ทีมนักวิจัยจาก สถาบันไวซ์มันน์ (Weizmann Institute of Science) ประเทศอิสราเอล ประสบความสำเร็จในการดัดแปลงพันธุกรรมต้นยาสูบสายพันธุ์ Nicotiana benthamiana ให้สามารถผลิตสารไซคีเดลิก (psychedelics) หรือสารออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทที่พบได้ตามธรรมชาติ ให้เกิดขึ้นพร้อมกันถึง 5 ชนิดภายในต้นเดียว ซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในวงการพืชศาสตร์ งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Science Advances เมื่อวันที่ 1 เมษายน 2569 และได้รับความสนใจจากสื่อวิทยาศาสตร์ชั้นนำหลายสำนัก ไม่ว่าจะเป็น Smithsonian Magazine และ ScienceAlert สะท้อนให้เห็นว่านี่ไม่ใช่แค่ข่าวความอยากรู้อยากเห็น แต่เป็นก้าวสำคัญที่อาจเปลี่ยนวิธีการผลิตสารตั้งต้นสำหรับการวิจัยทางการแพทย์ในอนาคต
สำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับคำว่า “สารไซคีเดลิก” คำนี้หมายถึงกลุ่มสารประกอบทางธรรมชาติหรือสังเคราะห์ที่ส่งผลต่อการรับรู้ อารมณ์ และสภาวะจิตใจของมนุษย์ โดยสารกลุ่มนี้กำลังเป็นที่จับตามองอย่างมากในวงการวิทยาศาสตร์การแพทย์ยุคใหม่ เนื่องจากมีงานวิจัยจำนวนหนึ่งที่ชี้ให้เห็นศักยภาพในการนำไปใช้ศึกษาเกี่ยวกับภาวะซึมเศร้าและความวิตกกังวล แม้ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยทางคลินิกและยังไม่ได้รับการรับรองให้ใช้เป็นยาในหลายประเทศ ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา มหาวิทยาลัยชั้นนำหลายแห่งทั่วโลก เช่น Johns Hopkins University และ Imperial College London ได้จัดตั้งศูนย์วิจัยเฉพาะทางด้านสารไซคีเดลิกขึ้นโดยเฉพาะ เพื่อศึกษาผลกระทบทางระบบประสาทและศักยภาพในการรักษาโรคทางจิตเวชที่รักษายากด้วยวิธีดั้งเดิม
สารไซคีเดลิก 5 ชนิดที่ผลิตได้จากพืชชนิดเดียว
โดยธรรมชาติแล้ว สารออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทเหล่านี้ไม่ได้พบในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียว แต่กระจายตัวอยู่ในสิ่งมีชีวิตหลากหลายกลุ่มที่ไม่มีความเกี่ยวข้องทางสายพันธุ์กันเลย ตั้งแต่เห็ด พืชในป่าเขตร้อน ไปจนถึงสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สิ่งที่ทีมวิจัยทำคือการนำยีนที่รับผิดชอบการสร้างสารแต่ละชนิดจากสิ่งมีชีวิตต้นทางเหล่านั้น มาใส่เข้าไปในต้นยาสูบทีละส่วน จนพืชชนิดเดียวสามารถผลิตสารได้ครบทั้ง 5 ชนิด ได้แก่
- ไซโลไซบิน (Psilocybin) และ ไซโลซิน (Psilocin) สารออกฤทธิ์หลักในเห็ดวิเศษสายพันธุ์ Psilocybe cubensis ซึ่งเป็นสารกลุ่มที่ได้รับการศึกษาทางคลินิกมากที่สุดในปัจจุบัน โดยเฉพาะในบริบทของการรักษาภาวะซึมเศร้าที่ดื้อต่อการรักษาแบบมาตรฐาน
- DMT (Dimethyltryptamine) สารที่พบใน Psychotria viridis พืชที่ชนพื้นเมืองในลุ่มน้ำอเมซอนใช้ในพิธีกรรมอายาวาสก้ามาอย่างยาวนาน รวมถึงพบในต้นอาคาเซียของออสเตรเลีย (Acacia acuminata) สารนี้มีฤทธิ์รุนแรงแต่ออกฤทธิ์ในระยะเวลาสั้น ทำให้เป็นที่สนใจของนักวิจัยด้านประสาทวิทยา
