ไบโอเซนเซอร์ระดับเซลล์แบบสามมิติ เพื่อการค้นหายายับยั้งไทโรซีนไคเนสของ อีจีเอฟอาร์
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งพัฒนาไบโอเซนเซอร์ระดับเซลล์แบบสามมิติ (3D) เพื่อใช้ในการค้นหายายับยั้ง epidermal growth factor receptor (EGFR) ซึ่งเป็นเป้าหมายสำคัญในการรักษามะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์ขนาดเล็ก (non-small cell lung cancer, NSCLC) จุดเด่นสำคัญของงานวิจัยนี้คือการใช้เซลล์แบบ 3D แทนแบบ 2D แบบเดิมๆ ซึ่งมีความใกล้เคียงกับสภาวะในร่างกายมากกว่า เซลล์แบบ 2D ขาดปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์กับเซลล์ และเซลล์กับเมทริกซ์ ทำให้ผลลัพธ์จากการทดลองอาจไม่สะท้อนความเป็นจริงในร่างกายได้อย่างแม่นยำ ในขณะที่เซลล์แบบ 3D สามารถจำลองสภาพแวดล้อมของเนื้องอกได้ดีกว่า เช่น การสร้างโพลาไรเซชันของเซลล์ การเปลี่ยนแปลงสภาพของเซลล์ ความแตกต่างของค่า pH และการหลั่งไซโตไคน์ ซึ่งทั้งหมดนี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพของยาในการรักษา
การใช้เทคนิค Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) ในการสร้างตัวรายงานการทำงานของ EGFR เป็นอีกหนึ่งจุดแข็งของงานวิจัยนี้ FRET เป็นเทคนิคที่ไวและแม่นยำในการตรวจวัดปฏิกิริยาทางชีวภาพในระดับโมเลกุล การใช้คู่ของฟลูโอเรสเซนต์โปรตีนที่หลากหลาย (CFP/YFP, GFP/RFP, OFP/MFP) ช่วยให้สามารถเลือกคู่ที่ให้สัญญาณที่ตอบสนองไวที่สุดในทั้งเซลล์แบบ 2D และ 3D ได้ การทดสอบนี้สำคัญมากเพื่อเพิ่มความไวและความแม่นยำของไบโอเซนเซอร์ การคัดเลือกคู่โปรตีนที่เหมาะสมจะเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างไบโอเซนเซอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง
งานวิจัยได้เลือกใช้เซลล์มะเร็งปอด A549 (wildtype EGFR) และ H1975 (double mutant EGFR) เพื่อสร้างไบโอเซนเซอร์ที่สามารถตรวจสอบการทำงานของ EGFR ได้ทั้งในเซลล์ปกติและเซลล์ที่มีการกลายพันธุ์ นี่เป็นการออกแบบที่รอบคอบ เพราะ EGFR มีการกลายพันธุ์หลายชนิดที่ทำให้ต้านทานต่อยา การใช้เซลล์ทั้งสองชนิดช่วยให้สามารถประเมินประสิทธิภาพของสารยับยั้ง EGFR ได้อย่างครอบคลุมมากขึ้น และสามารถค้นพบสารยับยั้งที่มีประสิทธิภาพสูงแม้ในเซลล์ที่มีการกลายพันธุ์
ขั้นตอนสุดท้ายของงานวิจัยคือการใช้ไบโอเซนเซอร์แบบ 3D ที่พัฒนาขึ้นในการคัดกรองสารประกอบต่างๆ จากฐานข้อมูลสารยับยั้ง EGFR นี่เป็นการนำไบโอเซนเซอร์ไปใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ การใช้ไบโอเซนเซอร์ช่วยลดเวลาและต้นทุนในการค้นหายา เนื่องจากสามารถคัดกรองสารประกอบจำนวนมากได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะนำไปสู่การค้นพบสารยับยั้ง EGFR รุ่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีความปลอดภัย ซึ่งจะช่วยยกระดับการรักษาโรคมะเร็งปอดได้อย่างมีนัยสำคัญ
อย่างไรก็ตาม งานวิจัยนี้ยังมีข้อจำกัดบางประการ เช่น จำเป็นต้องศึกษาความสามารถในการทำนายผลการรักษาในคนจากการทดสอบในเซลล์แบบ 3D รวมถึงการศึกษาผลข้างเคียงของสารยับยั้ง EGFR ที่ค้นพบ ซึ่งจำเป็นต้องมีการทดลองเพิ่มเติมในสัตว์ทดลองและในมนุษย์ นอกจากนี้ การปรับขนาดของไบโอเซนเซอร์เพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์ก็เป็นอีกหนึ่งประเด็นที่ควรพิจารณา
