สถานการณ์การแพร่ระบาดของเชื้อโควิด-19 ตัวเลขผู้ติดเชื้อยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลา 4 เดือน นับเดือนมกราคม 2563 ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกต่างร่วมมือร่วมแรงค้นหาวัคซีนสร้างภูมิคุ้มกันและยาต้านไวรัสสำหรับเชื้อโควิด-19 และประดิษฐ์เครื่องมืออุปกรณ์ช่วยป้องกันเชื้อ เช่นหน้ากากอนามัย ชุดป้องกันเชื้อ กล่องป้องกันเชื้อ เครื่องช่วยหายใจ เป็นต้น รวมทั้งออกมาตรการที่เข้มงวดเพื่อลดการระบาดของเชื้อให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้

          ในระหว่างการพยายามควบคุมการแพร่ระบาด ให้อัตราการติดเชื้อเป็นเส้นแนวนอน เพื่อรอวัคซีนที่ใช้ในการป้องกัน อาจต้องใช้เวลาอย่างน้อย 12-18 เดือนในการพัฒนาซึ่งยังคงช้าเกินไปที่จะใช้ประโยชน์ ณ เวลานี้ได้ ดังนั้นจึงมีการวิจัยคู่ขนานที่สำคัญในการต่อกรกับโควิด-19 คือค้นหายาต้านไวรัสให้เร็วที่สุด และหนึ่งในวิธีการจะได้มาซึ่งยาต้านไวรัส คือนำเทคนิคผลึกศาสตร์จากสารชีวโมเลกุล (macromolecular crystallography) เข้าช่วย ซึ่งกระบวนการนี้กระทำได้โดยนำเอนไซม์ที่มีส่วนสำคัญในการขยายพันธุ์ของเชื้อโควิด มาทำการตกผลึกด้วยสารละลายช่วยตกผลึก หลังจากนั้นนำขึ้นยิงแสงซินโครตรอนเพื่อให้ได้ภาพสามมิติของเอนไซม์ตัวนั้นๆ เมื่อทราบรูปร่างและตำแหน่งเกิดปฏิกิริยาที่มีลักษณะจำเพาะ (active site) ภายในโครงสร้างสามมิติ จึงสามารถค้นหาสารโมเลกุลเล็กหรืออนุพันธ์ของยาที่อาจมีประสิทธิภาพในการหยุดการทำงานของตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยา ส่งผลกระทบต่อการตายของเชื้อโรคได้ อย่างไรก็ตาม คลังฐานข้อมูลเกี่ยวกับสารโมเลกุลเล็กมีนับเป็นล้านล้านโมเลกุลทั่วโลกเหมือนค้นหาจิ๊กซอว์ 1 ชิ้นในพันชิ้น ทำให้ยากต่อการค้นหายาที่เหมาะสมในเวลาอันสั้น

          ปัญหาตรงนี้สามารถแก้ได้โดยนำปัญญาประดิษฐ์ (AI: Artificial Intelligence) เข้ามาช่วยโดยอาศัยการทดลองจำลอง (Virtual Experiment) ด้วยเทคนิคการจำลองพลวัตเชิงโมเลกุล (Molecular Dynamic Simulation) เพื่อหาโมเลกุลของยาหรือยาแผนปัจจุบันที่มีอยู่ในท้องตลาด มาทำปฏิกิริยากับส่วนโครงสร้างภายในของตำแหน่งเกิดปฏิกิริยาของเชื้อโควิด ทำให้สามารถนำยาที่ผลิตอยู่แล้ว หรือผลิตยาจากโมเลกุลเล็กในรูปแบบง่ายแต่มีประสิทธิภาพสูงมาใช้ในการต้านโควิด

          ทางสถาบันซินโครตรอนแห่งสหราชอาณาจักร (Diamond Light Source, the UK) ร่วมมือกับบริษัทยาสตาร์ทอัพจากอ็อกฟอร์ดใช้ AI การค้นหายาต้านไวรัสที่มีอยู่ในตลาดกว่า 15,000 ตัว ก่อนที่จะนำมาใช้ในการทดลองกับผู้ป่วยเชิงคลินิก และสถาบันฯ ยังร่วมมือกับ PostEra เครือข่ายนักวิจัยนานาชาติทั่วโลกร่วมมือใช้ AI ในการค้นหาความเป็นไปได้ใช้โมเลกุลของยาที่สร้างขึ้น เพื่อส่งข้อมูลให้สถาบันซินโครตรอนสร้างอนุพันธ์ของยาและศึกษาการเกิดปฏิกิริยายาของโมเลกุลกับผลึกโปรตีนของเชื้อโควิด

          นอกจากนี้สถาบันซินโครตรอนของสหรัฐอเมริกา (National Synchrotron Light Source - II: NSLS-II) ได้ใช้ AI จากซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ ที่ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ทั่วประเทศ ในการค้นหาโมเลกุลยาจากฐานข้อมูลนับล้านโมเลกุล ที่อาจสามารถยับยั้งตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยาของโควิด-19 ที่มีถึง 60 ตำแหน่ง

          การดำเนินการค้นหายาและวัคซีนต้านโควิด-19 เป็นไปอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกช่วยกันค้นหาวัคซีนและยาต้านโควิด-19 และกลุ่มบุคลากรทางการแพทย์ทำงานอย่างหนักเพื่อรักษาผู้ป่วยติดโควิดซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่ง่ายเลย แต่พวกเราก็สามารถให้ความร่วมมือในการควบคุมการระบาดของโรคดังกล่าว ด้วยการสร้างระยะห่างอย่างเหมาะสม ทำความสะอาดมือบ่อยๆ และสวมหน้ากากเป็นประจำ จะช่วยทำให้ลดการแพร่กระจายของเชื้อได้

 

**************************************
เรียบเรียง : ดร.จักริ์รดา อัตตรัถยา

แหล่งอ้างอิง
https://www.diamond.ac.uk/Home/News/LatestNews/2020/31-03-2020.html

https://www.diamond.ac.uk/Home/News/LatestNews/2020/07-04-2020.html

https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=117162