- 5-MeO-DMT และ บูโฟทีนิน (Bufotenine) สารประกอบที่พบในต่อมผิวหนังของคางคกทะเลทราย (Rhinella marina) ซึ่งโดยปกติแล้วการเก็บสารเหล่านี้จากธรรมชาติต้องอาศัยกระบวนการรีดพิษจากตัวคางคกโดยตรง ซึ่งมีข้อจำกัดทั้งด้านปริมาณและจริยธรรมต่อสัตว์
การที่สิ่งมีชีวิตต่างสายพันธุ์กันโดยสิ้นเชิงสามารถถูก “รวมร่าง” ในระดับพันธุกรรมไว้ในพืชชนิดเดียวได้ ถือเป็นความท้าทายทางเทคนิคที่สูงมาก เพราะแต่ละกระบวนการสังเคราะห์สารต้องอาศัยเอนไซม์และลำดับขั้นตอนทางชีวเคมีที่แตกต่างกัน การที่ทีมวิจัยสามารถประสานเส้นทางชีวสังเคราะห์ที่ซับซ้อนเหล่านี้ให้ทำงานร่วมกันได้ในเซลล์พืชเดียว โดยไม่ทำให้พืชตายหรือเติบโตผิดปกติ จึงถือเป็นความสำเร็จทางเทคนิคที่น่าประทับใจอย่างยิ่งในวงการเทคโนโลยีชีวภาพพืช
กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เบื้องหลัง
จุดเริ่มต้นของงานวิจัยคือการค้นหาว่าพืชชนิดใดในธรรมชาติมีปริมาณ DMT สะสมอยู่สูงที่สุด จากนั้นทีมวิจัยจึงวิเคราะห์ RNA ในเนื้อเยื่อของพืชนั้น เพื่อค้นหายีนที่ควบคุมกระบวนการสังเคราะห์สารประกอบกลุ่มทริปตามีน (tryptamine) ซึ่งเป็นโครงสร้างทางเคมีร่วมของสารไซคีเดลิกทั้ง 5 ชนิดนี้ ผลการวิเคราะห์นำไปสู่การค้นพบยีนสำคัญสองตัวคือ PvTDC2 และ PvNMT1 จากพืช P. viridis
หลังจากนั้น ทีมงานจึงนำยีนทั้งสองตัวนี้ ผนวกกับเอนไซม์เสริมที่ได้จากข้าวและต้นเครส (cress) มาใส่เข้าไปในต้นยาสูบ โดยใช้แบคทีเรียเป็นพาหะนำพา DNA เข้าสู่เซลล์พืช ซึ่งเป็นเทคนิคมาตรฐานที่ใช้กันทั่วไปในงานพันธุวิศวกรรมพืช กระบวนการนี้เรียกว่า agroinfiltration โดยแบคทีเรียชนิด Agrobacterium tumefaciens จะถูกดัดแปลงให้บรรจุยีนเป้าหมายไว้ในพลาสมิด ก่อนจะฉีดเข้าไปในใบพืชโดยตรง เมื่อแบคทีเรียเข้าสู่เซลล์พืชแล้ว มันจะถ่ายโอน DNA เข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ ทำให้เซลล์พืชเริ่มแสดงออกยีนใหม่และผลิตเอนไซม์ที่จำเป็นต่อการสังเคราะห์สารไซคีเดลิกได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่วัน
คำถามที่หลายคนอาจสงสัยคือ เหตุใดจึงเลือกต้นยาสูบ ทั้งที่ไม่ได้เกี่ยวข้องอะไรกับสารไซคีเดลิกเลย คำตอบคือ Nicotiana benthamiana ทำหน้าที่คล้ายกับ “หนูทดลอง” ของวงการพืชศาสตร์ เพราะเติบโตเร็ว ดูแลง่าย และมีความสามารถในการรับ DNA แปลกปลอมเข้าสู่เซลล์ได้ดีเป็นพิเศษ นอกจากนี้ยังมีกรดอะมิโนทริปโตเฟน (tryptophan) สะสมอยู่ในระดับสูง ซึ่งเป็นสารตั้งต้นสำคัญที่จำเป็นต่อการสังเคราะห์สารประกอบกลุ่มทริปตามีนทั้งหมด ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ พืชชนิดนี้จึงถูกใช้เป็นแพลตฟอร์มมาตรฐานในงานวิจัยด้านพันธุวิศวกรรมพืชมานานหลายทศวรรษ ตั้งแต่การผลิตวัคซีนต้นแบบไปจนถึงการศึกษาโปรตีนที่ซับซ้อน
“การทำให้ลักษณะนี้ถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้อย่างถาวรนั้นค่อนข้างเสี่ยง เพราะจะมีคนมาขอเมล็ดพันธุ์”
ข้อจำกัดและความท้าทาย
