ความท้าทายของการพัฒนายารักษาวัณโรค คือการดื้อยาของเชื้อแบคทีเรียต้นเหตุในการก่อโรค และโอกาสในการติดเชื้อยังเกิดได้จากการติดต่อทางลมหายใจ เนื่องจากเชื้อโรคนี้สามารถแพร่กระจายในอากาศ นักวิทยาศาสตร์จึงต้องพัฒนายาใหม่ๆ เพื่อต่อสู้กับโรคทางเดินหายใจนี้

สำหรับยารักษาวัณโรคเป็นกลุ่มยาที่มีเป้าหมายในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรีย “ไมโคแบคทีเรียม ทูเบอร์คูโลซิส” หรือ M. tuberculosis ซึ่งเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้มักก่อให้เกิดการติดเชื้อที่ปอด

นักวิจัยไทยอีกท่านที่มีความพยายามในการพัฒนายารักษาวัณโรค คือ รศ.ดร.พรพรรณ พึ่งโพธิ์ อาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ซึ่งมีความร่วมมือกับ ศ.เจมส์ สเปนเซอร์ (Prof. James Spencer) จากมหาวิทยาลัยบริสตอล ประเทศอังกฤษ ได้ศึกษาค้นคว้าสารยับยั้งเอนไซม์อีโนอิล-เอซิลแคร์ริเออร์โปรตีนรีดัคเตส (enoyl-acyl carrier protein reductase) หรือเอนไซม์ InhA ซึ่งเป็นเอนไซม์สำคัญที่แบคทีเรีย M. tuberculosis ใช้สังเคราะห์กรดมัยโคลิก (mycolic acid) ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์

โครงสร้างสามมิติของเอนไซม์ InhA จาก M. tuberculosis (PDB code 7E48)

กลุ่มวิจัยของ ดร.พรพรรณ ได้ศึกษาพบว่าสาร 3-ไนโตรโพรพานออิก แอซิด (3-nitropropanoic acid) หรือสารยับยั้ง 3NP ซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพนั้น มีฤทธิ์ต้านเชื้อวัณโรคและยับยั้งเอนไซม์ InhA ที่แบคทีเรียใช้สร้างผนังเซลล์ได้ จากนั้น ดร.ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล นักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง สถาบันวิจัยแสงซินโคร
ตรอน (องค์การมหาชน) ได้ใช้แสงซินโครตรอนอธิบายการออกฤทธิ์และการยับยั้งเอนไซม์สร้างผนังเซลล์แบคทีเรียดังกล่าว

ดร.ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล ใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ ณ ระบบลำเลียงแสงที่ 7.2W จากเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน ศึกษาโครงสร้างโปรตีนของเอนไซม์ InhA ที่จับกับสารยับยั้ง 3NP และสามารถบอกถึงตำแหน่งพันธะระหว่างโครงสร้างเอนไซม์และสารยับยั้ง 3NP ได้

ข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยแสงซินโครตรอนนี้ จะทำให้เราเข้าใจคุณสมบัติการยับยั้งเอนไซม์โดยสารออกฤทธิ์ ซึ่งมีผลต่อการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อวัณโรค นอกจากนี้ในอนาคตยังสามารถดัดแปลงโครงสร้างทางเคมีของยาต้นแบบและปรับปรุงอนุพันธ์ของสารยับยั้ง 3NP ที่ออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยา ซึ่งจะนำไปสู่การทดสอบและพัฒนายาชนิดนี้ให้มีประสิทธิภาพด้วย

 

โครงสร้างสามมิติของเอนไซม์ InhA เปรียบเทียบตำแหน่งระหว่างโมเลกุลของ 3NP กับยาไตรโคลซาน (PDB codes 7E48 และ 1P45)

 

 

บทความโดย
ดร.ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล นักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง

 

เอกสารอ้างอิง
Songsiriritthigul, C., Hanwarinroj, C., Pakamwong, B., Srimanote, P., Suttipanta, N., Sureram, S., Suttisintong, K., Kamsri, P., Punkvang, A., Spencer, J., Kittakoop, P. & Pungpo, P. Inhibition of Mycobacterium tuberculosis InhA by 3-nitropropanoic acid. Proteins: Structure Function and Bioinformatics. DOI: 10.1002/prot.26268.