ข้อมูลบริการทดสอบฤทธิ์การยับยั้งเอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส หรือ Phosphodiesterase type 5

บริษัท วิสไบโอ (VISBIO) จำกัด มีบริการทดสอบฤทธิ์การยับยั้งเอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส หรือ Phosphodiesterase type 5 ด้วยหลักการ Enzymatic Assay ได้กับทุกผลิตภัณฑ์ ได้แก่ สมุนไพร หรือ สารสกัด หรือ ผลิตภัณฑ์ยา หรือ ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร หรือ ผลิตภัณฑ์สมุนไพร หรือผลิตภัณฑ์เครื่องมือแพทย์

PDE5 (Phosphodiesterase type 5) เป็นหนึ่งในฟอสโฟดีเอสเทอเรส (PDE) ที่สำคัญและมีการศึกษาถึงกลไกการทำงาน ซึ่งมีเป้าหมายเฉพาะที่ cGMP เส้นทางการส่งสัญญาณ cGMP จะควบคุมกระบวนการทางสรีรวิทยา เช่น การเผาผลาญพลังงาน การทำงานของไต การหลั่งของเหลวในลำไส้ การบีบตัวของลำไส้ การสลายไขมัน การสุกของเซลล์ไข่ การเติบโตของเซลล์ และฤทธิ์ต้านการอักเสบ

โรคหย่อนสมรรถภาพทางเพศ เป็นปัญหาสุขภาพเพศชายที่สำคัญ เนื่องจากมีผลกระทบต่อคุณภาพชีวิตของผู้ป่วย และมีผลกระทบต่อความสัมพันธ์ของชีวิตคู่ในปีพ.ศ.2542  พบความชุกของโรคหย่อนสมรรถภาพทางเพศในผู้ชายไทย ร้อยละ 37.5 โดยมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามอายุและการมีโรคหัวใจและหลอดเลือดเป็นโรคร่วม ทั้งนี้ยากลุ่ม Phosphodiesterase-5 inhibitors เป็นยาหลักในการรักษาโรคหย่อนสมรรถภาพทางเพศ มีกลไกการออกฤทธิ์โดยยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ PDE-5 ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ทำลาย cGMP ทั้งนี้ การที่ cGMP ไม่ถูกทำลายจะทำให้เกิดการขยายตัวของหลอดเลือดแดงจากการเหนี่ยวนำของ nitric oxide และการแข็งตัวขององคชาต

เอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส หรือ Phosphodiesterase type 5

PDE5 (Phosphodiesterase type 5) เป็นหนึ่งในฟอสโฟดีเอสเทอเรส (PDE) ที่สำคัญและมีการศึกษาถึงกลไกการทำงาน ซึ่งมีเป้าหมายเฉพาะที่ cGMP เส้นทางการส่งสัญญาณ cGMP จะควบคุมกระบวนการทางสรีรวิทยา เช่น การเผาผลาญพลังงาน การทำงานของไต การหลั่งของเหลวในลำไส้ การบีบตัวของลำไส้ การสลายไขมัน การสุกของเซลล์ไข่ การเติบโตของเซลล์ และฤทธิ์ต้านการอักเสบ ดังนั้นการทำงาน PDE5 จะแสดงออกมาในเนื้อเยื่อต่างๆ

ปัจจุบันมีการศึกษาการยับยั้ง ทางเภสัชวิทยาของ PDE5 (PDE5 inhibitors)  ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในการรักษาหลายอย่าง เช่น ความดันหลอดเลือดแดงในปอดสูง กลุ่มอาการทางเดินปัสสาวะส่วนล่าง โรคหัวใจและหลอดเลือด ความผิดปกติทางระบบประสาทรวมถึงภาวะหย่อนสมรรถภาพทางเพศและความดันโลหิตสูงในปอด ยาในกลุ่มPhosphodiesterase type 5 (PDE5) inhibitors  ที่ได้รับรับรองโดย U.S. FDA เพื่อใช้ในการรักษาอาการหย่อนสมรรถภาพทางเพศเช่น  Avanafil, Sildenafil citrate, Vardenafil hydrochloride และ Tadalafil เป็นต้น

เอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส (PDE5 inhibitors) ส่งผลต่อสุขภาพ

โรคหย่อนสมรรถภาพทางเพศ เป็นปัญหาสุขภาพเพศชายที่สำคัญ เนื่องจากมีผลกระทบต่อคุณภาพชีวิตของผู้ป่วย และมีผลกระทบต่อความสัมพันธ์ของชีวิตคู่ในปีพ.ศ.2542  พบความชุกของโรคหย่อนสมรรถภาพทางเพศในผู้ชายไทย ร้อยละ 37.5 โดยมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามอายุและการมีโรคหัวใจและหลอดเลือดเป็นโรคร่วม ทั้งนี้ยากลุ่ม Phosphodiesterase-5 inhibitors เป็นยาหลักในการรักษาโรคหย่อนสมรรถภาพทางเพศ มีกลไกการออกฤทธิ์โดยยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ PDE-5 ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ทำลาย cGMP ทั้งนี้ การที่ cGMP ไม่ถูกทำลายจะทำให้เกิดการขยายตัวของหลอดเลือดแดงจากการเหนี่ยวนำของ nitric oxide และการแข็งตัวขององคชาต

ปัจจัยเสี่ยงในการเกิดโรคนี้ ได้แก่ โรคหัวใจและหลอดเลือด โรคเบาหวาน ไขมันเลือดสูง โรคอ้วน การสูบบุหรี่ เป็นต้น นอกจากนี้ ยาที่ใช้รักษาโรคความดันเลือดสูงหรือยารักษาโรคหัวใจและหลอดเลือด อาจมีผลข้างเคียงทำให้เกิดโรคเสื่อมสมรรถภาพได้ ปัจจุบันมีวิธีการในการรักษาหลากหลายวิธี แต่คนจำนวนมากเริ่มมาให้ความสนใจในการใช้สารสกัดธรรมชาติ ในการดูแลสุขภาพ ทำให้พืชสมุนไพร มีบทบาทและมีความสำคัญมากขึ้น ซึ่งสมุนไพรที่ออกฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์พีดีอี-5 PDE5 (PDE5 inhibitors)  ได้แก่ มะพูด หรือ กระชายดำ เป็นต้น

กลุ่มยาที่ออกฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส (PDE5 inhibitors)

ปัจจุบันองค์การอาหารและยา (อย.) ของประเทศไทย อนุญาตให้ขึ้นทะเบียนตำรับยารักษาอาการหย่อนสมรรถภาพทางเพศ 3 ชนิด โดยยาดังกล่าว มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์พีดีอี-5 คือ

  1. ซิลเดนาฟิล (Sildenafil) โดยมีชื่อทางการค้า 4 บริษัท คือ ไวอากร้า (Viagra) อีลอนซ่า (Elonza) โทนาฟิล (Tonafil) และซิเดกร้า (Sidagra)
  2. วาเดนาฟิล (Vardenafil) โดยมีชื่อทางการค้า คือ เลวิตรา (Levitra)
  3. ทาดาลาฟิล (Tadalafil) โดยมีชื่อทางการค้า คือ ซิอะลิส (Cialis)

นอกจากนี้ยังมีการศึกษาพบว่า Sildenafil, Vardenafil และ Avanafil มีผลทำให้ความดันโลหิตลดลง โดย SBP ลดลง 8-10 มม.ปรอท และ DBP ลดลง 3-6 มม.ปรอท เริ่มขึ้นใน 1 ชั่วโมง หลังจากรับประทานยาและคงอยู่ไปนาน 4 ชั่วโมง ทั้งนี้ผู้ป่วยส่วนใหญ่ไม่มีอาการปรากฎจากผลการเปลี่ยนแปลงของความดันโลหิตดังกล่าว ยกเว้นในผู้ป่วยบางรายที่รับประทานยาลดความดันโลหิตหลายตัวหรือรับประทานยากลุ่ม nitrate หรือผู้ป่วยที่มีความดันโลหิตต่ำเดิม จะมีอาการทางคลินิกเนื่องจากความดันโลหิตที่ต่ำลง Tadalafil ไม่มีผลต่อความดันโลหิต แต่มีข้อควรระวังในผู้ป่วยโรคหัวใจและหลอดเลือด (ตารางที่ 1)

