การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเฟจและโฮสต์แบคทีเรียClostridium difficile เพื่อเพิ่มศักยภาพด้านการรักษาโรคติดเชื้อ
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างแบคทีริโอเฟจ (phage) กับแบคทีเรีย Clostridium difficile (C. difficile) เพื่อพัฒนาแนวทางการรักษาโรคติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรียชนิดนี้ C. difficile เป็นสาเหตุสำคัญของโรคท้องเสียรุนแรงในโรงพยาบาล และมักดื้อต่อยาปฏิชีวนะหลายชนิด ทำให้การรักษาด้วยยาปฏิชีวนะไม่ประสบความสำเร็จเสมอไป ดังนั้น การใช้แบคทีริโอเฟจจึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ เนื่องจากเฟจมีความจำเพาะต่อแบคทีเรียเจ้าบ้าน และสามารถจำลองตัวเองได้ ทำให้มีประสิทธิภาพในการกำจัดแบคทีเรียเป้าหมาย
อย่างไรก็ตาม ความจำเพาะสูงของเฟจต่อแบคทีเรียก็เป็นข้อจำกัด เพราะอาจไม่สามารถกำจัด C. difficile ทุกสายพันธุ์ได้ งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจกลไกการติดเชื้อของเฟจในระดับโมเลกุล โดยศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนบนผิวเฟจ (receptor binding protein หรือ RBP) กับตัวรับบนผิวเซลล์แบคทีเรีย (host receptor) งานวิจัยได้ระบุโปรตีน PtsM บนเฟจและ SlpA (surface-layer protein A) บนผิวเซลล์ C. difficile ว่าเป็นโปรตีนที่สำคัญในการจับกันระหว่างเฟจและแบคทีเรีย โดยใช้เทคนิคทางชีวเคมีและชีววิทยาโมเลกุลหลายวิธี เช่น adsorption assay, ELISA และ isothermal titration calorimetry (ITC) เพื่อยืนยันการจับกันของ PtsM และ LMW SlpA
ความสำคัญของงานวิจัยนี้คือการระบุตัวรับบนผิวเซลล์ C. difficile และโปรตีนบนเฟจที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการติดเชื้อ ซึ่งเป็นความรู้พื้นฐานที่สำคัญต่อการออกแบบและพัฒนาเฟจที่มีประสิทธิภาพในการรักษาโรค การทำความเข้าใจกลไกการติดเชื้อในระดับโมเลกุลจะช่วยให้สามารถปรับปรุงคุณสมบัติของเฟจ เช่น การขยายขอบเขตการติดเชื้อให้ครอบคลุมสายพันธุ์ C. difficile ที่หลากหลาย หรือเพิ่มประสิทธิภาพการกำจัดแบคทีเรีย นอกจากนี้ การศึกษาปฏิสัมพันธ์ของโปรตีน PtsM และ SlpA ยังอาจนำไปสู่การพัฒนายาหรือสารอื่นๆ ที่สามารถยับยั้งการติดเชื้อของ C. difficile ได้อีกด้วย
การใช้เฟจรักษาโรคติดเชื้อ (phage therapy) ถือเป็นแนวทางการรักษาทางเลือกที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่แบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะ การวิจัยนี้มีส่วนสำคัญในการพัฒนาระบบการรักษาด้วยวิธีนี้ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากการเข้าใจกลไกการติดเชื้อของเฟจอย่างลึกซึ้ง จะนำไปสู่การออกแบบและพัฒนาเฟจที่มีความจำเพาะและประสิทธิภาพสูง ซึ่งช่วยลดโอกาสในการเกิดผลข้างเคียงและเพิ่มโอกาสในการรักษาให้ประสบความสำเร็จ งานวิจัยนี้จึงเป็นก้าวสำคัญในการต่อสู้กับโรคติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรียดื้อยา
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะสมอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมยาและอุตสาหกรรมชีวภาพ เหตุผลคือ:
-
อุตสาหกรรมยา: งานวิจัยนี้มุ่งพัฒนาการรักษาโรคติดเชื้อที่เกิดจาก C. difficile ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญทางสาธารณสุข การค้นพบกลไกการติดเชื้อของเฟจและการระบุโปรตีนที่เกี่ยวข้องจะนำไปสู่การพัฒนายาใหม่หรือการปรับปรุงวิธีการรักษาที่มีอยู่ ซึ่งจะสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจและช่วยลดภาระของระบบสาธารณสุข นอกจากนี้ องค์ความรู้จากงานวิจัยนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาการรักษาโรคติดเชื้ออื่นๆ ที่เกิดจากแบคทีเรียดื้อยาได้อีกด้วย
-
อุตสาหกรรมชีวภาพ: งานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีชีวภาพขั้นสูง เช่น การวิเคราะห์จีโนม การแสดงออกของโปรตีน และการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน องค์ความรู้และเทคโนโลยีที่ได้จากการวิจัยสามารถนำไปใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ชีวภาพอื่นๆ ได้ เช่น การผลิตเอนไซม์ การผลิตสารชีวภาพ หรือการพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจวินิจฉัยโรค
