"วัคซีนนาโนแบบกิน" ความหวังใหม่ พิชิตโรคลำไส้ใหญ่อักเสบ

ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ได้โพสต์เฟซบุ๊ก Anan Jongkaewwattana โดยระบุว่า

"วัคซีนนาโนแบบกิน" ความหวังใหม่ พิชิตโรคลำไส้ใหญ่อักเสบ

โรคลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังชนิดเป็นแผล (Ulcerative Colitis หรือ UC) มีอุบัติการณ์เพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ โรคนี้จัดอยู่ในกลุ่มโรคแพ้ภูมิตัวเอง ซึ่งเกิดจากการที่ระบบภูมิคุ้มกันทำงานผิดปกติจนไปทำลายเยื่อบุลำไส้ ทำให้เกิดการอักเสบเรื้อรัง แม้ว่าในทางการแพทย์จะมีแนวทางการรักษาอยู่หลายวิธี แต่ส่วนใหญ่มักเป็นการรักษาตามอาการ เช่น การใช้ยาต้านการอักเสบเพื่อบรรเทาความเจ็บปวด ซึ่งไม่สามารถรักษาโรคให้หายขาดได้จริง อีกทั้งผู้ป่วยยังต้องเผชิญกับปัญหาการกำเริบของโรคซ้ำๆ รวมถึงภาวะแทรกซ้อน เช่น ความเครียดและซึมเศร้า ที่เกิดจากความเจ็บป่วยเรื้อรังนี้ 

ดังนั้น การค้นหาวิธีการรักษาที่สามารถจัดการกับพยาธิสภาพที่ซับซ้อนของโรค ทั้งในแง่ของความผิดปกติของเกราะป้องกันในลำไส้ ความไม่สมดุลของภูมิคุ้มกัน และความแปรปรวนของจุลินทรีย์ในลำไส้ จึงเป็นโจทย์ที่ท้าทายและสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวงการแพทย์  จึงมีแนวคิดที่น่าสนใจว่า จะเป็นไปได้หรือไม่ที่จะพัฒนานวัตกรรมยาในรูปแบบ "วัคซีนเพื่อการรักษา" ที่สามารถบริหารยาผ่านการกิน แต่สามารถออกฤทธิ์จำเพาะเจาะจงในบริเวณลำไส้ใหญ่ที่มีการอักเสบ เพื่อฟื้นฟู "ความทนทานทางภูมิคุ้มกัน" (Immune Tolerance) ให้กลับมาเป็นปกติ 

สมมติฐานหลักของงานวิจัยนี้คือ การออกแบบอนุภาคนาโนที่สามารถนำส่งยาไปยังเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ และสามารถดักจับแอนติเจนในลำไส้เพื่อนำเสนอต่อระบบภูมิคุ้มกัน จะช่วยปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมจากที่เต็มไปด้วยการอักเสบ ให้กลับสู่สภาวะสมดุล ซึ่งไม่เพียงแต่จะช่วยลดการอักเสบ แต่ยังช่วยสร้างความจำของระบบภูมิคุ้มกันเพื่อป้องกันการกลับมาเป็นซ้ำได้อีกด้วย

ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

ทีมวิจัยได้พัฒนาวัคซีนนาโนชนิดรับประทานในชื่อ "MRA@RP" ซึ่งเปรียบเสมือนแคปซูลอัจฉริยะที่ได้รับการออกแบบโครงสร้างทางวิศวกรรมระดับนาโน โดยแกนกลางของวัคซีนประกอบด้วยอนุภาคซิลิกาที่มีรูพรุนจำนวนมาก ทำหน้าที่เป็นพาหนะบรรจุยาสำคัญสองชนิดที่มีคุณสมบัติส่งเสริมซึ่งกันและกัน ได้แก่ "เรอิน" (Rhein) ซึ่งเป็นสารสกัดจากธรรมชาติที่มีฤทธิ์โดดเด่นในการยับยั้งสารสื่อการอักเสบและต้านอนุมูลอิสระ และ "กรดเรติโนอิก" (All-trans Retinoic Acid หรือ ATRA) ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของวิตามินเอที่มีบทบาทสำคัญในการควบคุมและปรับสมดุลระบบภูมิคุ้มกัน แต่โดยปกติมักเสื่อมสภาพง่ายและดูดซึมได้ยาก การบรรจุยาในอนุภาคนาโนจึงช่วยแก้ปัญหาความไม่เสถียรของตัวยาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความน่าสนใจของการออกแบบยังอยู่ที่การนำ "เพกติน" มาเคลือบผิวชั้นนอกของอนุภาคนาโน ซึ่งทำหน้าที่เสมือนเกราะป้องกันอันแข็งแกร่ง ช่วยให้วัคซีนสามารถเดินทางผ่านสภาพความเป็นกรดที่รุนแรงในกระเพาะอาหารและเอนไซม์ในลำไส้เล็กไปได้โดยไม่ถูกทำลาย เมื่อวัคซีนเดินทางไปถึงเป้าหมายคือลำไส้ใหญ่ แบคทีเรียประจำถิ่นในบริเวณนั้นจะทำการย่อยสลายเปลือกเพกตินออก แสดงให้เห็นส่วนแกนกลางที่มีการติดฉลากด้วยเปปไทด์ชนิดพิเศษที่เรียกว่า RGD (Arg-Gly-Asp peptide) เปปไทด์นี้ทำหน้าที่เปรียบเสมือนระบบนำวิถีที่แม่นยำ 