ตารางที่ 1 การจัดกลุ่มผู้ป่วยตามความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือด ก่อนทำการรักษาด้วยยากลุ่ม PDE-5 inhibitors
หมายเหตุ * ปัจจัยเสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือด ได้แก่ อายุ เพศชาย โรคความดันโลหิตสูง โรคเบาหวาน โรคไขมันในเลือดสูง การสูบบุหรี่ พฤติกรรมการดำเนินชีวิตประจำวัน การมีประวัติครอบครัวเป็นโรคหลอดเลือดหัวใจตีบก่อนวัยอันควร

การใช้ยาในกลุ่ม PDE-5 Inhibitors ได้แก่ Sildenafil, Tadalafil, Vardenafil และ Avanafil ถือเป็นยาหลักในการรักษา โดยยาในกลุ่มนี้มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน แต่มีความแตกต่างในด้านเภสัชจลนศาสตร์และอาการไม่พึงประสงค์ ต้องระมัดระวังในการใช้ในผู้ป่วยโดยเฉพาะในกลุ่มผู้ป่วยโรคหัวใจและหลอดเลือด ซึ่งมักจะมีการใช้ยากลุ่มเสี่ยงที่อาจจะเกิดอันตรกิริยาระหว่างยาและทำให้ผู้ป่วยเกิดความดันโลหิตต่ำรุนแรงจนอาจอันตรายถึงแก่ชีวิตได้ ดังนั้นจึงต้องมีการประเมินความเสี่ยงจากแพทย์ของผู้ป่วยก่อนที่จะมีการใช้ยาสั่งใช้ยากลุ่มนี้

วิธีการทดสอบฤทธิ์การยับยั้งเอนไซม์ฟอสโฟ
ไดเอสเทอเรส (PDE5 inhibitors)

เอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส (Phosphodiesterase-5, PDE-5) มีหน้าที่ย่อย phosphodiester bond ของ cyclic nucleotides ทั้ง cyclic adenosine monophosphate (cAMP) และ cyclic guanosine monophosphate (cGMP) ทำให้มีปริมาณ cyclic nucleotides ทั้งสองชนิดนี้ในเนื้อเยื่อต่างๆ ลดลง ซึ่งเอนไซม์ดังกล่าวเป็นเอนไซม์ป้าหมายที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการแก้ไขปัญหาการเสื่อมสมรรถภาพทางเพศ ดังนั้นการค้นหาสารที่สามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ PDE-5 ได้จึงเป็นสิ่งที่สำคัญ และจากข้อมูลการทดสอบเบื้องต้นอาจจะเป็นประโยชน์และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนายาที่มีประสิทธิภาพสูงที่สามารถช่วยแก้ไขปัญหาเสื่อมสมรรถภาพทางเพศได้ในอนาคต

การทดสอบการยับยั้งเอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส ของตัวอย่างทดสอบ เราทำการทดสอบด้วยหลักการ Enzymatic Assay แล้ววัดค่าการเรืองแสง Fluorescent ที่ความยาวคลื่น Ex/Em = 485/528 nm หลังจากนั้นคำนวณหาเปอร์เซ็นความสามารถในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ PDE5 โดยเราสามารถรายงานผลการทดสอบในรูปแบบความสามารถการออกฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส (PDE5 inhibitors)  ของตัวอย่าง และ/หรือการรายงานผลการทดสอบ ในรูปแบบค่า IC50 (Inhibitory concentration at 50%)

