การใช้นาโนเทคโนโลยีสำหรับการตามล่าหาเชื้อโรคที่ซ่อนอยู่ภายในร่างกาย

คัดมาจาก : http://www.ostc.thaiembdc.org/test2012/stnews_May12_4

ที่มา: Sciencedaily  9 เมษายน 2555
       การคัดแยกจุลินทรีย์ MAP ต้องอาศัยการเก็บรวบรวมจากเซลล์เม็ด เลือดขาวที่ติดเชื้อจากตัวอย่างเลือดโดยผ่านเครื่องหมุนเหวี่ยงหนี ศูนย์ (centrifugation)  แต่สำหรับการวิเคราะห์ด้วยวิธี nPCR โดยตรง  ดีเอ็นเอจะถูกคัดแยกโดยตรงจากเซลล์เม็ดเลือดขาว โดยวิธีการ ทำให้บริสุทธิ์หลายขั้นตอน ก่อนที่จะนำมาเพิ่มจำนวนและทำการ ตรวจวัดโดยวิธี gel electrophoresis  ในขณะที่การเพาะเลี้ยง nPCR การเจริญของ MAP ต้องเลี้ยงในอาหาร เลี้ยงเชื้อชนิดพิเศษเป็น เวลา 12 สัปดาห์ ตามด้วยการคัดแยก ดีเอ็นเอก่อนนำไปทำ nPCR   Hybridizing magnetic relaxation sensors (hMRS) สามารถ ตรวจค้นดีเอ็นเอของ MAP ได้ในตัวอย่างเลือดที่มีน้อยมากๆโดย การเปลี่ยนแปลงสัญญาณแม่เหล็ก (”¤2) ภายใน 1 ชั่วโมง เมื่อ เทียบกับการทำ nPCR โดยตรงที่ใช้ เวลา 24 ชั่วโมง และ 12 สัปดาห์ สำหรับการเพาะเลี้ยง nPCR 
ที่มา: Kaittanis et al.  PLoS ONE, 2012; DOI10.1371/journal.pone.0035326
       กลุ่มนักวิจัยที่ University of Central Florida ได้พัฒนา วิธีการใหม่ที่ทำให้แพทย์สามารถตรวจหาเชื้อโรคที่เกี่ยวข้องกับโรค ลำไส้อักเสบเรื้อรัง (inflammatory bowel disease) รวมทั้งโรค ลำไส้อักเสบเรื้อรัง (Crohn’s disease) ได้อย่างรวดเร็วและว่องไว มากยิ่งขึ้น
 
       วิธีการใหม่นี้ใช้อนุภาคนาโนสำหรับการตรวจ หาจุลินทรีย์ ชนิดอื่นๆ และเป็นความท้าทายของนักวิทยาศาสตร์มาหลาย ศตวรรษแล้ว เนื่องจากเชื้อจุลินทรีย์เหล่านี้จะซ่อนอยู่ลึกภายใน เนื้อเยื่อของมนุษย์ และสามารถที่จะปรับเปลี่ยนการทำงานของ เซลล์ เพื่อให้จุลินทรีย์เหล่านี้สามารถหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกัน ของร่างกายสิ่งมีชีวิตที่มันอาศัยอยู่ได้
 
       จุลินทรีย์จะปรากฏตัวขึ้นในอีกหลายปีต่อมา และสามารถ กลายเป็นต้นเหตุของปัญหาสุขภาพที่รุนแรงต่างๆได้ ดังเช่นกรณี ของวัณโรค (tuberculosis)  วิธีการตรวจสอบที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เพื่อค้นหาเชื้อจุลินทรีย์ที่ซ่อนอยู่ ต้องใช้เวลานานในการตรวจ วัดผลและบ่อยครั้งที่การรักษาที่มีประสิทธิภาพล่าช้าออกไปเป็นหลายสัปดาห์ หรือแม้กระทั่งหลายเดือน
 
       ศาสตราจารย์ Saleh Naser และผู้ช่วยศาสตราจารย์ J. Manuel Perez และทีมนักวิจัยจาก University of Central Florida (UCF) ได้พัฒนาวิธีการตรวจหาเชื้อโรคโดยการใช้อนุภาคนาโนเคลือบกับ DNA marker ที่มีความจำเพาะกับเชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคที่หลบซ่อนอยู่  โดยวิธีการที่คิดค้นใหม่นี้มีประสิทธิภาพ และความถูกต้องมากกว่าวิธีการตรวจหาเชื้อโรคอื่นๆที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน แม้กระทั่งมีจำนวนเชื้อโรคอยู่น้อยก็ตาม  ที่สำคัญมากกว่า นั้นคือ วิธีการใหม่นี้ใช้เวลาในการตรวจหาเชื้อโรคได้ในเวลาไม่กี่ ชั่วโมง  เพื่อนำผลที่ได้ไปส่งให้กับแพทย์เพื่อทำการรักษาผู้ป่วย ได้อย่างรวดเร็วมากยิ่งขึ้น
 
