'ไบโอเทค-มหิดล' ค้นพบแนวทางการผลิตวัคซีนในกุ้งทะเล

ประเทศไทยผลิตกุ้งเลี้ยงประมาณ 400,000 ตันต่อปี คิดเป็นมูลค่าประมาณ 1 แสนล้านบาท ซึ่งถือเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่มีมูลค่าการส่งออกสูงที่สุดของประเทศ โดยมีส่วนแบ่งในตลาดโลกสูงถึง 8.15% แต่อย่างไรก็ดีอุตสาหกรรมการเลี้ยงกุ้งได้รับผลกระทบอย่างต่อเนื่องจากจากการระบาดของโรคต่างๆ ในกุ้ง สร้างความสูญเสียมากถึง 60% ของผลผลิตในประเทศ โดยการติดเชื้อไวรัสถือเป็นสาเหตุหลักที่ก่อให้เกิดการสูญเสียอย่างรุนแรงทางเศรษฐกิจ

 กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดย ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) นำโดย ดร.กัลยาณ์ ศรีธัญญลักษณา-แดงติ๊บ หัวหน้าทีมวิจัยสุขภาพสัตว์น้ำ และดร.ศุภรัตน์ แตงชัยภูมิ หัวหน้าโครงการวิจัย สังกัดกลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพสัตว์น้ำแบบบูรณาการ และทีมวิจัยจากหน่วยวิจัยเพื่อความเป็นเลิศเทคโนโลยีชีวภาพกุ้ง ภายใต้การให้คำปรึกษาของ ศ.ดร. ทิมโมที เฟลเกล ที่ปรึกษาอาวุโสของ สวทช. ได้ค้นพบองค์ความรู้ใหม่ที่เกี่ยวข้องกับกลไกของระบบการป้องกันตัวของกุ้งจากการติดเชื้อไวรัส ซึ่งเป็นผลจากการศึกษาเรื่องนี้มามากกว่า 1 ทศวรรษ

 

กัลยาณ์ ศรีธัญญลักษณา-แดงติ๊บ หัวหน้าทีมวิจัยสุขภาพสัตว์น้ำ กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพสัตว์น้ำแบบบูรณาการ ไบโอเทค สวทช. กล่าวว่า เมื่อกุ้งมีการติดเชื้อไวรัส กุ้งจะสร้างโมเลกุลชนิดหนึ่งขึ้นมา เรียกว่า circular viral copies DNA หรือ cvcDNA ซึ่งจะเป็นการเลียนแบบสารพันธุกรรมของไวรัส กุ้งจะสร้างรูปแบบของ cvcDNAs ที่หลากหลาย ซึ่งพบว่าถ้ามีการแยกเอา cvcDNAs ต่อเชื้อไวรัสนี้ออกมาจากกุ้งติดเชื้อ และฉีดเข้าไปในกุ้งปกติที่ไม่ติดเชื้อ โมเลกุล cvcDNAs เหล่านี้จะทำหน้าที่เหมือนวัคซีนที่สามารถป้องกันไม่ให้ไวรัสเพิ่มจำนวนในกุ้งปกติ เมื่อกุ้งปกติมีการติดเชื้อไวรัสได้ ผลงานวิจัยนี้ก่อให้เกิดแนวคิดใหม่ในการสร้างวัคซีนสำหรับกุ้ง คือการผลิตโมเลกุล cvcDNAs ต่อเชื้อไวรัสของกุ้งขึ้นในหลอดทดลองและผลิตในปริมาณมากขี้น เพื่อนำมาใช้ผสมอาหารกุ้งและนำไปให้กุ้งกินเพื่อป้องกันการติดเชื้อไวรัสของกุ้งในบ่อเลี้ยง