โดยการรายงานผลทดสอบ สามารถรายงานผลได้ 2 แบบ ดังนี้

  1. การทดสอบความสามารถการออกฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส (PDE5 inhibitors)
  2. การรายงานผลการทดสอบ โดยการคำนวณหาค่าความเข้มข้นของตัวอย่างที่ทำให้เกิดการออกฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ฟอสโฟไดเอสเทอเรส (PDE5 inhibitors) 50% (IC50, the half maximal inhibitory concentration) โดยเปรียบเทียบกับสารมาตรฐาน ซึ่งการรายงานผลแบบนี้เหมาะสมกับตัวอย่างวัตถุดิบ สมุนไพร สารสกัด ที่ต้องการทราบ %การนำตัวอย่างไปพัฒนาในผลิตภัณฑ์ต่อไป

ตัวอย่างรายงานวิจัยเกี่ยวกับ ฤทธิ์ยับยั้ง Phosphodiesterase type 5

งานวิจัยที่ศึกษาเกี่ยวกับยาที่ออกฤทธิ์ยับยั้ง Phosphodiesterase type 5 โดยการศึกษาของ Kotera, Jun ปี 2012 และคณะ มีวิธีการทดลองคือ PDE assay เตรียมเอนไซม์ PDE 100 ไมโครลิตร ใน 50 มิลลิโมลาร์ Tris-HCl pH 8. จากนั้นเตรียมสารละลาย 12.5 mM MgCl2, 10 mM 2-mercaptoethanol and 0.825 mg/ml bovine serum albumin เติม 200 ไมโคลิตรของสารตั้งต้น cGMP ผสมปฏิกิริยาให้เข้ากันแล้วนำไปบ่มที่ 37°C เวลา 30 นาที จากนั้นนำไปต้ม  1.5 นาที ต่อมาเติม 100 ไมโครลิตร ที่ความเข้มข้น 1 mg/ml ขอ งCrotalus atrox snake venom นำไปบ่มที่ 37°C เวลา 30 นาที หยุดปฏิกิริยาด้วย 500 ไมโครลิตร เมทนอล อ่านค่าผลลัพธ์ของสารละลายที่ Dowex (1 8, 200 ถึง 400 column) พบว่า ยาที่ใช้ในการรักษาอาการหย่อนสมรรถภาพทางเพศ  Sildenafil citrate และ Vardenafil hydrochloride มีฤทธิ์การยับยั้ง Phosphodiesterase type 5 ได้สูง ส่วน Avanafil มีค่า IC 50 ที่ 5.2 nM ซึ่งต่ำสุดเมื่อเทียบกับยาตัวอื่น

รูปที่ ความสามารถในการยับยั้งเอนไซม์ PDE-5 โดยยากลุ่ม PDE-5 inhibitors

หมายเหตุ* ค่า IC50 แสดงถึง ค่าความเข้มข้นของยาที่มีผลยับยั้งฤทธิ์ของเอนไซม์ PDE-5 ลงได้ ร้อยละ 50 โดยค่า IC50 ยิ่งน้อย แสดงว่ายามีความชอบจับกับเอนไซม์ PDE-5 สูง

Literature:

  •  Ahmed, Wesam S., Anupriya M. Geethakumari, and Kabir H. Biswas. “Phosphodiesterase 5 (PDE5): Structure-function regulation and therapeutic applications of inhibitors.” Biomedicine & Pharmacotherapy 134 (2021): 111128.
  • Khhumsikiew, Jeerisuda. “Avanafil: ยาใหม่ในกลุ่ม Phosphodiesterase-5 (PDE-5) Inhibitors.” Srinagarind Med J 2014 ;29 (3)
  • Kotera, Jun, et al. “Avanafil, a potent and highly selective phosphodiesterase-5 inhibitor for erectile dysfunction.” The Journal of urology 188.2 (2012): 668-674.
  • จีริสุดา คำสีเขียว, 2557, Avanafil: ยาใหม่ในกลุ่ม Phosphodiesterase-5 (PDE-5) Inhibitors, ศรีนครินทร์ เวชสาร; 29 (3): 311-320.