การพัฒนาอนุภาคนาโนของสารออกฤทธิ์จากมังคุด

บทคัดย่อ

โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อเพิ่มมูลค่าให้มังคุดซึ่งเป็นราชินีแห่งผลไม้ของ ประเทศไทย โดยการรวบรวมเปลือกผลมังคุดมาสกัดแบบแยกส่วนโดยใช้ตัวทำละลาย คือ เฮกเซน เอทิลอะซิเตต บิวทานอล และเมทานอล ตามลำดับ พบว่าสารสกัดจากเมทานอลแสดงฤทธิ์ต้าน ออกซิเดชันมากที่สุด ในขณะที่สารสกัดจากเอทิลอะซิเตตแสดงฤทธิ์ฆ่าเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ได้ดี ที่สุด การวิเคราะห์โดยอาศัยโครมาโตกราฟีเหลวความดันสูงพบว่าสารสกัดจากเอทิลอะซิเตตมี สารอัลฟาแมงโกสตินเป็นองค์ประกอบหลัก ได้ทำการสกัดแยกสารสกัดจากเอทิลอะซิเตตเพิ่มเติม พบว่าได้สารสกัดที่มีความบริสุทธิ์มากขึ้นเรียกว่าแซนโทน เมื่อนำแซนโทนไปศึกษาโดยวิธีเอกเรย์ ดิฟแฟรกโตเมทรีพบว่าแซนโทนมีโครงสร้างภายในเป็นผลึก เมื่อนำไปศึกษาพฤติกรรมเมื่อได้รับ ความร้อน พบว่ามีพีคของการหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 180 องศาเซลเซียส การศึกษาสมบัติการ ละลายของแซนโทน พบว่าแซนโทนละลายน้ำยากมาก และการที่มีสมบัติละลายน้ำยากนี้เองทำให้ การนำแซนโทนไปประยุกต์ใช้ในวงการแพทย์และเภสัชมีข้อจำกัดโครงกาวิจัยนี้จึงได้นำ เทคโนโลยีนาโนด้วยการใช้พอลิเมอริกไมเซลล์มาประยุกต์ใช้กับแซนโทน เพื่อแก้ไขปัญหา เหล่านั้นโดยได้ทำการศึกษากับสารพอลิเมอร์ 3 ชนิด ได้แก่ mPEG-b-p(HPMAm-Lac2) พอลอกซา- เมอร์ 407 และพอลอกซาเมอร์ 188 ผลการทดลองพบว่าปริมาณแซนโทนที่ถูกกักเก็บในไมเซลล์ แตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของพอลิเมอร์ พบว่า mPEG-b-p(HPMAm-Lac2) เป็นพอลิเมอร์ที่ เหมาะสมที่สุดสำหรับแซนโทนโดยสามารถกักเก็บแซนโทนได้ในปริมาณมากที่สุด จึงได้นำพอลิ- เมอร์นี้มาใช้ในขั้นตอนต่อไป การศึกษาสมบัติการละลายพบว่าแซนโทนที่ถูกกักเก็บในไมเซลล์ สามารถละลายน้ำได้มากกว่าเดิมถึง 20 เท่าตัว และสามารถออกฤทธิ์ฆ่ามะเร็งได้ดีกว่าที่ไม่ถูกกัก เก็บในไมเซลล์ ยิ่งไปกว่านั้นพบว่าแซนโทนที่ถูกกักเก็บในเซลล์สามารถฆ่าเซลล์มะเร็งชนิดดื้อยา ได้ดีกว่าแซนโทนที่ไม่ถูกกักเก็บในไมเซลล์ ในบรรดาเซลล์มะเร็ง 4 ชนิดที่นำมาศึกษาคือ เซลล์มะเร็ง K562 ชนิดไม่ดื้อยา เซลล์มะเร็ง K562 ชนิดดื้อยา เซลล์มะเร็ง GLC4 ชนิดไม่ดื้อยา และเซลล์มะเร็ง GLC4 ชนิดดื้อยา พบว่าแซนโทนที่ถูกกักเก็บในไมเซลล์สามารถฆ่าเซลล์มะเร็ง K562 ชนิดดื้อยาได้มากที่สุด รองลงมาเป็นเซลล์มะเร็ง GLC4 ชนิดดื้อยา โดยมีความเข้มข้นที่ สามารถฆ่าเซลล์มะเร็งได้ร้อยละ 50 เท่ากับ 1.9?0.2 