ส่องเทคโนโลยีหา "โครงสร้าง​สามมิติ" กุญแจสู่การพัฒนา​ยา-วัคซีน​โควิด

หนึ่งในข่าวใหญ่แห่งปีในวงการเทคโนโลยีที่พาดหัวอยู่ในสื่อเกือบทุกแขนง ก็คือการเปิดตัวอัลฟาโฟลด์ 2 เอไอทำนายโครงสร้างโปรตีนของกูเกิลดีปมายด์ ที่เป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในวงการชีวเคมีและวงการยา แต่แม้ว่า อัลฟาโฟลด์ 2 จะทำนายโครงสร้างโปรตีนได้ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมาก แต่การทำนายก็คือการทำนาย ข้อมูลที่ได้ก็ยังมีข้อจำกัดและความคลาดเคลื่อนอยู่พอสมควรหากเทียบกับความเป็นจริง 

และในวงการยาที่เดิมพันด้วยชีวิตและความเป็นอยู่ของคน ความคลาดเคลื่อนเพียงแค่นิดเดียวในเรื่องของข้อมูลก็อาจทำให้การตัดสินใจ ผิดพลาดไปได้แบบกู่ไม่กลับ

เมื่อไม่กี่วันก่อน Protein data bank หรือ ธนาคารข้อมูลโปรตีน ได้ปล่อยรูปอินโฟกราฟิกบอกลายแทงโครงสร้างสามมิติของโปรตีนแทบทุกตัวในจีโนมของไวรัส SARS-CoV2 ในคลังข้อมูล ข้อมูลเหล่านี้ไม่ใช่ข้อมูลจากการทำนาย แต่เป็นข้อมูลโครงสร้างของไวรัสที่มาจากการทดลองจริงๆ

 ในอดีตการหาโครงสร้างสามมิติของโปรตีนต้องใช้เทคโนโลยีการตกผลึก และการกระเจิงรังสีเอ็กซ์ ซึ่งยากมากและต้องลุ้นอยู่ตลอดว่าจะได้ผลึกดีๆ เมื่อไร แต่ด้วยความล้ำสมัยของเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่เรียกว่า cryoEM ที่ผลักดันจนความละเอียดของภาพตอนนี้ เห็นได้ในระดับอังสตรอม (เล็กกว่านาโนเมตร 10 เท่า) ทำให้นักวิจัยสามารถถ่ายภาพโปรตีนให้เห็นรายละเอียดเป็นสามมิติได้ลึกซึ้งถึงระดับแต่ละอะตอมโดยไม่ต้องตกผลึก ทำให้เทคโนโลยี cryoEM กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มาแรงที่สุดแห่งยุค 

เทคนิคนี้ทำให้นักวิจัยสามารถสามารถมองเห็นและเข้าใจกลไกต่างๆ ของไวรัสโควิดได้อย่างถ่องแท้ เทคนิคนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลายทีมทั้งจากจีน ยุโรปและสหรัฐสามารถสร้างแบบจำลองโครงสร้างสามมิติของโปรตีนหนามได้ภายในเวลาแค่ไม่ถึงสองเดือนหลังจากที่รู้ลำดับพันธุกรรมของโควิด 

แต่แม้เทคโนโลยีจะเน้นไปในการหาโครงสร้างโมเลกุลซึ่งดูจะเป็นองค์ความรู้พื้นฐานแบบขึ้นหิ้งขั้นสุด แต่องค์ความรู้เช่นนี้ ถ้ารู้วิธีกระชากลงมาจากหิ้ง จะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย และจะกลายเป็นผลประโยชน์มูลค่ามหาศาล 

โครงสร้างโปรตีนหนามทำให้เราสามารถออกแบบวัคซีนเลียนแบบโปรตีนหนาม อย่างเช่น 2P modification และ hexapro ที่มีประสิทธิภาพต้านไวรัสได้ดียิ่งกว่าวัคซีนที่พัฒนามาจากเทคโนโลยีเดิมอย่างเห็นได้ชัด อีกทั้งยังช่วยระบุได้ว่าไวรัสสายพันธุ์กลายตัวไหนจะระบาดได้เก่งกว่า ตัวไหนควรจับตามอง และจะพัฒนาวัคซีนรุ่นใหม่ๆ มาจัดการกับการระบาดของสายพันธุ์กลายได้อย่างไร

เพราะความรู้ความเข้าใจในเชิงโครงสร้างของโปรตีนเป้าหมายยาในไวรัสทำให้เราสามารถเห็นภาพชัดว่ายาตัวไหนน่าจะออกฤทธิ์ได้กับโควิด และช่วยให้นักวิจัยสามารถหายามาช่วยต่อต้านไวรัสได้อย่างทันท่วงที ซึ่งอาจจะดีไซน์ออกมาใหม่ หรือว่าจะ repurpose จากคลังยาต้านไวรัสอื่นๆ ที่เคยมีใช้มาแล้วก็ได้ ยกตัวอย่างเช่น ยา Remdesivir และ molnupiravir ที่ออกฤทธิ์ต้านเอนไซม์ RNA dependent RNA Polymerase ของไวรัส ยับยั้งไม่ให้ไวรัสสามารถสร้างสารพันธุกรรม สร้างลูก สร้างหลานได้ และยา ritonavir หรือ paxlovid ที่ออกฤทธิ์ต้าน เอนไซม์ main protease ทำให้ไวรัสประกอบอนุภาคไวรัสใหม่ไม่ได้ 

การลงทุนกับเทคโนโลยีพื้นฐานที่มีต้นทุนสูงและดูเหมือนจะไกลเกินเอื้อมเหล่านี้ จึงมีความสำคัญยิ่งกับความสามารถในการแข่งขัน และความมั่นคงของประเทศ เพราะไม่ใช่ได้แค่เทคโนโลยีเพื่อสร้างเทคโนโลยี แต่ยังได้เทรนกำลังคนคุณภาพสูงเพื่อตอบโจทย์โลกด้วย ทำให้หลายประเทศทั้งในยุโรป จีน สหรัฐอเมริกา แคนาดา หรือแม้แต่สิงคโปร์ ต่างก็ทุ่มลงทุนกับเทคโนโลยีพื้นฐานแบบนี้กันหมดแล้ว

ในโลกแห่งการเปลี่ยนแปลง เวลาคือสิ่งที่สำคัญที่สุดของวงการนวัตกรรม และจะสร้าง unfair advantage ให้กับผู้ที่เพียบพร้อมไปด้วยข้อมูล เพราะไอเดียที่อาจจะอุบัติใหม่กลายเป็นสตาร์ทอัประดับเซนทอร์ ยูนิคอร์นหรือแม้แต่เดคาคอร์นได้ในระยะเวลาอันสั้น ต้องมาจากข้อมูลเชิงลึกที่หนักแน่นและแม่นยำ 

และที่สำคัญ ในการสร้างวัคซีน หรือยาใหม่ เวลาไม่ใช่แค่ unfair advantage ในการยึดครองตลาด แต่อาจหมายถึงระบบเศรษฐกิจทั้งประเทศ และที่สำคัญยิ่งกว่า คือ ชีวิตคน!