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมยาและเทคโนโลยีชีวภาพ เนื่องจากผลลัพธ์ของงานวิจัยนี้สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาและค้นหายารักษาโรคมะเร็งปอดได้โดยตรง ไบโอเซนเซอร์แบบ 3D ที่พัฒนาขึ้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนในการค้นหายา ทำให้บริษัทผู้ผลิตยาสามารถค้นพบยาใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีความปลอดภัย ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มรายได้และขยายตลาดได้ นอกจากนี้ เทคโนโลยีไบโอเซนเซอร์ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในงานวิจัยอื่นๆ เช่น การศึกษาชีววิทยาของเซลล์มะเร็งและการพัฒนายาต้านมะเร็งชนิดอื่นๆ ได้อีกด้วย อุตสาหกรรมเครื่องมือทางการแพทย์ก็อาจได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้เช่นกัน เนื่องจากไบโอเซนเซอร์สามารถนำมาพัฒนาเป็นเครื่องมือวินิจฉัยโรคมะเร็งปอดที่มีประสิทธิภาพสูง
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับผู้เชี่ยวชาญหลายสาขา โดยเฉพาะนักวิทยาศาสตร์ด้านชีววิทยาโมเลกุล นักวิทยาศาสตร์ด้านเซลล์ และนักวิจัยด้านเภสัชวิทยา ผู้ที่มีความเชี่ยวชาญในด้านการเพาะเลี้ยงเซลล์ การวิเคราะห์ข้อมูลทางชีวภาพ และการพัฒนาไบโอเซนเซอร์ นอกจากนี้ นักวิจัยในอุตสาหกรรมยาและเทคโนโลยีชีวภาพก็สามารถนำความรู้จากงานวิจัยนี้ไปใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ได้เช่นกัน รวมถึงแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านมะเร็งปอด ก็สามารถนำผลลัพธ์จากงานวิจัยนี้ไปใช้ในการรักษาผู้ป่วยได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
| รหัสโครงการ : | 12687 |
| หัวหน้าโครงการ : | รศ. เกียรติทวี ชูวงศ์โกมล |
| ปีงบประมาณ : | 2563 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์และสุขภาพ |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | The objectives of this research are to establish a novel platform for preclinical based drug screening by generating the stable lung cancer cell lines, A549 and H1975 to represent wildtype and double mutant EGFR, respectively, that were expressed a fluorescent EGFR activation repoter. These includes four objectives To create a sensitive fluorescent EGFR activation repoter for in vitro characterization. To generate cellular biosensors on the stable lung cancer cell lines, A549 and H1975. To develop pre-clinical NSCLC cellular biosensors in 3D cell format. To screen drug libraries with 3D cellular biosensors |
รศ. เกียรติทวี ชูวงศ์โกมล. (2563). ไบโอเซนเซอร์ระดับเซลล์แบบสามมิติ เพื่อการค้นหายายับยั้งไทโรซีนไคเนสของ อีจีเอฟอาร์. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. .
รศ. เกียรติทวี ชูวงศ์โกมล. 2563. "ไบโอเซนเซอร์ระดับเซลล์แบบสามมิติ เพื่อการค้นหายายับยั้งไทโรซีนไคเนสของ อีจีเอฟอาร์". มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. .
รศ. เกียรติทวี ชูวงศ์โกมล. "ไบโอเซนเซอร์ระดับเซลล์แบบสามมิติ เพื่อการค้นหายายับยั้งไทโรซีนไคเนสของ อีจีเอฟอาร์". มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, 2563. .
รศ. เกียรติทวี ชูวงศ์โกมล. ไบโอเซนเซอร์ระดับเซลล์แบบสามมิติ เพื่อการค้นหายายับยั้งไทโรซีนไคเนสของ อีจีเอฟอาร์. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์; 2563. .