เทคโนโลยี ‘mRNA’ ความหวังคนทั้งโลก ต้านโควิด-19 / รายงานพิเศษ -โชคชัย บุณยะกลัมพ

รายงานพิเศษ | โชคชัย บุณยะกลัมพ

https://chokcyberai.blogspot.com

https://chokweekly.blogspot.com

เทคโนโลยี ‘#mRNA’

ความหวังคนทั้งโลก

ต้านโควิด-19

เทคโนโลยีของ #mRNA กำลังได้รับการพัฒนาให้สามารถนำไปสู้โรค #ไวรัสโควิด-19 ที่กลายเป็นความหวังของคนทั้งโลก หลังจากบริษัทไฟเซอร์และบริษัทโมเดอร์นา ประกาศการทดลองวิจัยวัคซีนป้องกันโควิด-19 ว่า ป้องกันการติดเชื้อได้มากกว่า 90%
ซึ่งทั้งสองบริษัทต่างใช้เทคโนโลยีใหม่ในการพัฒนาวัคซีน ที่รู้จักกันในชื่อ mRNA
หลักการเทคโนโลยี mRNA คือ เมื่อสามารถถอดรหัสพันธุกรรม (genome sequencing) ของโคโรนาไวรัสสายพันธุ์ใหม่ได้แล้ว นักวิจัยก็นำเอาพันธุกรรมส่วนที่ผลิตโปรตีนปลายแหลม (spike protein) ของโคโรนาไวรัสมาใช้เป็นต้นแบบทำ RNA ขึ้นมา
RNA เป็นเสมือนตำราให้เซลล์นำไปใช้ผลิตโปรตีนปลายแหลมดังกล่าวขึ้นมา
และเมื่อโปรตีนปลายแหลมดังกล่าวถูกขับออกมาจากเซลล์ ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายจะตรวจค้นพบและผลิตแอนติบอดี้กำจัดให้หมดสิ้น
ไวรัสโควิด-19 ที่มีลักษณะเด่นคือโปรตีนปลายแหลมเมื่อแทรกซึมเข้ามาในร่างกาย ระบบภูมิคุ้มกันที่มีประสบการณ์แล้วก็จะมีความพร้อมอย่างมากที่จะจัดการกำจัดไวรัสดังกล่าวอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

การผลิตวัคซีนด้วยวิธี mRNA ในปัจจุบันจะมีความแตกต่างและรวดเร็วกว่าสมัยก่อน ซึ่งต้องใช้ระยะเวลานาน 10-15 ปีกว่าจะผลิตวัคซีนที่ปลอดภัยออกมาได้
การผลิตวัคซีนโดยใช้เทคโนโลยี mRNA มีความท้าทายอย่างมากเพราะจะเป็นเสมือนตำราที่สั่งการเซลล์ผลิตโปรตีนปลายแหลมของไวรัสโควิด-19 ร่างกายถูกสั่งสอนให้ผลิต “ยารักษาโรค” ด้วยตัวเอง แทนที่จะต้อง “กินยา”
ถือเป็นเทคโนโลยีที่ทำให้ร่างกายของเรามีการสร้างภูมิคุ้มกันโรคได้ด้วยตัวเอง
คนแรกของโลกที่ได้รับวัคซีนซึ่งพัฒนาขึ้นมาโดยเทคโนโลยีที่เรียกกันว่า “เอ็มอาร์เอ็นเอ” (mRNA) คือ มาร์กาเร็ต คีแนน ชาวอังกฤษวัย 90 ปี (นอกกลุ่มทดลอง) ได้รับการฉีดวัคซีนป้องกันโรคระบาดใหญ่ โควิด-19 ที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยโคเวนทรี ในประเทศอังกฤษ เมื่อวันที่ 8 ธันวาคม ปี 2020 ที่ผ่านมา
ยังไม่เคยมีวัคซีนป้องกันโรคใดๆ ที่ผลิตโดยเทคโนโลยีนี้มาก่อน แต่โควิด-19 กลายเป็นสถานการณ์ที่สร้างบทพิสูจน์ให้เห็น “แนวคิด” ในการพัฒนาเอ็มอาร์เอ็นเอวัคซีน เป็นไปได้อย่างที่คาดไม่ถึง

จุดเริ่มต้นของเทคโนโลยี “mRNA” เกิดขึ้นเมื่อราว 30 ปีที่แล้ว จากการพิเคราะห์กระบวนการตามธรรมชาติในระดับเซลล์ภายในร่างกายมนุษย์ ซึ่งกลายเป็นแรงบันดาลใจให้เทคโนโลยีนี้เป็นรูปเป็นร่างขึ้นมา

