สยบมะเร็งลุกลาม! นวัตกรรม “ไวรัสอัจฉริยะ” เทคโนโลยีสุดล้ำที่ออกแบบมาเพื่อล่าเซลล์ร้าย

ทราบกันดีว่าโรคมะเร็งจะรักษายากที่สุดเมื่อมะเร็งอยู่ในระยะแพร่กระจาย โดยเฉพาะมะเร็งในช่องท้องอย่างมะเร็งรังไข่ แม้ว่าการรักษาตอนนี้จะก้าวหน้าไปมาก ทั้งในเรื่องของยาเคมีบำบัดและยาพุ่งเป้า แต่ข้อจำกัดสำคัญคือยาเหล่านี้มักไม่สามารถแยกแยะระหว่างเซลล์มะเร็งและเซลล์ปกติได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้เกิดผลข้างเคียงต่อร่างกายผู้ป่วย นอกจากนี้ เซลล์มะเร็งยังมักพัฒนาความสามารถในการดื้อยา ทำให้การรักษาในระยะยาวไม่ได้ผลดีเท่าที่ควร  

งานวิจัยล่าสุดเพิ่งตีพิมพ์ใน Nature Biomedical Engineering โดยนำเสนอแนวคิดการรักษาที่น่าสนใจมากและมีความแม่นยำสูง ด้วยการพัฒนา “ไวรัสอัจฉริยะ” ที่มีชื่อว่า ErbB-OSV ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อออกฤทธิ์และแบ่งตัวเฉพาะในเซลล์มะเร็งที่มีการส่งสัญญาณเติบโตผิดปกติเท่านั้น โดยไม่ทำอันตรายต่อเซลล์ดีรอบข้างเลย

เบื้องหลังแนวคิดของไวรัสนี้คือเทคโนโลยีชีวสังเคราะห์ที่เรียกว่า RASER หรือ Rewiring Aberrant Signaling to Effector Release ซึ่งคล้ายๆกับการเข้าไปปรับแต่งและ "เปลี่ยนสายพ่วงวงจรไฟฟ้า" ภายในเซลล์ โดยปกติแล้ว เซลล์มะเร็งหลายชนิด โดยเฉพาะมะเร็งรังไข่และมะเร็งเต้านม จะมีโปรตีนตัวรับสัญญาณที่ผิวเซลล์ที่ชื่อว่า ErbB หรือที่รู้จักกันดีในนาม HER2 ทำหน้าที่คอยรับคำสั่งให้เซลล์แบ่งตัว แต่ในเซลล์มะเร็ง โปรตีนตัวนี้จะเกิดการกลายพันธุ์หรือมีจำนวนมากเกินไป จนส่งสัญญาณกระตุ้นการเจริญเติบโตอยู่ตลอดเวลา เหมือนสวิตช์ไฟที่เปิดค้างไว้และกำลังลัดวงจร 

นักวิทยาศาสตร์จึงใช้ประโยชน์จากสวิตช์ที่เปิดค้างนี้ โดยการออกแบบระบบโปรตีนสังเคราะห์สองชิ้นที่ทำงานประสานกัน ชิ้นแรกทำหน้าที่เป็นตัวตัดสายพ่วง และอีกชิ้นหนึ่งทำหน้าที่เป็นเสมือนตู้คอนเทนเนอร์ที่เก็บกุญแจในการจำลองตัวเองของไวรัสเอาไว้ โปรตีนทั้งสองนี้จะเข้าไปเกาะติดกับโปรตีน ErbB ที่กำลังทำงานและเมื่อพวกมันถูกดึงเข้ามาอยู่ใกล้กัน สัญญาณจาก ErbB จะกระตุ้นให้โปรตีนชิ้นแรกทำการตัดสายพ่วงเพื่อปล่อยกุญแจสำคัญนั้นออกมา ซึ่งกุญแจที่ว่านี้ก็คือโปรตีนฟอสโฟโปรตีน หรือโปรตีนพี (P protein) ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้เลยในการที่ไวรัสจะใช้เพิ่มจำนวน

ในขั้นตอนการสร้างไวรัสอัจฉริยะนี้ ทีมวิจัยได้เลือกใช้ไวรัส Vesicular Stomatitis Virus หรือ VSV ซึ่งเป็นไวรัสที่ไม่ก่อโรครุนแรงในมนุษย์และมีความสามารถในการขยายพันธุ์และทำลายเซลล์เจ้าบ้านได้อย่างรวดเร็ว โดยนักวิจัยได้นำยีนที่สร้าง P protein ซึ่งจำเป็นในการคัดลอกตัวเองของไวรัสออกไป แล้วใส่ระบบ RASER ที่บรรจุ P protein นี้เข้าไปแทนที่ ส่งผลให้เกิดเงื่อนไขว่า ไวรัสจะสามารถแบ่งตัวและเพิ่มจำนวนได้ก็ต่อเมื่อมันเข้าไปอยู่ในเซลล์ที่มีสัญญาณ ErbB ที่เปิดค้างอยู่เท่านั้น 

