มิติใหม่แห่งการรักษาเบาหวาน การผลิตอินซูลินผ่านนมวัว
หนึ่งในเรื่องน่าปวดหัวสำหรับโรคเบาหวานคืออินซูลิน นอกจากมีกรรมวิธียุ่งยากในการฉีดที่ต้องคอยระมัดระวังทั้งในด้านปริมาณและภาวะแทรกซ้อนที่อาจจะเกิดขึ้นแล้ว อินซูลินยังเป็นยาที่มีราคาแพง แต่จะเป็นอย่างไรหากเราสามารถผลิตอินซูลินผ่านนมวัว
อินซูลิน ฮอร์โมนที่ผลิตจากเซลล์ตับอ่อน ทำหน้าที่หลักในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด ถือเป็นฮอร์โมนสำคัญที่ทำให้ร่างกายสามารถใช้ชีวิตได้ตามปกติ ด้วยเหตุนี้ผู้ป่วยเบาหวานที่ประสบปัญหาในการผลิตอินซูลิน จึงจำเป็นจะต้องได้รับจากภายนอกเพื่อให้สามารถดำรงชีวิตประจำวัน
อย่างไรก็ตามอินซูลินที่มีการใช้งานทั่วไปนั้นมีข้อจำกัดในหลายด้าน ด้วยกระบวนการผลิตอยู่ในวงจำกัดทำให้หลายครั้งอินซูลินมีราคาค่อนข้างสูง อัตราการผลิตอินซูลินในปัจจุบันสวนทางกับอัตราการเพิ่มขึ้นของจำนวนผู้ป่วยเบาหวาน ซึ่งอาจส่งผลต่อปริมาณและราคาอินซูลินในอนาคต
วันนี้เราจึงมาพูดถึงกระบวนการผลิตอินซูลินและข้อจำกัดที่จากอินซูลินในปัจจุบันกันเสียหน่อย
กลไกการผลิตและปัญหาของอินซูลินในปัจจุบัน
อันที่จริงแนวคิดในการผลิตอินซูลินจากสัตว์ไม่ใช่ของใหม่ ย้อนกลับไปในช่วงการผลิตอินซูลินในระยะแรกเองก็ได้รับการผลิตจากตับอ่อนของหมูและวัวเช่นกัน ด้วยอินซูลินที่อยู่ในสัตว์ทั้งสองชนิดมีความใกล้เคียงกับคนมาก แต่อินซูลินชนิดนี้อาจทำให้ผู้รับเกิดอาการแพ้, ผื่นคัน, หายใจติดขัด, ความดันโลหิตลด จึงเริ่มถูกยกเลิกไปในปี 1998
การผลิตอินซูลินในปัจจุบันจะอาศัยการสังเคราะห์จากแบคทีเรีย E.coli โดยเริ่มจากการตัดต่อเซลล์ผลิตอินซูลินออกมาจากดีเอ็นเอของมนุษย์ จากนั้นจึงนำมาเชื่อมกับพลาสมิดของแบคทีเรีย แล้วนำแบคทีเรียที่ได้รับการตัดต่อยีนส์ผลิตอินซูลินเหล่านั้นเข้าสู่กระบวนการเพาะเลี้ยงเพื่อเพิ่มจำนวนมากขึ้น
จุดเด่นของการผลิตอินซูลินจากแบคทีเรียคือ เมื่อสามารถผลิตอินซูลินได้ปริมาณตามต้องการ ที่ต้องทำก็มีเพียงการสกัดฮอร์โมนอินซูลินออกมาจากแบคทีเรีย กำจัดเชื้อเพื่อให้ผู้ได้รับไม่เกิดอาการแพ้หรือผลกระทบทางสุขภาพรูปแบบอื่น ช่วยให้ผู้ป่วยเบาหวานสามารถรับอินซูลินได้อย่างปลอดภัย
นอกจากใช้แบคทีเรียแล้วอีกหนึ่งวิธีที่สามารถใช้ผลิตอินซูลินได้คือยีสต์ ถือเป็นวิธีการผลิตที่มีการใช้งานทั่วไปในปัจจุบัน โดยสามารถแบ่งออกได้หลายชนิดขึ้นกับระยะเวลาออกฤทธิ์ ตั้งแต่ 5 นาที ไปจน 24 ชั่วโมง ขึ้นกับความสะดวกและรูปแบบการใช้ชีวิตของผู้ป่วย
อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบอัตราการผลิตอินซูลินและอัตราการขยายตัวจากผู้ป่วยโรคเบาหวานในปัจจุบัน อาจนำไปสู่การขาดแคลนอินซูลิน อีกทั้งปัจจุบันก็มีผู้ป่วยจำนวนมากที่ไม่สามารถเข้าถึงอินซูลินได้ ด้วยราคาของอินซูลินที่จะทำการฉีดสูงเกินกว่าที่พวกเขาจะสามารถจ่ายไหว
ด้วยเหตุนี้จึงเริ่มมีแนวคิดเพิ่มกำลังอัตราการผลิตอินซูลินผ่านนมวัว
