วัคซีนแบบกินจากสาหร่าย โลกใหม่ของไบโอเทค

การฉีดวัคซีนที่เราทำกันบ่อยๆ เป็นการกระตุ้นให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันเพื่อป้องกันโรคร้ายแรงต่างๆ ที่จะเกิดกับมนุษย์เช่นเดียวกับสัตว์เลี้ยง

การฉีดวัคซีนให้โค กระบือ แพะ สุนัข หรือแมวคงไม่ใช่เรื่องยาก เมื่อเทียบกับการฉีดวัคซีนให้กับสัตว์น้ำ เช่น ปลา หรือกุ้ง ซึ่งต้องใช้ความเชี่ยวชาญและแรงงานจำนวนมาก กว่าจะฉีดให้ทั่วถึงและครบทุกตัว ลองจินตนาการต่อว่าการฉีดวัคซีนควรเริ่มฉีดตั้งแต่วัยเด็ก

ดังนั้น การฉีดวัคซีนในลูกปลาและลูกกุ้ง คงทุลักทุเลน่าดู ทั้งในเรื่องการจับฉีดทีละตัวให้ครบทั้งบ่อ ทั้งขนาดของลูกปลาหรือลูกกุ้งที่อาจเล็กเพียง 2 เท่าของปลายเข็มฉีดยาเบอร์เล็กสุด

ซึ่งนอกจากจะประสบปัญหาขาดแรงงานที่มีความเชี่ยวชาญในการฉีดแล้ว กว่าจะฉีดให้ครบทุกตัว คนฉีดคงอ่อนแรงและปวดเมื่อยจนแรงฉีดไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้อัตราการอยู่รอดหลังการฉีดของลูกปลาและลูกกุ้งลดลงอีก

ปัจจุบันนักวิจัยได้พัฒนาวิธีการนำส่งวัคซีนสำหรับใช้ในสัตว์น้ำแทนที่จะใช้การฉีด เปลี่ยนเป็นการนำส่งวัคซีนทางปาก โดยจะต้องมีตัวนำส่งวัคซีน และหนึ่งในตัวนำส่งวัคซีนที่ได้รับความสนใจในปัจจุบันคือ “สาหร่าย”

ทั้งนี้เนื่องจากสาหร่ายมีขนาดเล็กเหมาะสมกับขนาดปากของสัตว์น้ำวัยอ่อน เพาะเลี้ยงได้ง่าย ให้ผลผลิตสูง มีคุณค่าทางอาหาร มีข้อมูลรหัสพันธุกรรมครบถ้วน และสามารถดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อให้ผลิตสารสำคัญ 

หรือวัคซีนที่ช่วยเสริมภูมิคุ้มกันในสัตว์ หรือสามารถใช้เป็นตัวนำส่งสารสำคัญหรือผลิตภัณฑ์อื่นๆ เพื่อป้องกันการแพร่ระบาดของโรคระบาดในสัตว์น้ำได้อีกด้วย

ที่สำคัญไปกว่านั้น เดิมนักวิจัยมักดัดแปลงพันธุกรรมของแบคทีเรีย ยีสต์ และราในการผลิตผลิตภัณฑ์เพื่อใช้เป็นวัคซีน โดยใช้ยีนต้านยาปฏิชีวนะเป็นยีนคัดเลือก (Selectable marker gene) เพื่อช่วยบ่งชี้ว่ามียีนที่ต้องการตัดแต่งพันธุกรรมได้ถูกตัดต่อเข้าสู่สิ่งมีชีวิตแล้ว

ปัจจุบันนักวิจัยได้พัฒนากระบวนการดัดแปลงพันธุกรรมในสาหร่าย โดยใช้ยีนที่ช่วยในการสังเคราะห์แสงเป็นยีนคัดเลือก ทดแทนการใช้ยีนต้านยาปฏิชีวนะเป็นยีนคัดเลือกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแบคทีเรียและยีสต์

