นาโนเทค สวทช. พัฒนา “โบรอนอินทรีย์” เภสัชรังสีตรวจวินิจฉัยมะเร็ง

นักวิจัยนาโนเทค สวทช. กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) พัฒนาสารตั้งต้นเภสัชรังสีจากสารประกอบโบรอนอินทรีย์ สำหรับใช้จับสัญญาณมะเร็งด้วยเครื่องเพทสแกน ชูจุดเด่นที่กระบวนการเตรียมสารใช้สภาวะที่ไม่รุนแรง ทำให้จำเพาะกับเซลล์มะเร็งในระยะเริ่มต้นได้ และมีความคงตัว ก่อนต่อยอดงานวิจัยโดยเพิ่มสารเรืองแสง หวังเป็นไกด์นำทางแพทย์ผ่าตัดรักษามะเร็งได้แม่นยำยิ่งขึ้น และปูทางเภสัชรังสีพันธุ์ไทย ลดการนำเข้าจากต่างประเทศ

ดร.กันตพัฒน์ จันทร์แสนภักดิ์ ทีมวิจัยวัสดุตอบสนองระดับนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กล่าวว่า ปกติแล้ว สารเภสัชรังสีที่ใช้เพื่อการตรวจวินิจฉัยและรักษาโรคในทางการแพทย์ของประเทศไทย จะต้องนำเข้าวัตถุดิบที่เป็นสารตั้งต้นจากต่างประเทศ ก่อนจะผ่านเครื่องไซโคลตรอนเพื่อผลิตเภสัชรังสี ซึ่งสารเภสัชรังสีต้องเติมฟลูออรีน-18 ซึ่งเป็นธาตุกัมมันตรังสีที่นิยมใช้อย่างแพร่หลายในเทคนิคโพซิตรอนอีมิสชันโทโมกราฟี (Positron Emission Tomography; PET) หรือเรียกสั้น ๆ ว่าเทคนิคเพท สำหรับเครื่องเพทสแกน ซึ่งเทคนิคโพซิตรอนอีมิสชันโทโมกราฟี หรือเพทสแกน เป็นเทคนิคที่มีความสำคัญมากในการวินิจฉัยทางการแพทย์ เช่น การวินิจฉัยโรคมะเร็ง โรคเบาหวาน หรือโรคความจำเสื่อม เป็นต้น โดยเทคนิคดังกล่าวต้องอาศัยการฉีดสารเภสัชรังสีที่เตรียมได้จากธาตุไอโซโทปรังสี ได้แก่ ฟลูออรีน-18 ให้กับผู้ป่วย เพื่อติดตามโรค แต่ปัญหาหนึ่งของการเตรียมสารเภสัชรังสีในปัจจุบัน คือ การใช้สภาวะการเตรียมที่รุนแรง เช่น มีความเป็นกรดสูงและใช้อุณหภูมิสูง ส่งผลให้สารเภสัชรังสีบางชนิดที่เป็นอนุพันธ์ของสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น เปปไทด์ โปรตีน หรือแอนติบอดี้ สลายตัว โดยปัจจุบันการแก้ปัญหาดังกล่าว สามารถทำได้โดยการติดฉลากในสารตัวกลางที่เป็นตัวรับฟลูออรีน-18 (18F captor) ก่อน แล้วจึงนำไปต่อกับโมเลกุลเปปไทด์หรือโปรตีนโดยใช้สภาวะที่ไม่รุนแรงภายหลัง ทำให้กระบวนการผลิตซับซ้อนกว่าเดิม