ดังนั้น เมื่อไวรัส ErbB-OSV ถูกฉีดเข้าสู่ร่างกายและบังเอิญเข้าไปในเซลล์ปกติของร่างกายที่มีระดับสัญญาณ ErbB ต่ำและเกิดขึ้นเพียงชั่วคราว ระบบ RASER จะไม่ทำงาน P protein จะยังคงถูกตรึงไว้ที่เยื่อหุ้มเซลล์และไม่ถูกปล่อยออกมา ทำให้ไวรัสไม่สามารถจำลองตัวเองได้และจะถูกร่างกายกำจัดไปเองอย่างปลอดภัย แต่ในทางกลับกัน เมื่อไวรัสเดินทางเข้าสู่เซลล์มะเร็งที่มีสัญญาณ ErbB ทำงาน P protein จะถูกปลดปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องและสะสมในปริมาณสูง ส่งผลให้ไวรัสสามารถเริ่มกระบวนการแบ่งตัวและคัดลอกตัวเองได้อย่างรวดเร็วและทวีคูณ จนกระทั่งเซลล์มะเร็งนั้นทนแรงดันไม่ไหวและแตกตัวออกในที่สุด การแตกตัวนี้ไม่เพียงแต่ทำลายเซลล์มะเร็งต้นตอ แต่ยังเป็นการปล่อยกองทัพไวรัสรุ่นใหม่ไปกระจายตัวโจมตีและทำลายเซลล์มะเร็งข้างเคียงที่เหลืออยู่ภายในร่างกายต่อไปเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่

นอกจากความแม่นยำในการทำลายแล้ว คณะวิจัยยังได้ก้าวข้ามอุปสรรคจากระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายมนุษย์ ซึ่งโดยปกติแล้ว เมื่อร่างกายได้รับไวรัสในเข็มแรก ระบบภูมิคุ้มกันจะจดจำและสร้างสารต้านหรือแอนติบอดีขึ้นมาอย่างรวดเร็วเพื่อทำลายไวรัสเหล่านั้น ทำให้เมื่อแพทย์พยายามฉีดไวรัสซ้ำในเข็มต่อ ๆ ไป ไวรัสจะถูกทำลายไปก่อนที่จะเดินทางไปถึงก้อนมะเร็ง 

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมวิจัยได้นำเสนอแนวคิดการรักษาควบคู่กับการใช้ยาแอนติบอดีที่จำเพาะต่อโปรตีน CD20 ซึ่งทำหน้าที่ลดจำนวน B cell เป็นการชั่วคราว เนื่องจาก B cell เป็นเซลล์หลักที่ทำหน้าที่ผลิตแอนติบอดีต้านไวรัส การกดการทำงานชั่วคราวนี้จึงช่วยลดการสร้างแอนติบอดีชนิดใหม่ที่จะมาขัดขวางไวรัส ทำให้แพทย์สามารถฉีดไวรัสเข้าไปทำลายเซลล์มะเร็งซ้ำได้หลายรอบตามแผนการรักษาที่วางไว้ ที่น่าสนใจคือ การลด B cell ชั่วคราวนี้ไม่ได้ทำให้ร่างกายสูญเสียความสามารถในการต่อสู้กับมะเร็ง เพราะระบบภูมิคุ้มกันหลักที่ใช้ในการทำลายเซลล์มะเร็งคือ T cell ซึ่งยังคงทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ยิ่งไปกว่านั้น การลด B cell บางกลุ่มที่เคยทำหน้าที่ขัดขวางการทำงานของ T cell ในการทำลายมะเร็ง อาจช่วยส่งเสริมให้ T cell สามารถระบุและเข้าทำลายเซลล์มะเร็งได้ดียิ่งขึ้นหลังจากที่ไวรัสได้เข้าไปทำลายเซลล์มะเร็งให้แสดงตัวออกมาแล้ว

ผลการทดสอบในสัตว์ทดลองแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพ ในกรณีของมะเร็งรังไข่ระยะเริ่มต้น การรักษาด้วยไวรัสอัจฉริยะนี้เพียงอย่างเดียวสามารถกำจัดเซลล์มะเร็งจนหายขาดได้ทั้งหมด ส่วนในการรักษามะเร็งระยะลุกลาม การใช้ไวรัส ErbB-OSV ร่วมกับยาเคมีบำบัดมาตรฐาน สามารถทำงานประสานกันได้อย่างยอดเยี่ยม โดยช่วยยืดอายุขัยของหนูทดลองได้ยาวนานกว่าการใช้เคมีบำบัดเพียงอย่างเดียวถึงร้อยละ 180 และที่สำคัญคือไม่มีการสะสมของพิษหรือผลข้างเคียงที่รุนแรงเพิ่มขึ้น 

นวัตกรรมไวรัสอัจฉริยะ ErbB-OSV นี้ให้แนวคิดการเปลี่ยนสัญญาณร้ายของมะเร็งให้กลายเป็นตัวจุดชนวนทำลายตัวเองยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับมะเร็งชนิดอื่น ๆ ที่มีกลไกการส่งสัญญาณผิดปกติในรูปแบบที่แตกต่างกันได้อีกด้วย