ทำให้การใช้สาหร่ายมีข้อได้เปรียบกว่าการใช้แบคทีเรียและยีสต์ เนื่องจากมั่นใจได้ว่าจะไม่มียีนต้านยาปฏิชีวนะตกค้างในระบบการผลิตและการนำส่งวัคซีนให้กับสัตว์น้ำ

การใช้สาหร่ายขนาดเล็กเป็นระบบผลิตสารสำคัญ เช่น โปรตีน ฮอร์โมน และวัคซีน และเป็นระบบนำส่งวัคซีนไปยังสัตว์น้ำผ่านทางปากนั้น ทำให้สาหร่ายกลายเป็น “วัคซีนที่รับประทานได้” (edible vaccines)  เป็นวิธีการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและไม่ก่อให้เกิดปัญหายีนดื้อยาปนเปื้อนลงสู่ระบบนิเวศอีกด้วย 

อุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเป็นอุตสาหกรรมใหญ่ มีมูลค่ากว่า 184,368 ล้านบาทต่อปีในไทย และมีมูลค่าถึง 227,490,000,000 ดอลลาร์สหรัฐทั่วโลก คาดกันว่าโรคระบาดในสัตว์น้ำสร้างความสูญเสียให้กับเศรษฐกิจโลกปีละกว่า 60,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ทางหนึ่งในการลดการสูญเสียคือการพัฒนาวัคซีนที่นำมาใช้ในอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำนั่นเอง

TransAlgae บริษัทสตาร์ทอัพด้านเทคโนโลยีชีวภาพของอิสราเอล ได้คิดค้นระบบการนำส่งยาทางปากสำหรับสัตว์และพืช โดยพัฒนาการใช้สาหร่ายมาเป็นระบบในการผลิตวัคซีนและอินซูลิน และใช้สาหร่ายเป็นตัวนำส่งยาผ่านการรับประทาน

อินซูลินซึ่งเป็นโปรตีน ไม่สามารถบริโภคทางปากได้ เนื่องจากโปรตีนเหล่านี้จะถูกย่อยหรือเสื่อมสภาพเมื่อผ่านระบบทางเดินอาหาร จึงจำเป็นต้องใช้การฉีดผ่านผิวหนังแทน แต่การฉีดต้องอาศัยผู้ที่มีทักษะและอาจทำให้เกิดความเจ็บปวดระหว่างการฉีดได้

การใช้สาหร่ายเป็นตัวนำส่งอินซูลลินผ่านการรับประทานในหนูทดลอง พบว่าอินซูลินสามารถผ่านจากปากไปยังกระเพาะอาหารเพื่อย่อยและดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดได้ ทั้งนี้เนื่องจากสาหร่ายมีผนังเซลล์หนาสามารถผ่านการย่อยเพื่อดูดซึมต่อไปได้

ในประเทศไทยเองก็มีการวิจัยนำทีมโดย ดร.วรรณวิมล ศักดิ์เสมอพรหม และดร.เพทาย จรูญนารถ ได้พัฒนาการใช้สาหร่ายเป็นวัคซีนรับประทานได้สำเร็จในสัตว์น้ำ

อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำในประเทศไทยยังเผชิญโรคระบาดอีกหลายชนิด ประกอบกับเทคโนโลยีการใช้สาหร่ายเป็นวัคซีนรับประทานได้ยังขาดองค์ความรู้อีกหลายด้าน ทั้งการผลิต การเพิ่มปริมาณ และการเก็บเกี่ยวสาหร่ายที่ผลิตได้เพื่อนำไปใช้งาน 

ปัจจุบันทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ได้ร่วมกับทีมวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพปลาและกุ้ง ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ หรือไบโอเทค ศึกษาการใช้สาหร่ายเป็นวัคซีนรับประทานได้

ในการเสริมสร้างภูมิคุ้มกัน ป้องกัน รักษา และลดความความรุนแรงที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเศรษฐกิจ และในอนาคตอันใกล้สาหร่ายวัคซีนรับประทานได้ อาจจะมาถึงมนุษย์ก็เป็นได้