มหิดลวิทย์เจ๋งตรวจ DNA บนผิวเม็ดเลือดแดงนวัตกรรมใหม่วินิจฉัยโรคมะเร็ง

ดร.วรวรงค์ รักเรืองเดช ผู้อำนวยการโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ กล่าวว่า โครงงาน “แนวคิดใหม่แห่งวงการชีวเคมีทางการแพทย์: การตรวจสอบ DNA ของมะเร็งบนผิวเม็ดเลือดแดงโดยใช้เลือดไก่เป็นแบบในการศึกษาเพื่อพัฒนาสู่นวัตกรรมใหม่ในการวินิจฉัยโรคมะเร็งที่รวดเร็ว” เป็นโครงงานของนักเรียนโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ ซึ่งได้รับรางวัลชนะเลิศ (Top Award) จากการประกวดโครงงานระดับประเทศ Young Scientist Competition (YSC 2023) ซึ่งจัดโดย สวทช.

และได้เข้าเฝ้าฯรับพระราชทานถ้วยรางวัลชนะเลิศจากสมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี เมื่อวันที่ 28 มีนาคม 2566 ที่ผ่านมา 
 

อีกทั้งจะเป็นตัวแทนประเทศไทยเข้าร่วมงานการแข่งขันโครงงานวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ระดับโลก Regeneron ISEF 2023  ณ ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีกำหนดจัดขึ้นระหว่างวันที่ 13 -19 พฤษภาคม 2566 ณ เมืองดัลลัส มลรัฐเท็กซัส ประเทศสหรัฐอเมริกา  

ดร.วรวรงค์ กล่าวว่า นักเรียนผู้พัฒนาโครงงานนี้เป็นนักเรียนโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ 3 คน คือ นายวงศกร มาลาลักษมี (น้องกัปตัน) นางสาวมทินา บุญเต็ม (น้องเพชร) และ นางสาวชุตินันต์ สุขพงศ์จิรากุล (น้องไข่มุก) โดยมีอาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานผู้คร่ำหวอดในวงการโครงงานและการวิจัย 2 ท่าน คือ ดร.เกียรติภูมิ รอดพันธ์ ครูสาขาวิชาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ (ครูเจ้าของรางวัล Prime Minister's Science Teacher Award 2020 และ รางวัลพระราชทานบุคคลผู้ทำคุณประโยชน์ต่อเด็กและเยาวชน ประจำปี 2565) และ รศ. ดร. นพ.ปีติ ธุวจิตต์ (อาจารย์แพทย์เจ้าของรางวัลชนะเลิศงานวิจัยและพัฒนาทางวิทยาศาสตร์การแพทย์ DMSc Award ประจำปี 2565) คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล 

ดร.วรวรงค์ กล่าวว่า โครงงานนี้ได้รับรางวัลชนะเลิศระดับประเทศของโครงการ YSC ในปีนี้ ได้ผ่านการคัดกรองข้อเสนอโครงงาน ที่ส่งเข้าประกวดจากทั่วประเทศมากถึง 1,621 โครงงาน และยังต้องผ่านการนำเสนอผลงานอย่างเข้มข้นในทุกกระบวนการ โดยคณะกรรมการผู้ทรงคุณวุฒิได้ทำการเฟ้นหาโครงงานคุณภาพเยี่ยมจากแต่ละภูมิภาค เพื่อเข้าสู่การตัดสินในรอบระดับประเทศ 

โดยน้อง ๆ ทั้ง 3 คน มีความมุ่งมั่นตั้งใจอยากจะสร้างสรรค์โครงงานที่จะเป็นประโยชน์ต่อประชากรทุกคน และมุ่งหวังว่าผลงานของโครงงานที่พัฒนาขึ้นจะเป็นนวัตกรรมและองค์ความรู้ใหม่ ที่จะก่อให้เกิดประโยชน์เป็นวงกว้างต่อสังคมได้

และมองว่าเรื่องโรคภัยไข้เจ็บเป็นเรื่องใกล้ตัวที่หลีกเลี่ยงไม่ได้โดยเฉพาะโรคมะเร็งซึ่งคร่าชีวิตผู้คนรอบตัวเราไปมากมาย ดังนั้นหากสามารถพัฒนาวิธีการตรวจมะเร็งได้รวดเร็วกว่าวิธีการในปัจจุบันได้ก็จะสามารถช่วยชีวิตผู้คนไว้ได้อีกมากมายก่อนที่มะเร็งจะลุกลามไปจนสายเกินแก้  

ผอ.มหิดลวิทยานุสรณ์ กล่าวว่า น้องทั้ง 3 คนจึงได้ค้นคว้าหาข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับโรคมะเร็ง และพบว่าผู้ป่วยโรคมะเร็งจะมี DNA ของมะเร็งอยู่ในกระแสเลือด โดยการตรวจโรคมะเร็งในปัจจุบันที่เป็นการตรวจทางเลือด จะให้ผลที่รวดเร็วกว่าการตรวจด้วยชิ้นเนื้อ แต่การตรวจ DNA ของมะเร็งทางเลือดนั้น จะตรวจจาก DNA ของมะเร็งในน้ำเลือด (plasma) 

