาก สาขาวิทยาศาสตร์เคมีและเภสัช ประจำปี พ.ศ. 2562 จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)