การพัฒนาระบบตัวนำส่งยารูปทรงกลมที่สร้างขึ้นจากดีเอ็นเอเพื่อใช้ในการนำส่งยาเคมีบำบัด ที่มีผลต่อการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งเต้านม

Abstract

ผลข้างเคียงจากการรักษาที่ผู้ป่วยโรคมะเร็งได้รับจากการใช้ยาเคมีบำบัดนั้นส่วนใหญ่เกิดมาจากการที่ สารเคมีเหล่านั้นไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างเซลล์ปกติกับเซลล์มะเร็งได้ ทาให้เกิดผลข้างเคียงขึ้นเช่น คลื่นไส้ อาเจียน ผมร่วง เป็นต้น เพื่อที่จะช่วยลดปัญหาดังกล่าวจึงมีการคิดค้นระบบนำส่งยาที่จะช่วยให้ยาเคมีบำบัดเหล่านั้นถูกส่งไปยังเซลล์มะเร็งเป้าหมายได้อย่างจำเพาะมากขึ้น นอกจากจะช่วยลดผลข้างเคียงที่จะเกิดกับผู้ป่วยแล้วระบบนำส่งยาไปยังเป้าหมายอย่างจำเพาะนี้น่าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการรักษาโรคมะเร็งได้อีกด้วย วัตถุประสงค์ของงานวิจัยชิ้นนี้ คือ เพื่อทำการพัฒนาระบบตัวนำส่งยาที่มีความจำเพาะกับเซลล์มะเร็งเป้าหมาย โดยตัวนาส่งยานี้สร้างขึ้นจากดีเอ็นเอเป็นรูปทรงกลม (DNA sphere) โดยอาศัยเทคนิคที่เรียกว่า ดีเอ็นเอโอริกามิ (DNA origami) หลังจากทาการออกแบบและสร้างโครงสร้าง DNA sphere ที่สามารถปิด-เปิดได้ตามแนวรอยต่อของทรงกลมและสามารถเปิดได้เมื่อถูกกระตุ้น เมื่อนาโครงสร้างที่ได้นี้ไปวิเคราะห์ด้วยเทคนิคต่าง ๆ พบว่า โครงสร้าง DNA sphere มีลักษณะเป็นทรงกลมที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใกล้เคียงกับที่ได้ออกแบบไว้ หลังจากนั้นนำโครงสร้างที่ได้มาทดสอบการบรรจุยา โดยเริ่มจากการใช้ gold nanoparticles (AuNPs) เป็นตัวแทนของยา พบว่า สามารถทำการบรรจุ AuNPs เข้าไปภายในโครงสร้างได้ ต่อมาทาการทดสอบการบรรจุยา doxorubicin และการปลดปล่อยยาออกจากโครงสร้าง โดยพบว่าโครงสร้างDNA sphere สามารถบรรจุยาได้ประมาณ 66.86% และสามารถปลดปล่อยยาได้ประมาณ 18.13% เมื่อทำการบ่มในสารละลายบัฟเฟอร์ TAE/Mg2+ เป็นเวลา 48 ชั่วโมง นอกจากนี้ มีการนำเอา MUC-1 aptamer เข้ามาใช้ในการดัดแปลงโครงสร้าง DNA sphere เพื่อที่จะทำให้โครงสร้างดังกล่าวมีความจำเพาะกับเซลล์มะเร็งเป้าหมาย ทั้งนี้ คณะผู้วิจัยเลือกใช้เซลล์มะเร็งเต้านมสองชนิด คือ เซลล์ MDA-MB-231 และเซลล์ MCF-7 เพื่อที่จะทดสอบความจำเพาะของตัวนาส่งต่อเซลล์เป้าหมาย จากผลการทดสอบการแสดงออกของโปรตีนMucin-1 ของเซลล์ทั้งสองชนิดทั้งในระดับ mRNA และในระดับโปรตีนจากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค PCR เทคนิค Western blot และเทคนิค immunofluorescence staining ที่แสดงให้เห็นว่าเซลล์ MCF-7 มีการแสดงออกของโปรตีน Mucin-1 ที่สูงกว่าเซลล์ MDA-MB-231 อย่างมาก และจากผลการทดสอบการตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วยเซลล์มะเร็งเป้าหมายโดยทาการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค fluorescence resonance energy transfer (FRET) ก็พบว่า โครงสร้าง DNA sphere สามารถตอบสนองต่อการกระตุ้นดังกล่าวได้ตามที่ออกแบบไว้ ทั้งนี้ คณะผู้วิจัยยังได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพในการนำส่งยา doxorubicin ของโครงสร้าง DNA sphere ที่มีการดัดแปลงด้วย MUC-1 aptamer ไปยังเซลล์มะเร็งเป้าหมาย MCF-7 ซึ่งพบว่า ตัวนำส่งยาดังกล่าวมีความจำเพาะต่อเซลล์มะเร็งเป้าหมาย และสามารถนาส่งยาเพื่อทำให้เกิดการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้ยาเพียงอย่างเดียว