ความท้าทายในการพัฒนาเทคโนโลยีหรือองค์ความรู้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการตรวจวินิจฉัยหรือรักษาโรคให้ดียิ่งขึ้น นับเป็นโจทย์ที่นักวิจัยทั่วโลกต้องการทำเพื่อยกระดับสาธารณสุขและคุณภาพชีวิตประชาชน NANOTEC Newsletter ฉบับนี้ พาไปคุยกับ “ดร. ยุ้ย – ณัฏฐิกา แสงกฤช” หัวหน้าทีมวิจัยเวชศาสตร์นาโน กลุ่มวิจัยการห่อหุ้มระดับนาโน ถึงการก้าวข้ามความท้าทายการรักษาโรคมะเร็งสมองด้วยนาโนเทคโนโลยี พัฒนา“ระบบนำส่งยาเพื่อการรักษาและการวินิจฉัยมะเร็งสมอง” โดยร่วมกับศิริราชออกแบบอนุภาคนำส่งยาแบบมุ่งเป้าข้ามผ่าน “BBB หรือตัวกรองกั้นระหว่างเลือดและสมอง” อุปสรรคสำคัญของการรักษา ผลในสัตว์ทดลองได้ผลดี เป็นโอกาสสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาโรคมะเร็งในระบบประสาทส่วนกลาง และยังสามารถต่อยอดประยุกต์ใช้กับเปลี่ยนยา โมเลกุลมุ่งเป้า หรือสารทึบรังสี เพื่อให้เหมาะสมกับการรักษาโรคมะเร็งชนิดอื่น ๆ รวมถึงโรคทางสมอง อาทิ พาร์กินสัน อัลไซเมอร์ได้อีกด้วย
ดร. ณัฏฐิกา แสงกฤช หัวหน้าทีมวิจัยเวชศาสตร์นาโน กลุ่มวิจัยการห่อหุ้มระดับนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) กล่าวว่า การค้นคว้าหาวิธีการและยารักษาโรคที่ดีขึ้นเพื่อวินิจฉัยและรักษาโรคมะเร็งสมอง ซึ่งเป็นหนึ่งในมะเร็งในระบบประสาทส่วนกลางนับเป็นความท้าทายของนักวิจัยทั่วโลก เนื่องจากอุปสรรคสำคัญในการส่งผ่านยารักษาเข้าสู่เซลล์สมอง ทีมวิจัยนาโนเทค จึงร่วมกับคณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล โดย รศ. นพ. สิทธิ์ สาธรสุเมธี ภายใต้โครงการศูนย์เครือข่ายการวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยี (Research Network of NANOTEC : RNN) พัฒนา “ระบบนำส่งยาแบบแม่นยำเพื่อการรักษาโรคมะเร็งระบบประสาทส่วนกลาง”
ปัญหาหนึ่งในการรักษาโรคมะเร็งสมองคือ กว่า 95% ของยาที่ใช้อยู่ในปัจจุบันนั้นไม่สามารถที่จะผ่านเข้าไปรักษาโรคในสมองได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากในสมองนั้นมีโครงสร้างตัวกรองกั้นระหว่างเลือดและสมอง หรือ BBB (blood-brain barrier) ที่บุและห่อหุ้มหลอดเลือดทุกเส้นในสมอง ซึ่งเป็นตัวการสำคัญที่ขัดขวางไม่ให้ยารักษาโรคทางสมองเข้าถึงเซลล์สมองส่วนที่เป็นโรคด้วยเช่นกัน
“งานวิจัยนี้ต้องการใช้ประโยชน์ของนาโนเทคโนโลยีในการพัฒนาระบบนำส่งยาเพื่อการรักษาและการวินิจฉัยมะเร็งสมองโดยสามารถข้ามผ่าน BBB โดยได้ออกแบบอนุภาคเพื่อการนำส่งแบบมุ่งเป้า ซึ่งนำเข้าสู่ร่างกายโดยการบริหารยาผ่านเส้นเลือดดำ (intravenous administration) เพื่อให้ยาเข้าสู่บริเวณเป้าหมายคือสมองโดยข้ามผ่าน BBB สำหรับการบำบัดโรคมะเร็งสมองระบบประสาทส่วนกลาง ได้แก่ Primary central nervous system lymphoma (PCNSL) ซึ่งเป็นมะเร็งที่ยังไม่มีความเข้าใจมากนักเกี่ยวกับระบบการวินิจฉัยและรักษา” ดร. ณัฏฐิกากล่าว
ทีมวิจัยนาโนเทคได้ออกแบบและสังเคราะห์อนุภาคนาโนเพื่อใช้ในการตรวจวินิจฉัยพร้อมรักษาสำหรับ PCNSL ประกอบด้วยอนุภาคนาโนลิโปโซมที่บรรจุสารทึบรังสี superparamagnetic nanoparticles (SPIONs) สำหรับติดตามเซลล์เป้าหมาย ที่ทำงานร่วมกับแอนติบอดีเพื่อการรักษาชื่อ Rituximab (RTX) สำหรับการกำหนดเป้าหมายและการรักษาที่เฉพาะเจาะจง และมีสารลดแรงตึงผิวเพื่อช่วยให้ระบบนำส่งนี้ข้ามผ่าน BBB ได้