ดร.กันตพัฒน์ จึงเริ่มงานวิจัย “สารประกอบโบรอนอินทรีย์สำหรับการประยุกต์ใช้เป็นตัวรับฟลูออรีน-18” ซึ่งเป็นการสังเคราะห์และศึกษาคุณสมบัติของสารประกอบโบรอนอินทรีย์ชนิดใหม่ ที่ถูกออกแบบเพื่อใช้เป็นตัวรับฟลูออรีน-18 สำหรับการประยุกต์ใช้ในเทคนิคเพทสแกน โดยสังเคราะห์อนุพันธ์ชนิดใหม่ของสารประกอบ 1,2-ฟีนิลีน ฟอสฟิโนบอร์เรน และสารประกอบคาร์บีน-บอร์เรน เพื่อพัฒนาสารประกอบโบรอนอินทรีย์ไปใช้ในการเตรียมสารเภสัชรังสีชนิดใหม่ หากต้องการให้สารเภสัชรังสีมีความจำเพาะเจาะจงกับเซลล์มะเร็งในระยะเริ่มต้น ต้องใช้โปรตีนโมเลกุลใหญ่ ซึ่งจะทำไม่ได้หากใช้กระบวนการเตรียมสารที่สภาวะรุนแรง ดังนั้น โจทย์ในการวิจัยครั้งนี้คือ ใช้สารประกอบโบรอนอินทรีย์ที่สามารถจับฟลูออรีน เตรียมได้ในสภาวะที่ไม่รุนแรง และมีความคงตัวจากการเติมประจุบวก ผลที่ได้ นักวิจัยนาโนเทค เผยว่า เป็นสารตั้งต้นเภสัชรังสีที่สามารถเตรียมได้ที่อุณหภูมิห้อง ใช้ความเป็นกรดน้อยลงทำให้สามารถใช้เตรียมสารเภสัชรังสีที่เป็นโปรตีนและเปปไทด์ที่มีโมเลกุลใหญ่ในขั้นตอนเดียว ซึ่งจำเพาะเจาะจงกับเซลล์มะเร็งมากขึ้น สามารถใช้ติดตามโรคต่าง ๆ ได้แม่นยำมากกว่าโมเลกุลขนาดเล็ก ทำให้สามารถตรวจได้ในมะเร็งระยะเริ่มต้น โดยสารเภสัชรังสีที่เป็นอนุพันธ์ของนิวโรเทนซินเปปไทด์ที่เตรียมขึ้นในวิทยานิพนธ์นี้ ได้ผ่านการพิสูจน์แล้วว่าสามารถบ่งชี้ตำแหน่งของเซลล์มะเร็งตับอ่อนในหนูทดลองได้อย่างแม่นยำ จึงสามารถนำไปศึกษาต่อยอดเพื่อใช้เป็นสารเภสัชรังสีสำหรับวินิจฉัยมะเร็งตับอ่อนในมนุษย์ได้ในอนาคต

ปัจจุบันได้จดสิทธิบัตรองค์ความรู้เกี่ยวกับการใช้สารประกอบดังกล่าวเป็นตัวรับฟลูออรีน-18 แล้ว และต่อยอดงานวิจัยไปสู่การเตรียมสารประกอบโบรอนอินทรีย์ที่มีหมู่ BF2 และสามารถให้สัญญาณฟลูออร์เรซเซ็นต์ได้ รวมถึงศึกษาความเป็นไปได้ในการนำมาประยุกต์ใช้เป็นสารเภสัชรังสีที่สามารถให้ 2 สัญญาณการตรวจวัด คือ สัญญาณรังสี และสัญญาณฟลูออร์เรซเซ็นต์ โดยใช้เทคโนโลยีการนำส่งระดับนาโนสำหรับใช้ในการวินิจฉัยโรค รวมถึงเป็นสัญญาณนำทางให้แพทย์สามารถทำการผ่าตัดรักษาได้อย่างแม่นยำมากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ งานวิจัยต่อยอดนี้อยู่ระหว่างการเตรียมทดสอบในหนูทดลอง โดยใช้เซลล์มะเร็งตับ ซึ่งคาดว่าจะใช้เวลา 1 - 2 ปี ในการทดสอบและวิเคราะห์ผล พร้อมชี้ว่า มีโอกาสที่จะพัฒนาไปให้ใช้งานได้จริง แต่ต้องใช้เวลา เนื่องจากเป็นงานวิจัยทางด้านการแพทย์ ต้องมีการทดสอบในสัตว์ทดลองที่ใหญ่ขึ้น และทดสอบทางคลินิกต่อไป แต่หากทำได้สำเร็จ เราจะมีสารเภสัชรังสีของไทยเพื่อใช้เองในประเทศ โดยไม่ต้องพึ่งพาและนำเข้าในที่สุด

ทั้งนี้ งานวิจัยเรื่อง สารประกอบโบรอนอินทรีย์สำหรับการประยุกต์ใช้เป็นตัวรับฟลูออรีน-18 ของ ดร.กันตพัฒน์ จันทร์แสนภักดิ์ นาโนเทค สวทช. ได้รับรางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ รางวัลวิทยานิพนธ์ระดับดีมาก สาขาวิทยาศาสตร์เคมีและเภสัช ประจำปี 2562 จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

ที่มา:สวทช