Lichen-Derived Diphenyl Ethers: เปิดโอกาสใหม่ในการต้านไวรัสและยับยั้งเอนไซม์

ธรรมชาติคือขุมทรัพย์แห่งนวัตกรรมทางเภสัชกรรม อุดมไปด้วยสารประกอบชีวภาพที่มีศักยภาพในการพัฒนายารักษาโรค ไลเคนเป็นสิ่งมีชีวิตที่เกิดจากการอยู่ร่วมกันของเชื้อราและสาหร่าย หนึ่งในแหล่งธรรมชาติที่น่าสนใจ เนื่องจากสามารถผลิตสารเมตาโบไลต์ทุติยภูมิที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพหลากหลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไดฟีนิลอีเทอร์จากไลเคน กำลังได้รับความสนใจจากนักวิจัยทั่วโลก ในการพัฒนาสารยับยั้งเอนไซม์และสารต้านไวรัสรูปแบบใหม่ เพื่อรับมือกับความท้าทายทางสุขภาพ เช่น HIV และ COVID-19

รศ.ดร.เกียรติทวี ชูวงศ์โกมล ได้ร่วมวิจัยในโครงการ “Diphenyl ethers from the cultured lichen mycobiont of Graphis handelii Zahlbr” ซึ่งนำไปสู่การค้นพบสารแฮนเดโลน (Handelone) ไดฟีนิลอีเทอร์ชนิดใหม่จากไลเคน Graphis handelii สารประกอบนี้แสดงศักยภาพในการยับยั้งเอนไซม์สำคัญ เช่น SARS-CoV-2 Mpro และ HIV-1 reverse transcriptase เปิดเส้นทางใหม่สู่การพัฒนายาต้านไวรัสจากธรรมชาติ

ไขความลับศักยภาพทางการรักษาของ Lichen-Derived Diphenyl Ethers

Mycobionts หรือเชื้อราที่เป็นองค์ประกอบของไลเคน ขึ้นชื่อในการผลิตสารเมตาโบไลต์ทุติยภูมิที่มีโครงสร้างเฉพาะตัว และไม่สามารถสังเคราะห์ขึ้นได้ง่ายๆ ในห้องปฏิบัติการ ดังนั้นไลเคนจึงเป็นแหล่งสารประกอบธรรมชาติที่มีค่า สำหรับการค้นพบยาใหม่ๆ

การศึกษานี้ นักวิจัยได้ทำการตรวจสอบสารสกัดจากไลเคน Graphis handelii ที่เพาะเลี้ยงในประเทศเวียดนาม และค้นพบสารแฮนเดโลน พร้อมทั้งสังเคราะห์อนุพันธ์ต่างๆ เพื่อประเมินฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ alpha-glucosidase, HIV-1 reverse transcriptase และ SARS-CoV-2 Mpro

ยับยั้งเอนไซม์: เป้าหมายสำคัญในการพัฒนายา

การยับยั้งเอนไซม์ เป็นกลไกสำคัญในการรักษาโรคต่างๆ ตั้งแต่โรคเมตาบอลิซึม ไปจนถึงการติดเชื้อไวรัส แม้สารแฮนเดโลนจะแสดงฤทธิ์ยับยั้ง alpha-glucosidase ในระดับต่ำ แต่การค้นพบนี้เป็นจุดเริ่มต้นที่สำคัญ ในการปรับปรุงโครงสร้างโมเลกุล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการยับยั้งเอนไซม์ ซึ่งอาจนำไปสู่การพัฒนายาใหม่ สำหรับโรคเบาหวาน และโรคเมตาบอลิซึมอื่นๆ

นอกจากนี้ สารแฮนเดโลนยังแสดงฤทธิ์ยับยั้ง HIV-1 reverse transcriptase ซึ่งเป็นเอนไซม์สำคัญในวงจรชีวิตของไวรัส HIV-1 การค้นพบนี้ เป็นก้าวสำคัญ ในการพัฒนายาต้านไวรัส HIV รูปแบบใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาวะที่ปัญหาการดื้อยากำลังทวีความรุนแรงขึ้น

ความก้าวหน้าในการยับยั้ง SARS-CoV-2 Mpro

หนึ่งในการค้นพบที่สำคัญของงานวิจัยนี้ คือศักยภาพของสารแฮนเดโลน ในการยับยั้ง SARS-CoV-2 Mpro ซึ่งเป็นเอนไซม์หลักที่มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มจำนวนของไวรัส SARS-CoV-2 การยับยั้งเอนไซม์นี้ จะช่วยยับยั้งการแพร่กระจายของไวรัส และอาจนำไปสู่การพัฒนายา COVID-19 ที่มีประสิทธิภาพ

ผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการ พบว่า สารแฮนเดโลน มีฤทธิ์ยับยั้ง SARS-CoV-2 Mpro ได้ดี โดยมีค่า IC50 เท่ากับ 5.2 μM การศึกษา molecular docking ยังยืนยันว่า สารแฮนเดโลน สามารถจับกับ active site ของเอนไซม์ Mpro ได้อย่างเหมาะสม

ปรับโครงสร้างโมเลกุล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางชีวภาพ

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการยับยั้งเอนไซม์ นักวิจัยได้สังเคราะห์อนุพันธ์ของสารแฮนเดโลน โดยการเติมอะตอมโบรมีนและคลอรีน เข้าไปในโครงสร้างโมเลกุล แม้ผลการทดสอบ จะยังไม่พบอนุพันธ์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าสารแฮนเดโลน แต่การศึกษาครั้งนี้ เป็นก้าวสำคัญ ที่ช่วยให้เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและฤทธิ์ทางชีวภาพ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการพัฒนาสารประกอบที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นในอนาคต

ไลเคน: แหล่งทรัพยากรชีวภาพอันทรงคุณค่า

ไลเคน จัดเป็นสิ่งมีชีวิตแบบ symbiotic organism อันประกอบด้วยเชื้อรา (mycobiont) และสาหร่าย (photobiont) โดยสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ในสภาพแวดล้อมอันหลากหลาย แม้กระทั่งในระบบนิเวศน์วิทยาที่สิ่งมีชีวิตอื่นไม่อาจดำรงอยู่ได้ ความสามารถในการปรับตัวและความทนทานต่อสภาพแวดล้อมอันรุนแรงนี้ เป็นผลสืบเนื่องมาจากกระบวนการชีวสังเคราะห์สารเมตาโบไลต์ทุติยภูมิ ซึ่งแสดงคุณสมบัติทางชีวภาพที่หลากหลาย

สารประกอบจากไลเคน มีโครงสร้างทางเคมีที่ซับซ้อน และมีความหลากหลายทางชีวภาพสูง นับเป็นทรัพยากรอันทรงคุณค่า สำหรับการค้นคว้าวิจัยและพัฒนานวัตกรรมทางเภสัชกรรม เช่น ยาต้านจุลชีพ ยับยั้งเอนไซม์ และสารต้านมะเร็ง

ศักยภาพของไลเคนในการเป็นแหล่งสารประกอบชีวภาพ ยังคงรอคอยการค้นคว้าวิจัยเพิ่มเติม เพื่อนำไปสู่การค้นพบยาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพรูปแบบใหม่ อันจะเป็นประโยชน์ต่อวงการแพทย์