งานวิจัยพัฒนายาเคมีโมเลกุลเล็กและนวัตกรรมโพลิเมอร์ เพื่อความมั่นคงทางยาและการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ของประเทศ

ศาสตราจารย์ ดร.สมเด็จพระเจ้าน้องนางเธอ เจ้าฟ้าจุฬาภรณวลัยลักษณ์ อัครราชกุมารี
กรมพระศรีสวางควัฒน วรขัตติยราชนารี
ศาสตราจารย์เกียรติคุณ ดร.สมศักดิ์ รุจิรวัฒน์
รองศาสตราจารย์ ดร.สุพรรณา เตชะสกุล
ห้องปฏิบัติการวิจัยด้านเคมี

บทนำ

การอุบัติใหม่หรืออุบัติซ้ำของโรคต่าง ๆ ล้วนส่งผลกระทบต่อการดำเนินชีวิตของประชาชน รวมทั้งเศรษฐกิจ และสังคม ความมั่นคงทางยาจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการพึ่งพาตนเอง และลดการนำเข้าวัตถุดิบทางยาที่จำเป็นต่อการผลิตยาโมเลกุลเล็กประเภทต่าง ๆ เช่นยาแก้ไข้ บรรเทาปวด ลดการอักเสบ รวมทั้งยาต้านจุลชีพ (ยาฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ยาต้านไวรัส) และยารักษามะเร็ง เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ประเทศไทยยังขาดการผลิตวัตถุดิบทางยาหรือสารออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรม (active pharmaceutical ingredient: API) ดังกล่าวอย่างยั่งยืน ซึ่งส่วนหนึ่งเป็นเพราะยังมีองค์ความรู้ที่สามารถนำไปพัฒนาต่อเพื่อใช้ในการผลิตไม่เพียงพอ แม้ว่าจะมีองค์ความรู้พื้นฐานอยู่หลายส่วนแล้วก็ตาม

ห้องปฏิบัติการวิจัยด้านเคมี สถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ประกอบด้วยห้องปฏิบัติการฯ 3 ส่วนได้แก่ ห้องปฏิบัติการวิจัยผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ ห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชเคมี และห้องปฏิบัติการวิจัยอินทรีย์เคมีสังเคราะห์ ซึ่งร่วมทำงานวิจัยตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำ เพื่อให้มีความเชื่อมโยงจากงานวิจัยพื้นฐานที่มุ่งเน้นการสร้างองค์ความรู้ใหม่ไปถึงงานวิจัยประยุกต์ที่เป็นการต่อยอดและบูรณาการศาสตร์หลายสาขาที่เน้นการนำผลงานวิจัยไปใช้ประโยชน์ โดยมีวัตถุประสงค์หลักในการค้นคว้าและพัฒนาสารอินทรีย์ที่แสดงฤทธิ์ทางชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับโรคภัยต่าง ๆ และมีศักยภาพในการนำไปพัฒนาให้เป็นยาเคมีโมเลกุลเล็ก ทั้งนี้สารอินทรีย์ดังกล่าวอาจจะเป็นสารผลิตภัณฑ์ธรรมชาติชนิดหนึ่งที่พืชหรือจุลชีพสร้างขึ้น (เช่นเชื้อรา แบคทีเรีย) สารสังเคราะห์เลียนแบบธรรมชาติ อนุพันธ์ที่เกิดจากการปรับเปลี่ยนโครงสร้างโดยตรงของสารผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ หรืออนุพันธ์ที่ออกแบบขึ้นใหม่โดยได้รับแรงบันดาลใจจากโครงสร้างสารผลิตภัณฑ์ธรรมชาติที่อาจมีความซับซ้อน นอกจากนี้ยังครอบคลุมการศึกษาคุณสมบัติทางยาในเบื้องต้นเช่น คุณสมบัติเคมีเชิงกายภาพ การละลายน้ำ  ความสามารถในการเข้าสู่เซลล์เป้าหมายและมีปฏิสัมพันธ์ต่อสารชีวโมเลกุลเป้าหมายอย่างมีความเฉพาะเจาะจง ความเป็นพิษต่อเซลล์ปกติต่ำ รวมทั้งกลไกการแสดงฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยงานวิจัยเหล่านี้อาศัยเครือข่ายความร่วมมืองานวิจัยกับนักวิจัยที่มีความเชี่ยวชาญจากห้องปฏิบัติการวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ภายในสถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ หรือคณาจารย์ที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านจากมหาวิทยาลัยทั้งภายในและต่างประเทศ เพื่อเป็นการยกระดับคุณภาพงานวิจัยพื้นฐานที่มุ่งพัฒนาประสิทธิภาพ ประสิทธิผลในการค้นคว้าและพัฒนายาเคมีโมเลกุลเล็ก