แต่เนื่องด้วย plasma เป็นของเหลวที่มีปริมาณมากในเลือดส่งผลให้ปริมาณความเข้มข้น DNA ของมะเร็งค่อนข้างต่ำ ซึ่งถ้าหากเป็นมะเร็งในระยะต้น ๆ ก็อาจจะไม่สามารถตรวจพบได้ น้อง ๆ นักเรียนทั้ง 3 คนจึงมีแนวคิดว่า เนื่องจากเม็ดเลือดแดง ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักที่สำคัญในเลือดเป็นอนุภาคระดับไมครอน ไม่ใช่ของเหลวแบบพลาสมา หากเราสามารถพิสูจน์ได้ว่า DNA ของมะเร็งสามารถอยู่บนเม็ดเลือดแดงได้ ก็จะสามารถตรวจพบ DNA ของมะเร็งได้ดีกว่าการตรวจด้วย plasma เป็นอย่างมาก 

อีกทั้ง เมื่อค้นคว้าเพิ่มเติมก็พบว่า บนผิวเม็ดเลือดแดงจะมีตัวรับ (Receptor) ที่มีคุณสมบัติในการจับกับสารประเภทกรดนิวคลีอิกได้ ซึ่ง DNA ก็เป็นสารประเภทกรดนิวคลีอิก ด้วยเหตุนี้น้อง ๆ ทั้ง 3 คนจึงมีแนวคิดว่าหากเราสามารถตรวจสอบ DNA ของมะเร็งบนผิวเม็ดเลือดแดงได้ก็จะนำไปสู่การพัฒนานวัตกรรมใหม่ในการวินิจฉัยโรคมะเร็งที่รวดเร็ว 

อย่างไรก็ตาม เพื่อความปลอดภัยในการทดลองและป้องกันโรคระบาดและจริยธรรมการทดลองในมนุษย์ น้อง ๆ จึงได้เลือกใช้เลือดไก่ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการบริโภคมาเป็นแบบในการศึกษาเนื่องจากมีข้อมูลว่า Receptor บนผิวเม็ดเลือดแดงของไก่มีคุณสมบัติที่คล้ายกับ Receptor ของคนและสามารถจับกับกรดนิวคลีอิกได้เช่นกัน 

สำหรับกระบวนการทดลองก็จะทำการออกแบบวิธีการทดสอบเพื่อพิสูจน์ว่า DNA ของมะเร็งสามารถจับกับ Receptor ที่ผิวของเม็ดเลือดแดงได้หรือไม่ โดยจะใช้เซลล์มะเร็งเต้านม 2 ชนิดเป็นต้นแบบในการศึกษา และใช้ 2 เทคนิคในการตรวจสอบ ได้แก่ การใช้เทคนิค DNA Hybridization ซึ่งเป็นเทคนิคการนำ DNA Probe มาจับเพื่อแสดงสัญญาณสี และเทคนิค Cross linking ซึ่งเป็นเทคนิคที่ทำให้ DNA ของมะเร็งจับกับ Receptor แน่นขึ้น โดยใช้ Formaldehyde เป็น Crosslinker 

โดยจากผลการทดลองก็พบว่า DNA ของมะเร็งสามารถจับกับ Receptor ที่ผิวของเม็ดเลือดแดงได้ โดยตรวจสอบอัตราส่วนของจำนวนยีนส์โดยการทำ Real-time PCR เพื่อศึกษาว่า DNA ของมะเร็งสามารถจับกับ Receptor บนผิวของเม็ดเลือดแดงได้ในปริมาณมากน้อยเพียงใด 

“แนวคิดของโครงงานที่ตรวจมะเร็งโดยใช้เลือดไก่เป็นแบบในการศึกษานี้ได้รับความสนใจและได้รับความอนุเคราะห์จากทีมวิจัยของ รศ. ดร. นพ.ปีติ ธุวจิตต์ คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล  เพื่อพัฒนาต่อยอดในการทดลองกับเลือดมนุษย์ โดยจากผลการทดลองจากทั้งเลือดไก่และเลือดคนก็พบว่าสามารถตรวจ DNA ของมะเร็งบนผิวเม็ดเลือดแดงทดแทนวิธีการเดิมที่ตรวจจากน้ำเลือดได้สำเร็จ” ดร.วรวรงค์ กล่าว 

รศ.ดร.นพ.ปีติ เจ้าของรางวัลงานวิจัยและพัฒนาทางวิทยาศาสตร์การแพทย์ DMSc Award ประจำปี 2565 ผู้มีส่วนสำคัญในการให้คำแนะนำปรึกษาในการพัฒนาโครงงานนี้ กล่าวว่า แนวคิดการตรวจสอบ DNA ของมะเร็งบนผิวเม็ดเลือดแดงนี้ ถือได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญของวงการชีวเคมีทางการแพทย์ เป็นนวัตกรรมใหม่ที่จะเป็นประโยชน์ต่อวงการสาธารณสุขเป็นอย่างมาก เป็นวิธีการที่ไม่สร้างความเจ็บปวดเท่ากับการตรวจชิ้นเนื้อ และยังสามารถเพิ่มความไวของการตรวจ DNA ในเลือดได้ 

การตรวจ DNA ของมะเร็งบนผิวเม็ดเลือดแดงนี้ หากนำไปพัฒนาสู่กระบวนการการคัดกรองผู้ป่วยมะเร็งได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อการรักษาได้อย่างทันท่วงทีแม้ในมะเร็งที่ไม่พบก้อน ก็จะช่วยรักษาชีวิตผู้คนทั่วโลกที่มะเร็งกำลังจะลุกลามมาในชีวิตของพวกเขาได้