และ 3.4?0.1 ไมโครกรัม/มิลลิลิตรตามลำดับ การศึกษาสารสกัดบริสุทธิ์ แมงโกสตินชนิด แอลฟา ต่อความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาว 4 ชนิด (K562, Molt4, U937 และ HL60) พบว่าให้ผลของความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งที่อยู่ในช่วง 9.3- 13.1 ไมโครโมล่าร์ (4.3 – 6.06 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร) เมื่อศึกษาผลของแซนโทนต่อการทำลาย เซลล์มะเร็ง พบว่าได้ค่า IC50 จากการทดสอบในเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาว ชนิด K562, Molt4 และ HL60 ที่มีค่าใกล้เคียงกับ สารสกัด แมงโกสตินชนิดแอลฟา (5.1-5.6 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร) นอกจากนี้ยังได้ทำการศึกษาในเซลล์มะเร็งลำไส้ (Caco2) และ มะเร็งปากมดลูก (KB-3-1) ร่วมด้วย พบว่าสามารถยับยั้งเซลล์มะเร็งได้เช่นกัน มีค่า IC50 เท่ากับ 11.4 ? 1.8 และ 10.2 ? 0.8 ไมโครกรัม/ มิลลิลิตรตามลำดับ เมื่อศึกษานาโนแซนโทนพบว่าสามารถทำลายเซลล์มะเร็งได้ แต่น้อยกว่าสาร สกัดแซนโทน โดยเฉลี่ย ประมาณ 1.5 เท่า อาจจะเนื่องมาจากระยะเวลาในการปลดปล่อยสารจาก อนุภาคนาโนด้วย ผลการทดลองยังพบว่าโพลิเมอร์ที่ใช้ในการผลิตอนุภาคนาโน ไม่มีความเป็นพิษ ต่อเซลล์มะเร็ง (IC50 > 100 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร) เมื่อทำการทดสอบฤทธิ์ของสารสกัดแมงโกสติ นบริสุทธิ์ ชนิดแอลฟา ต่อการแสดงออกของโปรตีนวิล์มทูเมอร์วันในเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิด Molt4 และ K562 ซึ่งใช้เป็นเซลล์ต้นแบบในการศึกษาการแสดงออกของโปรตีนวิล์มทูเมอร์วันโดย วิธี Western blot ที่ความเข้มข้นที่ไม่เป็นพิษ (IC20) พบว่าสามารถลดการแสดงออกของโปรตีนวิล์ม ทูเมอร์วันแบบเป็นไปตามระยะเวลา และความเข้มข้นที่เพิ่มมากขึ้น ทั้งในเซลล์ K562 และ Molt4 ได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p<0.05) โดยพบว่าระยะเวลาในการออกฤทธิ์ยับยั้งการแสดงออกของ โปรตีน WT1 ในเซลล์ทั้งสอง มีระยะเวลาที่แตกต่างกัน ในเซลล์ K562 พบว่าใช้ระยะเวลาในการ ยับยั้งอยู่ในช่วง 12 ชั่วโมง ส่วนในเซลล์ Molt4 ใช้ระยะเวลา ในช่วง 48 ชั่วโมง เมื่อทำการศึกษาผล ของการยับยั้งในระดับ เอ็มอาร์เอ็นเอ พบว่าสารสกัดแมงโกสตินชนิดแอลฟาก็สามารถยับยั้งการ แสดงออกของวิล์มทูเมอร์วันเอ็มอาร์เอ็นเอ โดยใช้เซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวต้นแบบ ที่เป็นชนิด K562 และ Molt4 พบว่าผลการทดลองเป็นไปตามความเข้มข้นที่เพิ่มมากขึ้น