นักวิทยาศาสตร์ทัวโลกศึกษาค้นคว้าโดยการถอดลําดับจีโนม พบว่า ไวรัสโคโรนา หรือ SAR-CoV-2 ที่ทําให้เกิดโรคโควิด-19 สามารถติดต่อจากคนสู่คนอย่างรวดเร็ว เพราะไวรัสนีมีโปรตีนสไปก์ (ส่วนที่ยื่นออกมาจากอนุภาคคล้ายหนาม) อยู่บนผิว ซึ่งทําให้ไวรัสสามารถจับกับตัวรับทีชื่อ ACE2 Receptor ในเซลล์ของมนุษย์ได้มาก ทําให้เชื้อไวรัสเข้าสู่เซลล์ได้ดีและแพร่จากคนสู่คนได้ อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนียังพบการกลายพันธุ์ของตัวไวรัสในตําแหน่งโปรตีนสไปก์ซึ่งเป็นส่วนที่จะต้องถูกเอนไซม์ตัดก่อนเข้าสู่เซลล์มนุษย์ โดยไวรัสตัวนี้มีการกลายพันธุ์ ้ คือมีกรดอะมิโนเพิ่มเข้ามาอีก 5 ตัว ทําให้โปรตีนสไปก์ของ SAR-CoV-2 ถูกตัดด้วยเอนไซม์ในร่างกายมนุษย์ได้ง่ายขึ้น จึงทําให้ไวรัสสามารถ กระจายไปในอวัยวะส่วนต่างๆ ของมนุษย์ เช่น ปอด ไต ทางเดินอาหาร สมอง ทั้งนี้ส่วนที่เป็นโปรตีนสไปก์ของไวรัสนั้นไม่ได้ทําให้ร่างกายป่วยไข้ ดังนั้น นักวิจัยจึงมุ่งเป้าการหายารักษา และวัคซีนป้องกันไปที่ ACE2 Antibody โดยใช้โปรตีนสไปก์จับ ACE2 Receptor เพื่อเข้าสู่เซลล์มนุษย์ แล้วกระตุ้น ให้ร่างกายสร้างระบบภูมิคุ้มกัน ซึ่งเป็นงานวิจัยที่กําลังดําเนินการอยู่ในหลายแห่งทั่วโลก

ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) และศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ ได้ทําวิจัยค้นคว้าหา ‘วัคซีนป้องกันโรค โควิด-19’ โดยนําพันธุวิศวกรรม หรือการตัดต่อ พันธุกรรมมาใช้ในการพัฒนาวัคซีน 5 ประเภท ดังนี้

1. วัคซีนรีคอมบิแนนต์ซับยูนิต (Recombinant subunit vaccines) เป็นการตัดส่วนทีเป็นโปรตีนสไปก์ของยีน SAR-CoV-2 ออกเป็นชิ้นย่อย แล้วนําเข้าสู่เซลล์ เพื่อให้ร่างกายสร้างภูมิต้านทาน

2. วัคซีนโควิด-19 ที่ฝากไว้กับวัคซีนไข้หวัดใหญ่ (Influenza A virus-based vaccines) เป็นการนําโปรตีนสไปก์ของยีน SAR-CoV-2 ไปฝากไว้กับวัคซีนไข้หวัดใหญ่ เพื่อสร้างภูมิคุ้มกันโรคโควิด-19 ไปพร้อมกับไข้หวัดใหญ่

3. วัคซีน DNA หรือ RNA (Nucleic acid-based vaccines) โดยการ ส่งข้อมูลของยีน SAR-CoV-2 ผ่าน mRNA เพื่อไปใช้สร้างโปรตีนสไปก์ โดยทําเป็น ลิพิดอนุภาคนาโนนําส่งเข้าสู่เซลล์ เพื่อกระตุ้นให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกัน

4. วัคซีนที่เป็นอนุภาคเสมือนไวรัส (Virus-like particles) เป็นการสร้างโปรตีน เลียนแบบไวรัสแต่ไม่มีสารพันธุกรรมที่ทําให้เกิดโรคโควิด-19 เพื่อกระตุ้นให้ร่างกาย สร้างภูมิคุ้มกัน

5. วัคซีนไวรัลรีคอมบิแนนต์ (Recombinant viral vector vaccines) เป็นการเอายีนที่ถูกตัดต่อของไวรัส SAR-CoV-2 ไปใส่ในไวรัสตัวอื่นที่ไม่เป็นอันตราย เพื่อให้สร้างโปรตีนสไปก์แล้วฉีดเข้าสู่ร่างกาย เพื่อหลอกร่างกายว่าติดเชื้อและ สร้างภูมิต้านทานเป็นภูมิคุ้มกัน

ปัจจุบัน สวทช. อยู่ระหว่างการนําต้นแบบวัคซีน 3 ประเภท ได้แก่ วัคซีน รีคอมบิแนนต์ซับยูนิต วัคซีนโควิด-19 ที่ฝากไว้กับวัคซีนไข้หวัดใหญ่ และวัคซีน DNA ไปทดสอบภูมิคุ้มกันในหนู ซึ่งจะได้ผลกระตุ้นภูมิคุ้มกันของวัคซีน 2 ประเภทแรกในเดือนพฤษภาคม 2563 หากผลการทดสอบ ภูมิคุ้มกันในหนูประสบความสําเร็จ สวทช. จะต้องหาทุนสนับสนุนเพิ่มเติมและหาพันธมิตร เพื่อศึกษาการนําเชื้อเข้าสู่มนุษย์ การทดสอบความปลอดภัย และการทดลองในมนุษย์ตามลําดับ

นาโนเทคโดยทีมวิจัยเวชศาสตร์นาโน พัฒนาระบบนําส่งนาโนสําหรับการนําส่งวัคซีน Nucleic acid (DNA/mRNA) ซึ่งจะช่วยป้องกันการย่อยสลาย DNA/mRNA จากเอนไซม์ในเซลล์ทําให้วัคซีนทํางานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยใช้การออกแบบอนุภาคในรูปแบบ Lipopolyplex, Lipid nanoparticle (LNP) และ Polymer-lipid nanoparticle (PLN) เพื่อทดสอบการนําส่งในเซลล์เพาะเลี้ยง และนํามาคัดเลือกระบบที่สามารถให้ค่าการแสดงออกของ DNA/mRNA ดีที่สุดและไม่เป็นพิษต่อเซลล์ โดยผลที่ได้จะถูกนําไปทดสอบในสัตว์ทดลองร่วมกับไบโอเทคและจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยในลําดับต่อไป

ติดต่อ: ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา
กลุ่มวิจัยนวัตกรรมสุขภาพสัตว์และการจัดการ ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ

เบอร์โทรศัพท์: 02 564 6700 ต่อ 3360
E-mail: anan.jon@biotec.or.th