งานวิจัยสำหรับการรักษาในปัจจุบันเริ่มให้ความสำคัญที่เฉพาะเจาะจงและลงรายละเอียดลึกลงไปในระดับเซลล์(Cell) และสารพันธุกรรมมากขึ้นหนึ่งในความพยายามที่จะรักษาโรคได้แก่ การดัดแปลงสารพันธุกรรมในร่างกายซึ่งก็คือสายของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก หรือสายดีเอ็นเอ (Deoxyribonucleic acid; DNA) ที่เราคุ้นเคยกันว่าเป็นต้นแบบในการแสดงซึ่งลักษณะต่างๆของสิ่งมีชีวิตนั่นเอง ให้มีความเหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของผู้ป่วยมากขึ้นโดยในผู้ป่วยบางรายมีลำดับของสายดีเอ็นเอที่แตกต่างจากคนปกติทั่วไปโดยอาจจะเป็นตั้งแต่กำเนิด หรือ เกิดการเปลี่ยนแปลงลำดับของสายดีเอ็นเอภายหลังได้แก่ โดนรังสีอัลตร้าไวโอเลต (Ultraviolet; UV) ที่เข้มข้นติดต่อกันเป็นระยะเวลานาน หรือติดเชื้อไวรัสบางชนิด เช่นเชื้อไวรัสเอชไอวี (Humanimmunodeficiency virus; HIV) ซึ่งในกระบวนการเพิ่มจำนวนของเชื้อจะมีการแทรกสายดีเอ็นเอของเชื้อลงไปในสายดีเอ็นเอภายในเซลล์ที่เกี่ยวข้องในระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยเป็นต้น

pharmacy.mahidol.ac.th/th/knowledge/article/364/CRISPR/Cas9/

CRISPR/Cas9 กับงานวิจัย

ระบบCRISPR/Cas9เป็นระบบภูมิคุ้มกันของแบคทีเรียในการกำจัดสายดีเอ็นเอแปลกปลอมซึ่งมักมีสาเหตุมาจากการติดเชื้อไวรัส Clustered regularly interspaced short palindromic repeat(CRISPR ออกเสียง“Crisper”) คือลำดับของสายดีเอ็นเอที่มีการแสดงซ้ำๆในช่วงจำนวนหนึ่งๆ ของลำดับสายดีเอ็นเอโดยลำดับของสายดีเอ็นเอนี้จะมีลำดับเบสที่เหมือนกันทั้งการเรียงลำดับไปด้านหน้าและย้อนกลับ(palindromeในแบคทีเรีย ร่วมกับโปรตีน CRISPR-associated (Cas protein) ซึ่งทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ (Enzyme) ตัดสายดีเอ็นเอโปรตีนที่เป็นที่รู้จักกันมากในงานวิจัยตอนนี้ คือ Cas9 เนื่องจากสามารถตัดสายดีเอ็นเอได้โดยไม่ต้องอาศัยโปรตีนหรือสารอื่นๆ ในกระบวนมากมาย ส่วนสำคัญ 2 ส่วนนี้เรียกรวมๆ ว่า ระบบ CRISPR/Cas9 (CRISPR/Cas9 system) โดยสายดีเอ็นเอที่ถูกตัดหากมีสภาพที่ผิดปกติก็เข้าสู่กระบวนการซ่อมแซมหรือย่อยสลายต่อไปภายในเซลล์ 