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับผู้เชี่ยวชาญในหลายสาขาอาชีพ ได้แก่:
-
นักวิทยาศาสตร์ด้านจุลชีววิทยา: งานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาแบคทีเรีย เฟจ และปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน ผู้เชี่ยวชาญด้านจุลชีววิทยาจะสามารถนำความรู้ความเชี่ยวชาญมาใช้ในการออกแบบการทดลอง วิเคราะห์ผลการทดลอง และตีความผลลัพธ์ รวมถึงการพัฒนาเทคนิคการทดลองใหม่ๆ
-
นักวิทยาศาสตร์ด้านชีวโมเลกุล: งานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาโปรตีน ยีน และกลไกการควบคุมการแสดงออกของยีน ผู้เชี่ยวชาญด้านชีวโมเลกุลจะมีความรู้และทักษะในการวิเคราะห์ข้อมูลทางชีวโมเลกุล เช่น การวิเคราะห์ลำดับยีน การวิเคราะห์โปรตีโอไมค์ และการวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน
-
แพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านโรคติดเชื้อ: แพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านโรคติดเชื้อสามารถนำองค์ความรู้จากงานวิจัยนี้ไปประยุกต์ใช้ในการรักษาผู้ป่วย การพัฒนาแนวทางการรักษาใหม่ๆ และการพยากรณ์โรค
-
นักวิจัยด้านเภสัชวิทยา: การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเฟจและแบคทีเรียสามารถนำไปสู่การค้นพบเป้าหมายยาใหม่ และการพัฒนายาต้านจุลชีพที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
| รหัสโครงการ : | 12708 |
| หัวหน้าโครงการ : | รศ. ดร. สุรางค์ ชาญกำแหงเดชา |
| ปีงบประมาณ : | 2563 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยมหิดล |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | An attachment between a receptor binding protein (RBP) located at distal tip of phage tail fiber and a host receptor on bacterial outer surface is the primary step of the phage infection cycle. The great diversity of receptor and receptor binding protein is driven by antagonistic coevolution, resulting in the restrictively propagatable hosts of previously described phages. The consequence of phage-host recognition is an ejection of the viral genome followed by several processes to generate the viral progeny. The bacterial host, on the other hand, expresses a set of genes which is accountable for phage resistance. For C. difficile, the structures which are responsible for phage adsorption has never been reported as well as receptor binding module on bacteriophage tail fiber. In addition, the bacterial genes underlie phage infection progression have yet to detail. The specific objectives are: To identify and characterized host receptor for myovirus infecting C. difficile To identify receptor binding modules-encoding genes for myovirus infecting C.difficile To ascertain the gene affecting phage infection progression in C. difficile |
รศ. ดร. สุรางค์ ชาญกำแหงเดชา. (2563). การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเฟจและโฮสต์แบคทีเรียClostridium difficile เพื่อเพิ่มศักยภาพด้านการรักษาโรคติดเชื้อ. มหาวิทยาลัยมหิดล. .
รศ. ดร. สุรางค์ ชาญกำแหงเดชา. 2563. "การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเฟจและโฮสต์แบคทีเรียClostridium difficile เพื่อเพิ่มศักยภาพด้านการรักษาโรคติดเชื้อ". มหาวิทยาลัยมหิดล. .
รศ. ดร. สุรางค์ ชาญกำแหงเดชา. "การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเฟจและโฮสต์แบคทีเรียClostridium difficile เพื่อเพิ่มศักยภาพด้านการรักษาโรคติดเชื้อ". มหาวิทยาลัยมหิดล, 2563. .
รศ. ดร. สุรางค์ ชาญกำแหงเดชา. การศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเฟจและโฮสต์แบคทีเรียClostridium difficile เพื่อเพิ่มศักยภาพด้านการรักษาโรคติดเชื้อ. มหาวิทยาลัยมหิดล; 2563. .