และเวลาที่เพิ่มมากขึ้น และเมื่อทำการศึกษาผลของแซนโทนและอนุภาคนาโนแซนโทนต่อการแสดงออกของโปรตีนวิล์ม ทูเมอร์วันในเซลล์ K562 ผลการทดลองพบว่าให้ผลในการยับยั้งที่น้อยกว่า สารสกัดแมงโกสตินบริ สุทธิ์ชนิดแอลฟา แต่เมื่อเปรียบเทียบที่ระดับความเข้มข้นเดียวกันของทั้งสารสกัดแมงโกสตินบริ สุทธิ์ชนิดแอลฟา แซนโทน และอนุภาคนาโนแซนโทน (3.5 ไมโครกรัม/มิลลิลิตรหรือ ?8 ไมโคร โมล่าร์) พบว่าสารสกัดแมงโกสตินบริสุทธิ์ ชนิดแอลฟาสามารถยับยั้งได้ 30% และแซนโทน สามารถยับยั้งได้ 27% ส่วนอนุภาคนาโนแซนโทนลดได้เพียง 17% ส่วนในเซลล์ Molt4 พบว่าการ ยับยั้งเมื่อเปรียบเทียบที่ระดับความเข้มข้นเดียวกัน (4.2 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร หรือ ?9 ไมโครโม ล่าร์) พบว่าสารสกัดแมงโกสตินบริสุทธิ์ชนิดแอลฟาสามารถยับยั้งได้ 56% และแซนโทนสามารถ ยับยั้งได้ 7% ส่วนอนุภาคนาโนของแซนโทน ลดได้เพียง 4% เมื่อศึกษาผลของแซนโทนและ อนุภาคนาโนของแซนโทนต่อการยับยั้งการแสดงออกของยีนในระดับเอ็มอาร์เอ็นเอ พบว่าการ ยับยั้งดูชัดเจนมากกว่าในระดับของโปรตีนมาก จากการเปรียบเทียบในเซลล์ K562 ที่ใช้ความ เข้มข้นของทั้งสารสกัดแมงโกสติน บริสุทธิ์ ชนิดแอลฟา แซนโทนและอนุภาคนาโนของแซนโทน ในปริมาณที่เท่ากัน (3.5 ไมโครกรัม/มิลลิลิตรหรือ ?8 ไมโครโมล่าร์) สามารถยับยั้งการแสดงออก ของยีนวิล์มทูเมอร์วันในระดับเอ็มอาร์เอ็นเอได้เท่ากับ 22%, 90% และ 46% ตามลำดับ เมื่อพิจารณา ผลต่อการแบ่งตัวของเซลล์ (cell proliferation) พบว่าแซนโทนและอนุภาคนาโนของแซนโทน ให้ผลที่มีแนวโน้มในการลดอัตราการแบ่งตัวของเซลล์ลงตามความเข้มข้นที่เพิ่มมากขึ้น ทั้งในเซลล์ K562 และ Molt4 โดยสรุปแล้วจะเห็นว่าแซนโทนที่สกัดได้ มีผลในการทำลายเซลล์มะเร็งและมีแนวโน้มใน การยับยั้งการแสดงออกของยีนวิล์มทูเมอร์วันได้ เมื่อเทียบกับ สารสกัดแมงโกสตินชนิดแอลฟา ส่วนนาโนแซนโทน ซึ่งเป็นอนุภาคที่ผลิตออกมาในรูปของพอลิมอริกไมเซลล์ ชนิด mPEG-bp( HPMAm-Lac2 ) ให้ผลในการทำลายเซลล์มะเร็งได้ดีเช่นกัน แต่มีฤทธิ์ที่ต่ำกว่าสารสกัดแซนโทน ที่ความเข้มข้นและช่วงระยะเวลาเดียวกัน ส่วนการยับยั้งการแสดงออกของยีนวิล์มทูเมอร์วัน นั้นมี แนวโน้มในการยับยั้งในระดับโปรตีน แต่จะเห็นการยับยั้งที่ชัดเจนกว่าในระดับเอ็มอาร์เอ็นเอ และ ส่งผลให้สามารถยับยั้งการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็งด้วย อย่างไรก็ตามอนุภาคนาโนของแซนโทน ยังคงต้องมีการพัฒนาต่อไปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการนำไปใช้ต่อไปในอนาคต

คำสำคัญ