โดยภายในเซลล์ในร่างกายคนเราจะมี “ดีเอ็นเอ” ซึ่งบรรจุรหัสคำสั่งสำหรับการผลิตโปรตีนต่างๆ ขึ้นตามที่ร่างกายต้องการ เมื่อใดก็ตามที่เกิดความต้องการชนิดหนึ่งชนิดใดขึ้นมา ดีเอ็นเอจะทำสำเนาส่วนของคำสั่งสำหรับสร้างโปรตีนนั้นๆ ไปเก็บไว้ในโมเลกุลชนิดหนึ่งซึ่งเรียกว่า “แมสเซนเจอร์ อาร์เอ็นเอ” ซึ่งเป็นส่วนของสารพันธุกรรมที่เป็นสายเดี่ยว (ดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรมสายคู่)

หลังจากนั้น กลไกของเซลล์อีกอย่างหนึ่งที่เรียกว่า “ไรโบโซม” จะเข้ามาทำหน้าที่อ่านคำสั่งที่เก็บไว้บนเอ็มอาร์เอ็นเอจนตลอด หลังจากนั้นก็จะทำหน้าที่คัดสรรส่วนประกอบที่จำเป็นในการผลิตโปรตีนตามคำสั่งออกมาเพื่อผลิตให้ได้โปรตีนที่ต้องการ

โปรตีนนี้เป็นส่วนประกอบสำคัญในร่างกาย เพราะเป็นองค์ประกอบของหลายอย่างมาก ตั้งแต่เป็นโครงสร้างของเซลล์, รวมกันเป็นเนื้อเยื่อ, เป็นพลังงานให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีและทำหน้าที่เป็นสื่อคำสั่งต่างๆ ในร่างกาย หากปราศจากโปรตีน ทุกอย่างจะปิดการทำงานลงทั้งหมดทันที

นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งเชื่อว่า มนุษย์น่าจะสังเคราะห์ “mRNA” โมเลกุลที่เป็นส่วนสำคัญในดีเอ็นเอ หรือหน่วยพันธุกรรมของมนุษย์ได้ และน่าจะสามารถนำเอ็มอาร์เอ็นเอที่สังเคราะห์ขึ้นนี้ ฉีดกลับเข้าไปในร่างกาย เพื่อ “สั่งการ” ให้ร่างกายผลิตโปรตีนที่ต้องการขึ้นมาได้อีกด้วย

โปรตีนที่นักวิทยาศาสตร์เหล่านั้นต้องการให้ร่างกายผลิตขึ้นมา มีอาทิ โปรตีนที่สามารถช่วยให้ร่างกายสามารถต่อสู้กับกลุ่มโรคต่างๆ ในร่างกาย ตั้งแต่โรคอย่างมะเร็ง เรื่อยไปจนถึงโรคที่เกิดขึ้นในระบบทางเดินหายใจ เป็นต้น

พอถึงปี 1990 ทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน ในสหรัฐอเมริการ่วมกับบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพอเมริกันชื่อ “ไวแคล อิงก์.” ก็พบวิธีที่จะสร้างเอ็มอาร์เอ็นเอขึ้นในห้องปฏิบัติการทดลอง จนสามารถสังเคราะห์เอ็มอาร์เอ็นเอ ที่สามารถสั่งให้เซลล์ของหนูทดลองสร้างโปรตีนขึ้นมาอย่างที่ต้องการได้
งานวิจัยชิ้นดังกล่าว กระตุ้นความสนใจของแคทาลิน คาริโค นักชีวเคมีชาวอเมริกันที่เกิดในฮังการี เป็นอาจารย์สอนชีวเคมีอยู่ที่มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย คาริโคอาศัยผลการทดลองดังกล่าวเป็นพื้นฐานจนประสบผลสำเร็จในการกำหนดค่าของเอ็มอาร์เอ็นเอสังเคราะห์ได้ แต่ก็ยังเจออุปสรรคสำคัญ นั่นคือ เมื่อฉีดเอ็มอาร์เอ็นเอสังเคราะห์กลับเข้าไป ร่างกายของคนเรายังคงยึดถือเอ็มอาร์เอ็นเอสังเคราะห์เหล่านั้นเป็นสิ่งแปลกปลอมจากภายนอก และกระตุ้นให้ระบบภูมิคุ้มกันทำลายมันทิ้งไป

