สารประกอบตระกูลใหม่แสดงให้เห็นถึงอนาคตที่สดใสในการรักษาพยาธิ

ทีมนักวิจัยนานาชาติที่นำโดยมหาวิทยาลัยโตรอนโตได้ค้นพบสารประกอบจากธรรมชาติกลุ่มหนึ่งที่มีศักยภาพในการสร้างวิธีการรักษาพยาธิตัวกลมแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น สารประกอบเหล่านี้จะขัดขวางกระบวนการเผาผลาญเฉพาะที่พยาธิใช้ในการดำรงชีวิตในลำไส้ของมนุษย์

พยาธิที่แพร่ระบาดในดินสร้างความเสียหายอย่างมากในประเทศกำลังพัฒนาในเขตร้อน การติดเชื้อปรสิตเหล่านี้ทำให้เกิดอาการไม่สบาย อ่อนแอ ขาดสารอาหาร และอาการอื่นๆ ที่ร้ายแรง และอาจทำให้เด็กพิการแต่กำเนิดและเจริญเติบโตได้ไม่ดี

พยาธิที่แพร่ระบาดในดินทำให้ผู้คนทั่วโลกติดเชื้อมากกว่า 1 พันล้านคน โดยส่วนใหญ่อยู่ในชุมชนยากจนในประเทศกำลังพัฒนาที่ขาดระบบสุขภาพและสุขอนามัยที่ครอบคลุม พยาธิเหล่านี้เริ่มอ่อนไหวต่อยาถ่ายพยาธิที่มีอยู่น้อยชิ้นลง ดังนั้น จำเป็นต้องค้นหาสารประกอบใหม่ๆ อย่างเร่งด่วน

เทย์เลอร์ เดวี ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาและนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research ที่มหาวิทยาลัยโตรอนโต

การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารNature Communicationsวัน นี้

พยาธิปรสิตหลายสายพันธุ์ใช้ชีวิตส่วนใหญ่อยู่ในร่างกายของมนุษย์ เพื่อปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมในลำไส้ โดยเฉพาะเมื่อขาดออกซิเจน พยาธิจะเปลี่ยนไปใช้วิธีเผาผลาญที่อาศัยโมเลกุลที่เรียกว่าโรโดควิโนน (RQ)

ปรสิตสามารถมีชีวิตอยู่รอดภายในร่างกายของมนุษย์ได้เป็นเวลาหลายเดือนด้วยกระบวนการเผาผลาญที่ขึ้นอยู่กับ RQ

ทีมวิจัยได้ตัดสินใจกำหนดเป้าหมายไปที่กระบวนการเผาผลาญแบบปรับตัวของพยาธิตัวกลม เนื่องจาก RQ มีอยู่เฉพาะในระบบของปรสิตเท่านั้น มนุษย์ไม่ได้ผลิตหรือใช้ RQ ดังนั้น สารประกอบที่สามารถควบคุมการผลิตหรือกิจกรรมของโมเลกุลนี้จะฆ่าปรสิตได้อย่างเลือกสรรโดยไม่เป็นอันตรายต่อโฮสต์ที่เป็นมนุษย์

นักวิจัยคัดกรองสารประกอบธรรมชาติที่แยกได้จากพืช เชื้อรา และแบคทีเรียในสิ่งมีชีวิตจำลอง C. elegans แม้ว่าจะไม่ใช่ปรสิต แต่หนอนชนิดนี้ยังต้องอาศัย RQ เพื่อการเผาผลาญเมื่อไม่มีออกซิเจน

“นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถค้นหายาที่มุ่งเป้าไปที่การเผาผลาญที่ผิดปกติของปรสิตเหล่านี้โดยเฉพาะ” แอนดรูว์ เฟรเซอร์ หัวหน้าผู้วิจัยของการศึกษานี้และศาสตราจารย์ด้านพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุลที่ Donnelly Center และ Temerty School of Medicine กล่าว

"การคัดกรองนี้เป็นไปได้ด้วยความก้าวหน้าล่าสุดของกลุ่มของเราและกลุ่มอื่นๆ ในการใช้ C. elegans เพื่อศึกษากระบวนการเผาผลาญที่ขึ้นอยู่กับ RQ เช่นเดียวกับความร่วมมือของเรากับ RIKEN ซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของญี่ปุ่น เราได้คัดกรองสารประกอบธรรมชาติที่น่าทึ่งจำนวน 25,000 ชนิดจากหน่วยงานดังกล่าว ซึ่งนำไปสู่การค้นพบสารประกอบเบนซิมิดาโซลกลุ่มหนึ่งที่สามารถฆ่าพยาธิที่ขึ้นอยู่กับกระบวนการเผาผลาญประเภทนี้"

นักวิจัยกำลังเสนอให้ใช้หลายโดสของสารประกอบที่เพิ่งค้นพบใหม่ในการรักษาพยาธิ แม้ว่าการรักษาครั้งเดียวจะสะดวกกว่าสำหรับโปรแกรมการรักษาด้วยยาแบบกลุ่ม แต่โปรแกรมการรักษาที่ยาวนานกว่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการกำจัดพยาธิ

“เรารู้สึกพอใจมากกับผลลัพธ์ของการศึกษาที่เราใช้ห้องสมุดของเรา” ฮิโรยูกิ โอซาดะ ศาสตราจารย์ด้านเภสัชศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยชิซูโอกะและผู้อำนวยการกลุ่มชีววิทยาเคมีที่ศูนย์ทรัพยากรที่ยั่งยืน RIKEN กล่าว

“การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงพลังของแนวทางการคัดกรอง ซึ่งช่วยให้นักวิจัยสามารถคัดกรองโมเลกุลจำนวนมากภายในกลุ่มผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่มีความเข้มข้นได้ การคัดกรองนั้นมีประสิทธิภาพมาก ซึ่งถือเป็นกุญแจสำคัญในการตอบคำถามการวิจัยเร่งด่วนที่มีความสำคัญระดับโลกเช่นนี้”

ขั้นตอนต่อไปของทีมวิจัย ได้แก่ การปรับปรุงสารยับยั้งประเภทใหม่โดยการทดสอบในร่างกายเพิ่มเติมโดยใช้หนอนปรสิต ซึ่งจะดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการของ Kaiser ที่มหาวิทยาลัยบาเซิลในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และค้นหาสารประกอบที่สามารถยับยั้ง RQ ต่อไป

เฟรเซอร์กล่าวว่า “การศึกษานี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น เราพบสารประกอบที่มีฤทธิ์แรงอีกหลายชนิดที่ส่งผลต่อกระบวนการเผาผลาญนี้ รวมถึงสารประกอบที่ขัดขวางความสามารถในการผลิต RQ ของพยาธิเป็นครั้งแรก เราหวังว่าผลการทดสอบของเราจะช่วยพัฒนายาที่ใช้รักษาเชื้อก่อโรคที่สำคัญทั่วโลก”

งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนจากสถาบันสุขภาพแห่งแคนาดาและองค์กรชีววิทยาโมเลกุลแห่งยุโรป