       งานวิจัยนี้ได้ตีพิมพ์อยู่ในนิตยสาร PLoS ONE
 
       ทีมนักวิจัยได้สร้าง hybridizing magnetic relaxation nanosensors (hMRS) ที่สามารถล้วงและค้นหาสิ่งที่มีปริมาณ ของ DNA น้อยมากๆจากเชื้อโรคที่ซ่อนอยู่ภายในเซลล์ของผู้ป่วย  hMRS  มีลักษณะคล้ายเส้นผมที่บางมากประกอบด้วยพอลิเมอร์ที่ ห่อหุ้มด้วยอนุภาคนาโนของเหล็กออกไซด์ (iron oxide nanoparticle) และการปรับแต่งทางเคมีเพื่อให้มีความจำเพาะเจาะจงกับ การจับกับ DNA maker ที่มีความพิเศษกับเชื้อโรคชนิดนั้นๆ
 
       เมื่อ hMRS จับกับดีเอ็นเอของเชื้อโรคชนิดนั้นๆ สัญญาณ ของคลื่นแม่เหล็กก็จะถูกตรวจจับได้  โดยการขยายสัญญาณโดย โมเลกุลของน้ำที่อยู่รอบอนุภาคนาโน  จากนั้นเราสามารถอ่านการ เปลี่ยนแปลงของสัญญาณคลื่นแม่เหล็กได้บนหน้าจอคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น smartphone  เพื่อที่จะระบุว่าตัวอย่างที่นำมาวัดนั้นติดเชื้อโรคหรือไม่ 
 
       คณะนักวิจัยได้ใช้ Mycobacterium avium spp. Paratuberculosis (MAP) ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่ทำให้ก่อโรคท้องร่วง เรื้อรัง (Johne’s disease) ในปศุสัตว์ และโรคลำไส้อักเสบเรื้อรัง (Crohn’s disease) ในมนุษย์ เพื่อทดสอบวิธีการของพวกเขา  คณะ นักวิจัยได้ใช้เลือดและการตัดเนื้อเยื่อตัวอย่างจำนวนมากจากผู้ป่วย ที่เป็นโรคลำไส้อักเสบเรื้อรัง และตัวอย่างเนื้อจากปศุสัตว์ที่เป็นโรค ท้องร่วงเรื้อรัง
Perez กล่าวว่า เครื่องมือนี้ทำให้การรักษาทางการแพทย์ สามารถทำได้ง่ายและมีความน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น ทำให้เข้าใจการ แพร่กระจายของโรคได้ดียิ่งขึ้น ส่งผลให้การรักษาผู้ป่วยทำได้อย่าง รวดเร็วยิ่งขึ้น  นี่ก็คือจุดประสงค์ของ Perez และที่จริงแล้วความรู้ นาโนเทคโนโลยียังสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อีกมากโดยเฉพาะ อย่างยิ่ง เมื่อเทคโนโลยีนั้นได้รับการตรวจสอบให้ใช้ในการรักษา อาหาร และสิ่งแวดล้อม ดังเช่นการทดลองของ Perez และคณะ
 
       งานวิจัยนี้ได้รับงบประมาณสนับสนุนจาก National Institute of General Medical Science (NIGMS) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ National Institutes of Health  ซึ่ง NIFMS ได้กล่าวว่างานวิจัยนี้สามารถใช้เป็นพื้นฐานของการพัฒนาทางการแพทย์ในอนาคต
 
       Janna Wehrle, Ph.D. จาก NIGMS กล่าวว่า เมื่อปีที่แล้วทีมของ ดร. Perez ได้ค้นพบสิ่งที่ไม่คาดคิด นั่นก็คือ คุณสมบัติการจับ DNA ของเครื่อง magnetic nanosensors  และในวันนี้พวกเขาแสดงให้เห็นว่ามันอาจกลายมาเป็นพื้นฐาน สำหรับการทดสอบในระดับห้องปฏิบัติการที่มีความรวดเร็วว่องไวต่อการตอบสนอง สำหรับเชื้อแบคทีเรียและเชื้อไวรัสที่ยากต่อการวัดในตัวอย่างจากผู้ป่วย  และนี่คือตัวอย่างที่ดีของความก้าวหน้า ที่สามารถนำงานวิจัยไปสู่การรักษาทางการแพทย์ที่สำคัญได้อย่างรวดเร็ว
 
       Charalambos Kaittanis จบการศึกษาระดับปริญา เอกจาก UCF เคยทำงานเป็นผู้ช่วยงานวิจัยในระดับปริญญา เอกภายใต้การดูแลของ ดร. Perez เป็นผู้นำของงานวิจัยชิ้นนี้  ปัจจุบัน Kaittanis เป็นนักวิจัยภายใต้สังกัดหน่วยงาน Memorial Sloan-Kettering Cancer Center

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s