10 ปีต่อมา คาริโคกับเพื่อนร่วมงาน นายแพทย์ดรูว์ ไวส์แมน นักภูมิคุ้มกันวิทยาของมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย ค้นพบวิธีการกดไม่ให้ภูมิคุ้มกันทำลายเอ็มอาร์เอ็นเอสังเคราะห์ได้สำเร็จ ด้วยการดัดแปลงเอ็มอาร์เอ็นเอสังเคราะห์เล็กน้อย เพื่อไม่ให้กระตุ้นภูมิคุ้มกันของร่างกาย และช่วยให้เอ็มอาร์เอ็นเอสังเคราะห์สามารถเล็ดลอดเข้าสู่เซลล์ได้เปิดทางให้ใช้เอ็มอาร์เอ็นเอเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ได้สำเร็จ ทั้งคู่จดสิทธิบัตรเรื่องนี้ร่วมกันในปี 2005

ความสำเร็จของคาริโคกับไวส์แมน กระตุ้นความสนใจของนักวิทยาศาสตร์ขึ้นอีกสองคน หนึ่งในจำนวนนั้นคือ ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทโมเดอร์นาขึ้นในสหรัฐอเมริกา อีกหนึ่งคือ ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทไบโอเอ็นเทค ในเมืองไมนซ์ ประเทศเยอรมนี ขึ้นมานั่นเอง

ทั้งนี้ เมื่อวันที่ 10 มกราคม 2020 มีทีมนักวิจัยด้านพันธุกรรมของจีน เผยแพร่ผลการจำแนกพันธุกรรมของโคโรนาไวรัสสายพันธุ์ใหม่ที่ก่อให้เกิดโรคโควิด-19 ไว้บนเว็บไซต์สำหรับตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่ยังไม่ผ่านการตรวจสอบทบทวน

ในเวลาเพียงสัปดาห์เดียว ไวส์แมนกับทีมวิจัยของมหาวิทยาลัยแห่งเพนซิลเวเนีย ก็สามารถสังเคราะห์เอ็มอาร์เอ็นเอของ “ซาร์ส-โควี-2” ไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคโควิด-19 ได้สำเร็จ

ซึ่งในเวลาต่อมาทางด้านโมเดอร์นาและไฟเซอร์ ยื่นขออนุญาตเพื่อนำเอาสูตร mRNA สังเคราะห์จากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย ไปใช้เพื่อพัฒนาวัคซีนขึ้นมาบ้าง

จากนั้นเพียงระยะเวลา 66 วัน โมเดอร์นาที่ทำงานแข่งกับเวลาภายใต้ความร่วมมือจากสถาบันโรคภูมิแพ้และโรคติดเชื้อแห่งชาติ (เอ็นไอเอไอดี) ของสหรัฐอเมริกา ก็ประสบความสำเร็จในการพัฒนาวัคซีนสำหรับป้องกันโรคโควิด-19 และพร้อมที่จะเริ่มต้นการทดลองในคนระยะแรกแล้ว

ทางด้านไฟเซอร์ก็ไม่น้อยหน้า ได้นำสูตรสังเคราะห์ mRNA ของมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย ไปทำงานร่วมกับไบโอเอ็นเทค ที่มีคาริโคเป็นรองประธานบริษัทไบโอเอ็นเทค มีคำสั่งเป็นการภายในระงับงานวิจัยอื่นๆ ทั้งหมด รวมทั้งการผลิตวัคซีนเพื่อป้องกันมะเร็งเป้าหมายหลักของบริษัทไว้ชั่วคราว เพื่อทุ่มเททรัพยากรและทรัพยากรบุคคลทั้งหมดให้กับการพัฒนาวัคซีนโควิด-19และได้ประสบความสำเร็จในเวลาไล่เลี่ยกับโมเดอร์นาในที่สุด

วัคซีนทั้งของโมเดอร์นา (ชื่อรหัส เอ็มอาร์เอ็นเอ-1273) และของไฟเซอร์/ไบโอเอ็นเทค (บีเอ็นที 162บี2) เป็นวัคซีนชนิดเดียวกัน คือ “เอ็มอาร์เอ็นเอวัคซีน” และนอกจากจะใช้สูตรสังเคราะห์ mRNA เดียวกันแล้ว ยังใช้หลักการทำงานของวัคซีนแบบเดียวกันอีกด้วย