ด้าน ศุภรัตน์ แตงชัยภูมิ ได้ให้ข้อมูลเพิ่มเติมว่า ทีมวิจัยยังได้ค้นพบองค์ความรู้ใหม่ที่ยังไม่เคยมีผลการศึกษามาก่อน คือ กุ้งสามารถสร้างโมเลกุล cvcDNAs ต่อเชื้อไวรัสได้จากข้อมูลสารพันธุกรรมของไวรัสที่แทรกอยู่ในจีโนมของกุ้งที่เรียกว่า endogenous viral elements (EVEs) มาใช้เป็นต้นแบบได้ด้วย ซึ่งปัจจุบันมีผลงานการวิเคราะห์จีโนมที่สมบูรณ์ของกุ้งทะเลทั้งกุ้งกุลาดำ (Penaeus monodon) และกุ้งขาว (Penaeus vannamei) โดยนักวิจัยต่างประเทศและในประเทศไทย พบว่ามีข้อมูล EVEs หลายชนิดแทรกอยู่ในจีโนมของกุ้งทะเลเป็นจำนวนมาก

ซึ่งคาดว่าน่าจะเป็นกลไกการจดจำไวรัสของกุ้ง และที่สำคัญ EVEs เหล่านี้สามารถถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูกได้ตามลักษณะการถ่ายทอดทางพันธุกรรมตามกฏของเมนเดล (Mandelian Inheritance) ทำให้ทีมวิจัยตั้งสมมติฐานในการทำงานวิจัยเพิ่มเติมถึงความเป็นไปได้ในการพัฒนาสายพันธุ์กุ้งที่มี EVEs ที่สามารถสร้าง cvcDNA ต่อเชื้อไวรัสที่มีความรุนแรง เช่น ไวรัสตัวแดงดวงขาว เพื่อให้ได้กุ้งสายพันธุ์ที่ได้มีความทนต่อเชื้อไวรัสและเชื้อไวรัสไม่สามารถเพิ่มจำนวนในสายพันธุ์กุ้งนี้ได้

 

กัลยาณ์ ให้ข้อมูลเสริมว่า ทีมวิจัยตระหนักว่าความยากของงานวิจัยนี้คือการวิเคราะห์หา EVEs ต่อเชื้อไวรัสตัวแดงดวงขาวที่มีอยู่หลายชนิดและหลายรูปแบบในจีโนมของกุ้ง ว่า EVEs ชนิดใดเป็น EVEs ที่เป็นต้นแบบที่เหมาะสม (protective EVEs) ที่ควรต้องมีในสายพันธุ์ทนไวรัสที่จะสร้างขึ้น ถ้าทราบ ก็จะสามารถตรวจหาพ่อแม่พันธุ์ที่มี protective EVEs ดังกล่าว เพื่อนำมาสร้างลูกพันธุ์ที่ได้รับการถ่ายทอด EVEs นั้นๆ ที่สามารถทนต่อการติดเชื้อไวรัสได้ นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ในการฉีด protective EVEs เข้าไปในรังไข่ของแม่กุ้ง และตรวจหาลูกพันธุ์ที่ได้รับการถ่ายทอด  protective EVEs เหล่านั้นด้วย

ซึ่งการค้นพบองค์ความรู้ดังกล่าวเป็นประโยชน์อย่างมากในการพัฒนาสายพันธุ์กุ้งทะเลทนการติดเชื้อไวรัสโดยใช้กลไกตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นเองในกุ้ง นอกจากนี้ผลงานวิจัยดังกล่าวยังสามารถประยุกต์ใช้ในการสร้างสายพันธุ์ที่ทนต่อการติดเชื้อไวรัสในหนอนไหมและผึ้งที่อยู่ในกลุ่ม arthropod เหมือนกุ้งและเป็นสัตว์เศรษฐกิจที่สำคัญด้วย

ทีมวิจัยขอขอบพระคุณทุนวิจัยที่ได้รับจากบริษัท Guangdong HAID Group Co., Ltd. (China) และไบโอเทค สวทช. ทีมวิจัยขอขอบพระคุณ Dr. DongHuo Jiang ที่ให้โอกาสในการพัฒนาองค์ความรู้ใหม่นี้ พร้อมทั้งให้คำแนะนำและเป็นที่ปรึกษาตลอดโครงการวิจัย