ในสวนหลังบ้านธรรมดา ๆ อาจซ่อนคำตอบของวิกฤตเชื้อดื้อยาที่ทั่วโลกกำลังเผชิญอยู่ การค้นพบ Lariocidin จากแบคทีเรียในดินโดยทีมนักวิจัย McMaster University กำลังจุดความหวังใหม่ให้วงการแพทย์ บทความนี้จะพาไปรู้จักยาปฏิชีวนะจากธรรมชาติชนิดใหม่ กลไกการออกฤทธิ์อันชาญฉลาด และบทบาทของ Mass Spectrometry ที่ทำให้การค้นพบนี้เกิดขึ้นจริง
ในวันธรรมดาวันหนึ่ง ทีมนักวิจัยจาก McMaster University นำโดย ศาสตราจารย์ด้านชีวเคมีและวิทยาจุลชีวะ Dr. Lori Burrows ซึ่งเป็นนักจุลชีววิทยาและผู้เชี่ยวชาญด้านเชื้อแบคทีเรียดื้อยา ทีมของเธอประกอบด้วยนักวิจัยหลังปริญญาเอกและนักศึกษาระดับปริญญาเอกจากแล็บที่ศึกษาเรื่อง antimicrobial resistance และการค้นพบ ยาปฏิชีวนะใหม่ พวกเขาร่วมมือกับหน่วยวิจัยอื่น ๆ ภายใน Michael G. DeGroote Institute for Infectious Disease Research ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามค้นหายาใหม่จากธรรมชาติ โดยเฉพาะจาก แบคทีเรียในดิน ซึ่งเป็นแหล่งดั้งเดิมของยาปฏิชีวนะหลายชนิด เช่น streptomycin และ tetracycline ในอดีต และในวันนี้พวกเขาได้ค้นพบตัวยาที่เป็นความหวังของมนุษยชาติ Lariocidin ถูกค้นพบจากการศึกษาตัวอย่างดินในสวนหลังบ้านที่เมืองแฮมิลตัน รัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา โดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมคมาสเตอร์ พวกเขาพบว่าเชื้อแบคทีเรีย Paenibacillus สายพันธุ์ M2 ที่แยกได้จากดินนี้ สามารถผลิตสารแอนตี้ไบโอติกชนิดใหม่ที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียได้หลากหลาย ซึ่งต่อมาถูกตั้งชื่อว่า "Lariocidin"
งานวิจัยต้นฉบับเกี่ยวกับ Lariocidin
ชื่อบทความ: A Broad Spectrum Lasso Peptide Antibiotic Targeting the Bacterial Ribosome
ปีที่เผยแพร่: 2025
แหล่งเผยแพร่: PubMed / PMC
ผู้วิจัย: ทีมจาก McMaster University นำโดย Dr. Lori Burrows
สรุปเนื้อหาสำคัญ
การค้นพบและการผลิต
นักวิจัยระบุและสังเคราะห์ lariocidin (LAR) และอนุพันธ์ lariocidin B (LAR-B) จากแบคทีเรีย Paenibacillus สายพันธุ์ M2 ซึ่งถูกแยกได้จากตัวอย่างดินในสวนหลังบ้านที่เมืองแฮมิลตัน รัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา
สารทั้งสองชนิดแสดงฤทธิ์ ต้านเชื้อแบคทีเรียได้กว้างขวาง รวมถึงแบคทีเรียดื้อยาที่สำคัญในคลินิก
ข้อมูลสำคัญของ Lariocidin
- เป็น peptide antibiotic — โปรตีนสายสั้นที่มีฤทธิ์ฆ่าแบคทีเรีย
- มีวงแหวนที่มีกรดอะมิโนชนิดพิเศษ เช่น lanthionine และ methyllanthionine
- ทำลายแบคทีเรียเป้าหมายโดยการเจาะทะลุเยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) ทำให้เซลล์ตาย
- มีฤทธิ์คล้าย nisin ซึ่งเป็น lantibiotic ที่ได้รับอนุญาตให้ใช้เป็นวัตถุกันเสียในอาหาร
กลไกการออกฤทธิ์
- Lariocidin จัดเป็น lasso peptide antibiotic
- ทำงานโดยการจับกับไรโบโซมของแบคทีเรีย โดยเฉพาะ หน่วยย่อยขนาดเล็ก (30S)
- รบกวนกระบวนการแปลรหัสพันธุกรรม โดยการรบกวน 16S rRNA และ aminoacyl-tRNA
- ทำให้เกิดการหยุดการสังเคราะห์โปรตีน และความผิดพลาดในการถอดรหัส
ความทนทานต่อการดื้อยา
- LAR ไม่ได้รับผลกระทบจากกลไกการดื้อยาทั่วไป เช่น efflux pump หรือ enzymatic inactivation
- มีแนวโน้ม ต่ำในการกระตุ้นการดื้อยา
- ไม่เป็นพิษต่อเซลล์มนุษย์
- มีประสิทธิภาพ สูงในหนูทดลองที่ติดเชื้อ Acinetobacter baumannii ซึ่งเป็นเชื้อดื้อยาสำคัญในโรงพยาบาล
ความสำคัญของการค้นพบ
- Lariocidin เป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของ “natural product antibiotic” ที่เกิดจากทรัพยากรในสิ่งแวดล้อม
- เสนอโครงสร้างทางเคมีใหม่สำหรับการพัฒนา ยาปฏิชีวนะรุ่นต่อไป
- เป็นหนึ่งในความหวังใหม่ของวงการแพทย์ในการรับมือกับ superbugs (เชื้อดื้อยา)
ส่วนหนึ่งของการวิจัย ได้ใช้เครื่อง Mass Spectrometer ในการยืนยันโครงสร้างและมวลสารทั้งของ Lariocidin และอนุพันธ์
บทบาทของ Mass Spectrometry ในงานวิจัยนี้
วิเคราะห์ลักษณะโมเลกุลของ lariocidin
- ใช้เทคนิค LC-MS/MS (Liquid Chromatography–Tandem Mass Spectrometry) เพื่อแยกและตรวจลำดับของกรดอะมิโนในเปปไทด์วงแหวน (lasso peptide)
- ตรวจสอบ modification เฉพาะ เช่น การ cyclization หรือการสร้างโครงสร้าง lasso
- ยืนยันมวลโมเลกุลที่แม่นยำ
- ตรวจสอบว่าผลิตภัณฑ์ที่สังเคราะห์จาก Paenibacillus ตรงกับค่าที่คาดจากโครงสร้างเคมีหรือไม่
- เป็นการยืนยันว่าผลิตภัณฑ์นั้นคือ lariocidin และ LAR-B จริง
- ตรวจสอบความบริสุทธิ์ของตัวอย่าง
- ก่อนนำไปทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพ ทีมวิจัยต้องแยกสารให้บริสุทธิ์ และใช้ MS ตรวจสอบว่าไม่มีสิ่งเจือปนที่อาจรบกวนผลการทดลอง