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าห้องปฏิบัติการวิจัยด้านเคมีจะร่วมกันทำงานวิจัยพื้นฐานอย่างมุ่งมั่น กลไกสำคัญในการเชื่อมต่อองค์ความรู้จากงานวิจัยดังกล่าวสู่ความเป็นไปได้ในการผลิตยาเคมีโมเลกุลเล็กเชิงพาณิชย์ในประเทศไทยยังเป็นสิ่งที่ท้าทายอยู่มากเนื่องจากยังขาดแคลนงานวิจัยด้านเคมีกระบวนการ (process chemistry) ซึ่งเป็นฟันเฟืองช่วงกลางน้ำเป็นอย่างมาก ซึ่งปัญหาเชิงประจักษ์เหล่านี้ส่งผลกระทบต่อปัญหาความมั่นคงทางยาเคมีโมเลกุลเล็กของประเทศอย่างชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่มีการแพร่ระบาดของโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 ที่ผ่านมา ในการนี้ห้องปฏิบัติการวิจัยด้านเคมีจึงร่วมกันพัฒนาเคมีกระบวนการซึ่งเป็นการขยายขนาดการสังเคราะห์ยาเคมีโมเลกุลเล็กขึ้นเพื่อตอบโจทย์ที่สำคัญของสังคมและประเทศ โดยมีวัตถุประสงค์หลักในการนำองค์ความรู้และความสำเร็จจากงานวิจัยพื้นฐานในระดับห้องปฏิบัติการสู่การสังเคราะห์ในระดับกิโลกรัม (pre-pilot) ซึ่งเป็นสิ่งที่ยังต้องได้รับการพัฒนาทั้งในเชิงองค์ความรู้และด้านการปฏิบัติจริงอย่างต่อเนื่องเพื่อนำไปสู่การผลิตสารออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรมในระดับกึ่งอุตสาหกรรมได้อย่างยั่งยืน

นอกจากนี้ ทางห้องปฏิบัติการวิจัยด้านเคมียังได้พัฒนางานวิจัยประยุกต์ด้านนวัตกรรมโพลิเมอร์เพื่อนำไปใช้เป็นวัสดุปิดแผล โดยได้ผสมผสานการนำองค์ความรู้ด้านสารสกัดผลิตภัณฑ์ธรรมชาติที่สามารถฆ่าเชื้อจุลชีพเข้ามาใช้ในวัสดุปิดแผลที่พัฒนาขึ้นเองจากองค์ความรู้ด้านโพลิเมอร์ในระดับห้องปฏิบัติการซึ่งมีศักยภาพในการนำไปขยายระดับการผลิตที่เหมาะสมต่อการนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรมได้ เพื่อลดการนำเข้าวัสดุปิดแผลจากต่างประเทศซึ่งเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่สำคัญต่อผู้สูงอายุหรือผู้ป่วยโรคเรื้อรังบางอย่าง เช่นเบาหวาน ซึ่งจำเป็นต้องมีการรักษาบาดแผลต่าง ๆ ให้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

จากที่ได้กล่าวมาแล้วทั้งหมดจะเห็นได้ว่าห้องปฏิบัติการวิจัยด้านเคมีมีความพร้อมทั้งทางด้านบุคลากรวิจัยและโครงสร้างห้องปฏิบัติการในการสร้างสรรค์งานวิจัยพื้นฐานสู่ความเป็นไปได้ในการผลิต เพื่อตอบโจทย์ปัญหาด้านความมั่นคงทางยาเคมีโมเลกุลเล็กและนวัตกรรมโพลิเมอร์เพื่อให้สังคมและประเทศชาติสามารถพัฒนาได้อย่างยั่งยืน

ทั้งนี้ในบทความต่อ ๆ ไปจะนำเสนอเนื้อหาเชิงลึกของงานวิจัยต้นน้ำ กลางน้ำและปลายน้ำ โดยจะเริ่มต้นจากงานวิจัยด้านสารผลิตภัณฑ์ธรรมชาติโดยให้ความสำคัญต่อการระบุอัตลักษณ์ของสารแสดงฤทธิ์ทางชีวภาพต่าง ๆ เช่น ฤทธิ์ต้านมะเร็ง ต้านการเจริญเติบโตของจุลชีพ ลดการอักเสบ ลดอนุมูลอิสระ เป็นต้น ที่มีอยู่ในพืชและสมุนไพร ในลำดับต่อไป