อินซูลินรูปแบบใหม่ที่ได้จากนมวัว
ผลงานนี้เป็นของทีมวิจัยจาก University of Illinois Urbana-Champaign กับแนวคิดในการดัดแปลงพันธุกรรมวัวให้สามารถผลิตและจ่ายอินซูลินแก่ผู้บริโภคได้ผ่านน้ำนม ซึ่งอาจช่วยแก้ปัญหาแก่ผู้ป่วยเบาหวานที่ต้องใช้งานอินซูลินในชีวิตประจำวัน
แนวคิดนี้เริ่มต้นจากส่วนประกอบของอินซูลินที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนเรียงตัวกัน นี่จึงถือเป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่ถูกสร้างขึ้นมาภายในร่างกาย เมื่อรวมกับแนวคิดว่าวัวสามารถผลิตโปรตีนลงไปในน้ำนมและสามารถนำมาใช้ในการบริโภคได้ ดังนั้นในทางทฤษฎีเราอาจทำให้วัวผลิตอินซูลินแล้วนำมาใช้ได้เช่นกัน
ด้วยเหตุนี้ทางทีมวิจัยจึงได้นำเซลล์และดีเอ็นเอมนุษย์ที่ทำหน้าที่ผลิตอินซูลินไปฝังไว้ในตัวอ่อนวัว อาศัยการตัดต่อพันธุกรรมเพื่อทำการฝังและกระตุ้นเซลล์ที่ทำหน้าที่เจริญพันธุ์ไปเป็นต่อมน้ำนมโดยเฉพาะ จากนั้นจึงนำตัวอ่อนเหล่านั้นไปฝังไว้ให้วัวแม่พันธุ์อุ้มท้องเพื่อให้เจริญเติบโตตามปกติ
ผลลัพธ์ที่ได้คือวัวที่ทำการตัดต่อพันธุกรรมไม่มีอินซูลินหรือเซลล์ของมนุษย์ไหลเวียนในเลือดหรืออวัยวะส่วนอื่น แต่สามารถผลิตน้ำนมที่มีอินซูลินออกมาสำเร็จ โดยภายในนมวัวปริมาตร 1 ลิตร จะมีอินซูลินอยู่ราว 2 – 3 กรัม ซึ่งถือเป็นผลลัพธ์ที่น่าพอใจเป็นอย่างยิ่ง
วัวที่พวกเขาทำการทดสอบเป็นวัวทั่วไปปริมาณน้ำนมที่ให้จึงมีไม่มาก แต่หากสามารถดัดแปลงพันธุกรรมวัวนมโดยเฉพาะ อาจสามารถทำการผลิตอินซูลินออกมาได้มากถึง 40 – 50 ลิตร/วัน ซึ่งเมื่อเทียบกับหน่วยอินซูลินที่มีการใช้งานทั่วไปแล้วจะเทียบเท่ากับอินซูลินปริมาณถึง 28,818 ยูนิท
สำหรับผู้ป่วยเบาหวานโดยเฉลี่ยปริมาณอินซูลินที่ต้องทำการฉีดในแต่ละมื้อจะอยู่ที่ 8 – 10 ยูนิท อัตราการบริโภคอินซูลินอยู่ราว 30 – 40 ยูนิท/วัน วัวแต่ละตัวจึงสามารถทำการผลิตอินซูลินออกมาได้เป็นจำนวนมหาศาล ซึ่งอาจช่วยลดต้นทุนการผลิตอินซูลินลงไปมาก
วิธีการนี้จึงอาจช่วยลดราคาอินซูลินในท้องตลาดให้ทุกคนสามารถเข้าถึงได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยเบาหวานทั่วโลก
อย่างไรก็ตามทางทีมวิจัยยืนยันว่าการทดลองของพวกเขายังอยู่ในขั้นเริ่มต้น วัวที่ประสบความสำเร็จในการดัดแปลงพันธุกรรมมีเพียง 10% จากทั้งหมด ข้อจำกัดที่วัวเหล่านี้ไม่สามารถตั้งท้องได้จนต้องใช้ฮอร์โมนเร่งการหลั่งน้ำนม รวมถึงวิธีการสกัดอินซูลินออกมาจากน้ำนมโค แนวทางการผลิตอินซูลินนี้จึงไม่อาจนำมาใช้ได้ในเร็ววัน
แต่นี่ก็ถือเป็นก้าวสำคัญที่อาจช่วยให้ทุกคนสามารถเข้าถึงอินซูลินราคาย่อมเยาว์ได้ในอนาคต
ที่มา
https://il.mahidol.ac.th/e-media/hormone/chapter3/insulin_diabetes_treatment3.htm
https://www.nstda.or.th/home/knowledge_post/insulin/
https://newatlas.com/science/cows-low-cost-insulin-production/