การประยุกต์ใช้เทคนิค FTIR Microspectroscopy ในการวิเคราะห์เชื้อแบคทีเรียดื้อยา
พืชที่พบสาร Apigenin และ Leuteolin
เชือ้ แบคทีเรียดือ้ ยา Enterobacter cloacae, Escherichia coli (E. coli) รวมไปถึง Methiciilin Resistance Staphycoccus aereus (MRSA) เป็นปัญหาทีส่ ำ� คัญ ที่ก่อให้เกิดการแพร่กระจายของเชื้อไปยังใน หมูป่ ระชากร ซึง่ เชือ้ เหล่านีม้ ผี ลท�ำให้เกิดโรค ที่มีลักษณะต่ อต้ านยาปฏิ ชี วนะหลายชนิ ด จ�ำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ทําใหเพิ่มความเสี่ยง ต อ ชี วิ ต ของผู ป ว ยและผู ใ ห ก ารดู แ ลใน โรงพยาบาล E. coli นั้นเป็นเชื้อแบคทีเรียที่ พบได้ในล�ำไส้ ท�ำให้เกิดโรคทางเดินปัสสาวะ อักเสบ และการติดเชื้อในช่องท้อง นอกจาก นัน้ เชือ้ E. coli ยังสามารถสร้างสารพิษได้ ซึง่ เชื้ อ จะก่ อ โรคเมื่ อ เข้ า สู ่ ร ่ า งกายโดยการ รับประทานอาหารและน�้ำทีม่ กี ารปนเปือ้ นเชือ้ E. coli อยู่ ในผู้ป่วยบางราย เชื้อ E. coli สามารถสร้างสารพิษซึง่ มีผลต่อเม็ดเลือดแดง และท� ำ ให้ เ กิ ด ภาวะไตวายได้ ซึ่ ง ปั จ จุ บั น เชื้อ E. coli มีอัตราการดื้อต่อยาที่กว้างและ ในปริมาณที่เพิ่มสูงขึ้น จึงเป็นปัญหาอย่าง มากต่อการรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อ
ชนิดนี้ การพัฒนายาปฏิชีวนะที่จ�ำเป็นต่อ การรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรีย ดื้อยานั้น ได้ถูกคิดค้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งใน ปั จ จุ บั น วงการแพทย์ ใ ห้ ค วามสนใจไปที่ สารสกัดจากธรรมชาติที่มีฤทธิ์ในการยับยั้ง หรือฆ่าเชื้อ หนึ่งในสารที่มีฤทธิ์ในการยับยั้ง เชื้อแบคทีเรีย คือสารฟลาโวนอยด์ (Flavonoid) ซึ่งเป็นสารที่พบได้ในพืชทั่วๆไปซึ่ง สามารถน� ำ มาสกั ด และท� ำ ให้ บ ริ สุ ท ธิ์ ไ ด้ งานวิ จั ย นี้ ไ ด้ พั ฒ นาเทคนิ ค การวิ เ คราะห์ สเปกตรัมรังสีอนิ ฟราเรด (FTIR Microspectroscopy) ในการตรวจสอบและจัดจ�ำแนก เซลล์แบคทีเรียดื้อยาที่ได้รับยาปฎิชีวนะและ สารฟลาโวนอยด์ ที่ ค วามเข้ ม ข้ น ต่ า งๆ ซึง่ เทคนิคนีถ้ อื ว่าเป็นเทคนิคทีร่ วดเร็ว วิธกี าร เตรียมตัวอย่างไม่ยุ่งยาก และใช้เวลาในการ วิ เ คราะห์ น ้ อ ยเมื่ อ เที ย บกั บ การวิ เ คราะห์ ทางด้านจุลชีววิทยา การน�ำเทคนิคนี้มาใช้ วิเคราะห์ตวั อย่างเซลล์แบคทีเรียจึงมีประโยชน์ อย่างมากในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลง
งานวิจัยด้านการแพทย์
กลุ่มวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี และสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน ท�ำการวิจัย การน�ำเทคนิคการวิเคราะห์สเปกตรัมรังสีอนิ ฟราเรด มาใช้ในการตรวจดูการเปลีย่ นแปลงโครงสร้าง ของเชื้อแบคทีเรียดื้อยา เมื่อได้รับสารสกัดจากพืชที่มีคุณสมบัติยับยั้งเชื้อแบคทีเรียที่เรียกว่า “ฟลาโวนอยด์” ผลการวิจัยพบว่าสารดังกล่าวจะท�ำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลของ เชือ้ แบคทีเรีย ท�ำให้มคี วามเป็นไปได้ทจี่ ะน�ำสารดังกล่าวไปพัฒนาเป็นยาต้านเชือ้ แบคทีเรียทีด่ อื้ ยาได้
ของสารชีวเคมีของเซลล์แบคทีเรีย โดยการ วัดการดูดกลืนแสงของสารชีวโมเลกุลเช่น โปรตีน ไขมัน กรดนิวคลีอิก เป็นต้น ผลจากการศึกษาแบคทีเรีย E. coli DMST 20662 ที่ดื้อต่อยา Amoxicillin และ ได้ รั บ สารฟลาโวนอยด์ Apigenin และ Luteolin ด้วยเทคนิคการวิเคราะห์สเปกตรัม รั ง สี อิ น ฟราเรด พบว่ า สารฟลาโวนอยด์ Apigenin และ Luteolin มี ผ ลต่ อ การ เปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารชีวโมเลกุล
โดยท�ำให้ปริมาณของไขมันและกรดนิวคลีอกิ ภายในเซลล์แบคทีเรียเพิ่มขึ้น และมีผลต่อ โครงสร้างของโปรตีน เมือ่ เปรียบเทียบกับเชือ้ E. coli ดื้อยา ดังนั้นสารฟลาโวนอยด์ทั้งสอง ชนิดอาจมีฤทธิ์ในการต้านเชื้อได้ โดยส่งผล ต่ อ โครงสร้ า งของสารชี ว โมเลกุ ล ที่ เ ป็ น องค์ประกอบหลักๆ ภายในเซลล์แบคทีเรีย งานวิจยั นีท้ ำ� ให้ทราบข้อมูลเพือ่ ทีจ่ ะสนับสนุน งานพัฒนาสารตานแบคทีเรียใหมๆ ที่จะ สามารถใช้เป็นยาต้านเชือ้ แบคทีเรียทีด่ อื้ ยาได้
กลไกลการดื้อยาของเชื้อแบคทีเรีย
ผศ. ดร. เกรียงศักดิ์ เอื้อมเก็บ1, นางสาวสุพัชรี ศิริวงศ์1 และ ดร. กาญจนา ธรรมนู2 1 สาขาวิชาชีววิทยา ส�ำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี 2 สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)
เอกสารอ้างอิง เกรียงศักดิ์ เอื้อมเก็บ, สุพัชรี ศิริวงศ์ และ กาญจนา ธรรมนู, “การตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีของ Escherichia coli ดื้อยาที่ผ่านการเติม Amoxicillin และ Apigenin โดยใช้เทคนิค FT-IR Microspectroscopy”, 36th Congress on Science and Technology of Thailand 2010.