โดยจะเข้าจับกับตัวรับบนผิวของเซลล์เยื่อบุลำไส้ที่กำลังอักเสบและเซลล์ภูมิคุ้มกันชนิดแมคโครฟาจได้อย่างจำเพาะเจาะจง ทำให้ยาสามารถเข้าสู่เซลล์เป้าหมายได้โดยตรงและมีประสิทธิภาพสูงสุด กระบวนการทดสอบประสิทธิภาพของยานี้ดำเนินการอย่างครอบคลุมในหนูทดลองที่ถูกกระตุ้นให้เกิดโรคลำไส้ใหญ่อักเสบ ทั้งในระยะเฉียบพลันและระยะเรื้อรัง โดยคณะผู้วิจัยได้ติดตามผลการรักษาอย่างละเอียด ทั้งการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ การวิเคราะห์ระดับเซลล์ภูมิคุ้มกัน และการสังเกตพฤติกรรมของสัตว์ทดลองเพื่อประเมินผลกระทบทางระบบประสาท

ผลการทดลองพบว่า MRA@RP สามารถเดินทางผ่านระบบทางเดินอาหารและไปสะสมตัวอย่างหนาแน่นในบริเวณเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่ที่มีการอักเสบ กลไกการออกฤทธิ์ที่สำคัญคือการปลดปล่อยตัวยาแบบเป็นลำดับขั้นตอน (Sequential Release) โดยตัวยาเรอินจะถูกปลดปล่อยออกมาเป็นด่านหน้าเพื่อทำหน้าที่ "ล้างบาง" การอักเสบ โดยการลดระดับสารไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบและกำจัดอนุมูลอิสระ ซึ่งเป็นการปรับสภาพแวดล้อมในลำไส้จากสภาวะวิกฤตให้เข้าสู่สภาวะที่สงบลง เมื่อสภาพแวดล้อมเหมาะสมแล้ว กรดเรติโนอิกจึงจะถูกปลดปล่อยออกมาเพื่อทำหน้าที่ "ผู้บัญชาการ" ในการปรับสมดุลของ T cells โดยสั่งการให้ลดจำนวนเซลล์ที่กระตุ้นการอักเสบลง และเร่งสร้า Tregs ที่ช่วยระงับภูมิคุ้มกันให้เพิ่มมากขึ้น ซึ่งกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่อสภาพแวดล้อมมีการอักเสบลดลงแล้วเท่านั้น

นอกจากนี้ผลการวิจัยยังชี้ให้เห็นถึงคุณสมบัติความเป็น "วัคซีน" ของอนุภาคนาโนนี้ โดยตัวอนุภาคสามารถดูดซับโปรตีนและแอนติเจนในบริเวณลำไส้ เพื่อนำเสนอต่อระบบภูมิคุ้มกัน กระตุ้นให้เกิดการสร้างความจำของระบบภูมิคุ้มกันผ่านบีเซลล์ (B cell memory) และส่งเสริมการผลิตแอนติบอดีชนิด IgA ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการกำจัดเชื้อโรคที่รุกรานและป้องกันการติดเชื้อซ้ำในระยะยาว นอกจากผลโดยตรงต่อระบบภูมิคุ้มกันแล้ว การรักษานี้ยังส่งผลดีอย่างมีนัยสำคัญต่อระบบนิเวศในลำไส้ โดยช่วยฟื้นฟูประชากรแบคทีเรียชนิดดี เช่น Akkermansia ให้เพิ่มจำนวนขึ้น และลดจำนวนแบคทีเรียก่อโรคลง ความสมดุลของจุลินทรีย์ที่กลับคืนมานี้ส่งผลต่อเนื่องไปยังสมองผ่านแกนเชื่อมโยงระหว่างลำไส้และสมอง  ทำให้หนูทดลองมีพฤติกรรมที่บ่งชี้ถึงภาวะซึมเศร้าและความวิตกกังวลลดลงอย่างเห็นได้ชัด แสดงให้เห็นว่า MRA@RP ไม่เพียงรักษาแผลกายในลำไส้ แต่ยังช่วยเยียวยาความผิดปกติทางจิตใจที่เกิดจากโรคเรื้อรังนี้ได้อีกด้วย

โดยสรุป งานวิจัยนี้เปิดมิติใหม่ของการรักษาโรคแพ้ภูมิตัวเอง การพัฒนา MRA@RP พิสูจน์ให้เห็นว่าการใช้วัคซีนนาโนเพื่อการรักษาแบบมุ่งเป้า ไม่เพียงแต่ช่วยบรรเทาอาการอักเสบของลำไส้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังสามารถแก้ไขปัญหาที่ต้นเหตุด้วยการฟื้นฟูระบบภูมิคุ้มกันและปรับสมดุลจุลินทรีย์ในลำไส้ นวัตกรรมนี้จึงถือเป็นก้าวสำคัญที่อาจนำไปสู่การพัฒนาวิธีรักษาโรคลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังและโรคภูมิคุ้มกันอื่นๆ ในมนุษย์ให้หายขาดได้ในอนาคต แทนที่การรักษาตามอาการแบบเดิมที่เคยเป็นมา