อนุภาคนาโนบรรจุควอนตัมดอทสาหรับการตรวจวินิจฉัยมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอย

Abstract

โรคมะเร็งนับเป็นปัญหาสาธารณสุขที่สำคัญ อย่างไรก็ตามโรคมะเร็งสามารถรักษาให้หายขาดได้ หากสามารถตรวจพบในระยะเริ่มแรก แต่ทั้งนี้ผู้ป่วยมะเร็งส่วนใหญ่มักจะตรวจพบเมื่ออยู่ในระยะรุนแรงหรือระยะลุกลามแล้ว ทำให้การรักษาทำได้ค่อนข้างยาก รวมถึงยาที่ใช้ในการรักษามีผลข้างเคียงต่อผู้ป่วยสูง ซึ่งส่งผลต่อโอกาสการรอดชีวิตของผู้ป่วย โรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอย (Nasopharyngeal carcinoma; NPC) จัดเป็นโรคมะเร็งชนิดหนึ่งที่พบมากในประเทศแถบเอเชีย อีกทั้งโรคมะเร็งดังกล่าวนี้ยังสามารถตรวจพบได้ยากในระยะเริ่มแรก เนื่องด้วยผู้ป่วยอาจไม่มีอาการใด ๆ บ่งชี้หรือมีอาการที่ไม่ชัดเจนและเนื้องอกที่เกิดขึ้นมักอยู่ในบริเวณด้านหลังโพรงจมูก ซึ่งเป็นบริเวณซ่อนเร้นที่ตรวจพบได้ยาก มีรายงานวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับการนาเอานำโนเทคโนโลยีเข้ามาประยุกต์ใช้กับงานทางด้านการแพทย์เพื่อพัฒนาเทคนิคต่าง ๆ ที่จะสามารถนำมาใช้ในการตรวจวินิจฉัยและรักษาโรคเพื่อให้การรักษาเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะนำเอาคุณสมบัติของ DNA nanostructure และควอนตัมดอท (Quantum dot; QD) มาประยุกต์ใช้เพื่อพัฒนาเทคนิคสาหรับการตรวจวินิจฉัยโรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอย โดยอนุภาคนาโน DNA nanobiosensor ที่พัฒนาขึ้นนี้เกิดขึ้นจากการนำเอาโครงสร้าง DNA nanosphere ที่ถูกออกแบบและสังเคราะห์ขึ้นด้วยเทคนิค scaffolded DNA origami ที่มีการดัดแปลงพื้นผิวด้านนอกของโครงสร้างด้วย DNA aptamer ที่สามารถจับจำเพาะกับโปรตีน HER2 ทำการวิเคราะห์โครงสร้างที่เกิดขึ้นด้วยเทคนิค agarose gel electrophoresis กล้องจุลทรรศน์ Atomic Force Microscope (AFM) และกล้องจุลทรรศน์ Transmission Electron Microscope (TEM) แล้วนำโครงสร้างดังกล่าวไปใช้ในการห่อหุ้มควอนตัมดอท (QD) ไว้ภายในโครงสร้าง ซึ่งจะทำหน้าที่เป็น signaling molecule ที่ส่งสัญญาณเพื่อให้เราสามารถติดตามสัญญาณและสามารถตรวจวัดได้ จากการทดสอบการแสดงออกของโปรตีน HER2 ด้วยเทคนิค Western blot และ Immunocytochemistry เปรียบเทียบในเซลล์มะเร็ง NPC สองชนิด ได้แก่ HK-1 และ TW-01 พบว่า เซลล์ HK-1 มีการแสดงออกของโปรตีน HER2 น้อยกว่าเซลล์ TW-01 นอกจากนั้น ทำการทดสอบความเป็นพิษของโครงสร้าง aptamer-modified DNA nanosphere, QD และ DNA nanobiosensor ที่มีต่อเซลล์มะเร็ง NPC ทั้งสองชนิด พบว่าเมื่อความเข้มข้นเพิ่มสูงขึ้น (12.5 nM) aptamer-modified DNA nanosphere และ DNA nanobiosensor นั้นไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งทั้งสองชนิด แต่ตรงกันข้ามกับ QD ที่เมื่อความเข้มข้นเพิ่มสูงขึ้น (3.13 nM) ส่งผลต่อความมีชีวิตรอดของเซลล์อย่างเห็นได้ชัด หลังจากนั้นทำการศึกษาความจำเพาะของอนุภาคนาโน DNA nanobiosensor ที่มีต่อเซลล์มะเร็งทั้งสองชนิด พบว่าอนุภาคนาโน DNA nanobiosensor นี้มีความจาเพาะต่อเซลล์มะเร็ง TW-01 มากกว่า จากผลการทดลองทั้งหมดทำให้คณะผู้วิจัยสรุปว่า อนุภาคนาโน DNA nanobiosensor ที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถจับจำเพาะกับเซลล์มะเร็งเป้าหมายได้ตามที่ได้ออกแบบไว้ ทั้งนี้ อนุภาคนาโนดังกล่าวยังสามารถนำไปประยุกต์เพื่อการพัฒนาวิธีการตรวจวินิจฉัย รักษา ป้องกัน และลดการเกิดของโรคมะเร็งโพรงจมูกร่วมคอหอยให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น