จากการประเมินประสิทธิภาพของอนุภาคดังกล่าวพบว่า อนุภาคสามารถข้ามผ่าน BBB ได้จริง มีความจำเพาะในการจับและเข้าเซลล์มะเร็งต่อมน้ำเหลือง สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของ RTX ในการยับยั้งเซลล์มะเร็งแบบ apoptosis ในหลอดทดลองได้และมีผลต่อการยับยั้งเซลล์มะเร็งที่อยู่ภายใต้ BBB ที่จำลองขึ้นในหลอดทดลองดังกล่าว
ดร. ณัฏฐิกาเผยว่า ทีมวิจัยยังได้ร่วมกับ รศ. นพ. สิทธิ์ สาธรสุเมธี ศูนย์ความเป็นเลิศด้านวิจัยเวชศาสตร์นาโนวินิจฉัยพร้อมรักษา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล ศึกษาเบื้องต้นในระดับ pre-clinical เพื่อยืนยันความสามารถในการวินิจฉัยแบบจำเพาะกับมะเร็งสมองในหนูทดลองที่มีอาการโรค โดยทำซีโนกราฟท์ (xenograft) มะเร็งต่อมน้ำเหลืองของมนุษย์ในสมองหนูพร่องระบบภูมิคุ้มกันบกพร่อง แล้วฉีดอนุภาคผ่านหลอดเลือดดำที่หาง เพื่อวิเคราะห์ MRI พบสัญญาณของ MRI ชัดเจนที่บริเวณเป้าหมายในสมองหนูทดลอง
หลังจากที่ยืนยันคุณสมบัติของอนุภาคที่ออกแบบเพื่อการบำบัดพร้อมวินิจฉัยแล้วนั้น อนุภาคได้ถูกนำมาทดสอบประสิทธิภาพในการรักษาโรค PCNSL ต่อ โดยได้สังเคราะห์อนุภาคลิโปโซมที่ติดโมเลกุลยา RTX ไว้ที่ผิวของอนุภาค (Lip/RTX) ซึ่งเป็นแบบ therapeutic เพื่อทดสอบในหนูทดลองที่ทำการเหนี่ยวนำให้เกิดโรค PCNSL ผลพบว่า อนุภาคลิโปโซมที่ติดโมเลกุลยา RTX ไว้ สามารถเพิ่มระยะรอดชีพที่ของหนูที่เป็น PCNSL ได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเทียบกับกลุ่มที่รับด้วยยาหลอกหรือยา RTX ปกติ แสดงให้เห็นว่า ยาถูกนำส่งและข้ามผ่าน BBB ได้ สอดคล้องกับผลจากการทดสอบ in vitro BBB model
“จากผลการทดลองดังกล่าวแสดงให้เห็นว่า ระบบส่งนาโนชนิดใหม่นี้มีศักยภาพสูง สำหรับการพัฒนาต่อยอดทางคลินิก เพื่อใช้ในผู้ป่วยมะเร็งต่อมน้ำเหลืองในระบบประสาทส่วนกลางปฐมภูมิ นอกจากนี้แล้วอนุภาคที่ออกแบบนี้ยังสามารถนำปรับใช้กับการรักษาโรคความบกพร่องทางสมอง ชนิดอื่น ๆ ได้ด้วย โดยสามารถปรับเปลี่ยนยา โมเลกุลมุ่งเป้า หรือสารทึบรังสี เพื่อให้เหมาะสมกับการรักษาโรคตามต้องการได้ นอกจากนี้องค์ความรู้ที่ได้ ทีมวิจัยได้นำไปต่อยอดให้การออกแบบระบบนำส่งชนิดอื่นๆ นอกเหนือจากลิโปโซม ได้แก่ Nano-structured lipid carrier (NLC) เพื่อการกักเก็บ phytochemical drug และ chitosan coated selenium nanoparticle ซึ่งเป็น therapeutic agent เพื่อการรักษามะเร็ง เพื่อการรักษามะเร็งสมอง glioblastoma ด้วย” นักวิจัยนาโนเทคชี้
งานวิจัยเรื่อง “ระบบนำส่งยาแบบแม่นยำเพื่อการรักษาโรคมะเร็งระบบประสาทส่วนกลาง” ได้รับรางวัลการวิจัยแห่งชาติฯ ประจำปี 2567 ในรางวัลผลงานวิจัยระดับดีมาก ภายในงาน “วันนักประดิษฐ์” ประจำปี 2567 (Thailand Inventors’ Day 2024) จัดโดย สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) รวมถึงสามารถสร้างผลงานตีพิมพ์ระดับนานาชาติ 4 ฉบับและทรัพย์สินทางปัญญา 1 ฉบับ พร้อมแสดงศักยภาพของระบบนำส่งยานาโนชนิดใหม่ในการสำหรับการพัฒนาต่อยอดทางคลินิก เพื่อใช้ในผู้ป่วยมะเร็งต่อมน้ำเหลืองในระบบประสาทส่วนกลางปฐมภูมิ และโรคความบกพร่องทางสมอง (neurodegenerative disease) ชนิดอื่น ๆ ได้ อีกทั้งยังสามารถปรับเปลี่ยนยา โมเลกุลมุ่งเป้า หรือสารทึบรังสี เพื่อให้เหมาะสมกับการรักษาโรคมะเร็งชนิดอื่น ๆ ได้อีกด้วย
ดร. ณัฏฐิกาคาดหวังว่า งานวิจัยในครั้งนี้จะสามารถส่งเสริมให้เกิดวิธีใหม่ในการวินิจฉัยและการรักษาโรคมะเร็งสมองที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพแก่ประชาชนทั่วไปได้ ในขณะเดียวกัน ก็เชื่อว่า จะสามารถต่อยอดไปสู่ผลิตภัณฑ์สำหรับบำรุงสมองที่ต้องการให้สารสำคัญผ่าน BBB ได้ดีมากขึ้น
