เชื้อดื้อยากินเพนิซิลลินเป็นอาหาร ช่วยขจัดสารปฏิชีวนะตกค้างในสิ่งแวดล้อม

เมื่อสิบปีก่อน ผู้เชี่ยวชาญด้านนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์ในสหรัฐฯ ได้ค้นพบแบคทีเรียประหลาดที่กินยาเพนิซิลลินเป็นอาหาร ทั้งที่ยาปฏิชีวนะดังกล่าวควรจะฆ่ามันเสียด้วยซ้ำ ล่าสุดนักวิจัยคณะเดิมได้พัฒนาคุณสมบัติที่เหลือเชื่อของเชื้อดื้อยาชนิดนี้เพื่อนำมาใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมแล้ว

ผลการศึกษาดังกล่าวตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสาร Nature Chemical Biology โดยศาสตราจารย์ โกตัม ดานทัส จากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน หนึ่งในผู้เขียนรายงานวิจัยนี้บอกว่า ค้นพบเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวโดยบังเอิญระหว่างทำการทดลองใช้แบคทีเรียช่วยผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ โดยพบว่ามีเชื้อบางกลุ่มที่ไม่ตายและเจริญเติบโตได้ดียิ่งขึ้น แม้จะได้รับยาเพนิซิลลินซึ่งเป็นยาปฏิชีวนะเข้าไปก็ตาม และภายหลังพบว่าเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวมีการปรับตัวให้สามารถกินยาปฏิชีวนะเป็นอาหารได้

ทีมวิจัยของศ.ดานทัส ได้ค้นพบกระบวนการ 3 ขั้นตอน ที่ทำให้เชื้อแบคทีเรียนี้สามารถกินยาเพนิซิลลิน ซึ่งเป็นเสมือนยาพิษสำหรับแบคทีเรียทั่วไปได้ โดยในขั้นแรกเชื้อจะใช้เอนไซม์ตัดพันธะเคมีในโมเลกุลของยาส่วนที่เป็นเหมือนหัวรบทำลายเชื้อ (Beta lactam)เสียก่อน จากนั้นจะใช้เอนไซม์อีกตัวหนึ่งเข้าตัดโมเลกุลของยาจนขาดเป็นสองท่อน แล้วจึงเข้ากินโมเลกุลส่วนที่เป็นกรด Phenylacetic ในยาเพนิซิลลินต่อไป

“เราสามารถนำความรู้จากกระบวนการที่แบคทีเรียกินยาปฏิชีวนะได้นี้ มาประยุกต์ใช้เพื่อรักษาและฟื้นฟูสิ่งแวดล้อม เนื่องจากการใช้ยาปฏิชีวนะกันอย่างเกินขนาดในโรงพยาบาล ฟาร์มปศุสัตว์ และฟาร์มเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำในปัจจุบัน ทำให้เกิดการปนเปื้อนตกค้างในดินและน้ำ ซึ่งกลายเป็นปัญหาใหญ่” ศ. ดานทัสกล่าว

การที่ยาปฏิชีวนะจากมูลสัตว์ตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อมเป็นปริมาณมาก คืออีกสาเหตุหนึ่งของการทำให้เกิดเชื้อดื้อยาชนิดรุนแรงหรือซูเปอร์บั๊ก (Superbug) ขึ้น เนื่องจากเชื้อในธรรมชาติได้สัมผัสกับยาจนพัฒนาภูมิต้านทานของตนเองขึ้นมา

เพื่อความปลอดภัยในการใช้เชื้อแบคทีเรียกำจัดยาปฏิชีวนะตกค้าง ทีมวิจัยของศ. ดานทัส ได้ตัดต่อพันธุกรรมเชื้อแบคทีเรียอีโคไลสายพันธุ์หนึ่ง ให้มีความสามารถทำลายโมเลกุลยาเพนิซิลลินได้เหมือนกับแบคทีเรียที่ค้นพบในครั้งแรก ซึ่งเกษตรกรจะสามารถนำเชื้อที่ดัดแปลงพันธุกรรมแล้วนี้ไปผสมกับมูลสัตว์ก่อนกำจัดทิ้งได้

นอกจากการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมแล้ว ศ.ดานทัส ยังแนะว่า สามารถนำความรู้จากกระบวนการที่แบคทีเรียกินยาเพนิซิลลินนี้ ไปคิดค้นสังเคราะห์ยาปฏิชีวนะชนิดใหม่ที่ใช้ฆ่าเชื้อดื้อยารุนแรงได้ โดยอาจออกแบบโครงสร้างโมเลกุลของยาให้มีขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้นจนเชื้อดื้อยาไม่สามารถทำลายลงได้