จากการค้นพบระบบCRISPR/Cas9 นี้เองร่วมกับองค์ความรู้การสังเคราะห์สายดีเอ็นเอทำให้นักวิจัยสามารถดัดแปลงลำดับของสายดีเอ็นเอในเซลล์สิ่งมีชีวิตตามที่ต้องการได้ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่ม การลด การเปลี่ยนลำดับเบส เช่น การประยุกต์ระบบ CRISPR/Cas9ร่วมกับการให้ต้นแบบของสายดีเอ็นเอที่ถูกต้องนำส่งเข้าไปภายในเซลล์ของผู้ป่วยโรคทางพันธุกรรมรวมไปถึงสามารถทำลายสายดีเอ็นเอของเชื้อเอชไอวีป้องกันไม่ให้เซลล์ที่เกี่ยวข้องในระบบภูมิคุ้มกันติดเชื้อเพิ่มเป็นต้น นอกจากนี้ ระบบ CRISPR/Cas9 ยังสามารถใช้ติดตามการเคลื่อนที่ของสายดีเอ็นเอภายในเซลล์กระตุ้นให้มีการเพิ่มหรือลดการแสดงออกของยีน (Gene) ที่สนใจรวมไปถึงการดัดแปลงบนของสายดีเอ็นเอสำหรับศึกษาในระดับเหนือสารพันธุกรรม หรือ Epigenetics ต่อไป

CRISPR/Cas9 กับการรักษาจริงเชิงคลินิก

งานวิจัยที่เกี่ยวข้องแสดงผลลัพธ์ที่น่าสนใจไม่ว่าจะเป็นการดัดแปลงสายดีเอ็นเอให้มีลำดับเบสที่ถูกต้องในระดับเซลล์ของผู้ป่วยหรือสัตว์ทดลองซึ่งหมายความว่าโรคที่เกี่ยวข้องกับพันธุกรรมจะสามารถรักษาให้หายขาดเป็นปกติได้โดยอาจมีการประยุกต์ใช้ร่วมกับเซลล์ต้นกำเนิด(Stem cell) และมีแนวโน้มว่าอาจจะประยุกต์ใช้ในการรักษาโรคมะเร็งหรือโรคเรื้อรังอื่นๆ ได้ด้วย รวมไปถึงต้านการติดเชื้อแบคทีเรียและเชื้อไวรัสต่างๆ

อย่างไรก็ตามการทดลองเหล่านี้ยังอยู่ในขั้นวิจัยปรับปรุงและพัฒนา ในปี พ.ศ. 2558กลุ่มนักวิจัยในประเทศจีนได้ทำการทดลองประยุกต์ระบบ CRISPR/Cas9กับตัวอ่อนของคนสำหรับรักษาโรคทางพันธุกรรม ซึ่งสะเทือนวงการวิทยาศาสตร์อย่างมากไม่ว่าจะเป็นผลการทดลองที่มีการคลาดเคลื่อนในกลุ่มตัวอย่าง คือมีตัวอย่างที่มีการแก้ไขแต่ยังไม่เหมาะสมในจำนวนเพียงเล็กน้อยและผลที่นอกเหนือความคาดหมายอีกจำนวนมาก รวมไปถึงความกังวลด้านจริยธรรมสำหรับการทดลองในมนุษย์

ในอนาคตอันใกล้หากระบบ CRISPR/Cas9ถูกศึกษาเพิ่มเติมและควบคุมคุณภาพได้อย่างเหมาะสมอาจจะมียาชีววัตถุในกลุ่มนี้เพิ่มเข้ามาอีกหนึ่งกลุ่มซึ่งสามารถประยุกต์ใช้รักษาได้อีกหลายๆโรคในเร็ววันนี้

ขอบคุณผู้ค้นคว้าเรียบเรียง: ภก.วสุ ศุภรัตนสิทธิ  ภาควิชาสรีรวิทยา คณะเภสัชศาสตร์มหาวิทยาลัยมหิดล www.pharmacy.mahidol.ac.th/th/knowledge/article/364/CRISPR/Cas9

เอกสารอ้างอิง

Barrangou,Rodolphe, and Jennifer A Doudna. 2016. "Applications of CRISPRTechnologies in Research and beyond." Nature Biotechnology 34(9): 933–41.http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nbt.3659

"CRISPR-Cas9Based Therapeutics: Not So Fast." 2015. EBioMedicine 2(5): 365.

Lander, EricS. 2016. “The Heroes of CRISPR.” Cell 164(1–2): 18–28.http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.12.041