แม้ผลลัพธ์นี้จะเป็นความก้าวหน้าที่น่าทึ่งในทางวิชาการ แต่นักวิจัยเองก็ยอมรับอย่างตรงไปตรงมาว่ายังมีข้อจำกัดสำคัญหลายประการ ประการแรก เมื่อพืชต้นเดียวต้องผลิตสารถึง 5 ชนิดพร้อมกัน ปริมาณของสารแต่ละตัวที่ได้จะลดน้อยลงอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเทียบกับการเพาะพันธุ์พืชให้ผลิตสารเพียงชนิดเดียวโดยเฉพาะ นี่คือข้อจำกัดทางชีววิทยาที่หลีกเลี่ยงได้ยาก เพราะทรัพยากรและพลังงานภายในเซลล์พืชมีอยู่จำกัด เมื่อเส้นทางชีวสังเคราะห์หลายเส้นทางต้องแข่งขันกันใช้สารตั้งต้นร่วมกัน เช่น ทริปโตเฟน ปริมาณผลผลิตสุดท้ายของแต่ละสารจึงลดลงตามไปด้วย
ประการที่สอง ยีนที่ใส่เข้าไปในต้นยาสูบยังเป็นเพียงการดัดแปลงชั่วคราวผ่านแบคทีเรียเท่านั้น ไม่ได้ถูกฝังเข้าไปในโครงสร้างพันธุกรรมถาวรของพืช นั่นหมายความว่าลักษณะเช่นนี้จะไม่ถ่ายทอดไปสู่รุ่นลูกโดยอัตโนมัติ Asaph Aharoni หนึ่งในทีมวิจัยหลัก ให้สัมภาษณ์กับนิตยสาร New Scientist ไว้อย่างน่าสนใจว่าการทำให้ลักษณะนี้ถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้อย่างถาวรนั้น “ค่อนข้างเสี่ยง เพราะจะมีคนมาขอเมล็ดพันธุ์” คำกล่าวนี้สะท้อนให้เห็นว่าแม้แต่ทีมวิจัยเองก็ตระหนักถึงความเสี่ยงของการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในทางที่ไม่เหมาะสม จึงจงใจควบคุมขอบเขตของการดัดแปลงให้อยู่ในระดับที่จัดการได้ ทั้งนี้ ทีมวิจัยยังได้เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการมีกรอบกำกับดูแลที่ชัดเจน หากในอนาคตมีการพัฒนาต่อยอดเทคโนโลยีนี้ให้สามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้อย่างถาวร เพื่อป้องกันการนำไปใช้ในทางที่ผิดกฎหมายหรือก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสังคม
ทำไมงานวิจัยนี้ถึงสำคัญ
ปัจจุบันสารไซคีเดลิกกำลังได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในวงการแพทย์และวิทยาศาสตร์สุขภาพจิต โดยมีการศึกษาวิจัยทางคลินิกเกี่ยวกับศักยภาพของสารเหล่านี้ในบริบทของภาวะซึมเศร้า ความวิตกกังวล และโรคเครียดหลังเหตุการณ์สะเทือนขวัญ (PTSD) อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดสำคัญที่ทำให้งานวิจัยเหล่านี้เดินหน้าได้ช้ากว่าที่ควรคือ การผลิตสารไซคีเดลิกในปริมาณมากและคุณภาพสูงพอสำหรับงานวิจัยทางคลินิกยังคงเป็นคอขวดสำคัญ ทั้งในแง่ต้นทุนการผลิต ความยั่งยืนของแหล่งวัตถุดิบ และประเด็นทางจริยธรรมเกี่ยวกับการเก็บเกี่ยวจากธรรมชาติ เช่น การเก็บพิษจากต่อมคางคกในปริมาณมาก ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศ นอกจากนี้ การสังเคราะห์สารเหล่านี้ด้วยวิธีเคมีล้วนในห้องปฏิบัติการก็มักมีต้นทุนสูงและใช้สารเคมีที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมในกระบวนการผลิต
งานวิจัยจากสถาบันไวซ์มันน์นี้จึงเปิดความเป็นไปได้ใหม่ในการสร้างสิ่งที่อาจเรียกได้ว่าเป็น “โรงงานสีเขียว” นั่นคือการใช้พืชเป็นแพลตฟอร์มผลิตสารตั้งต้นสำหรับการวิจัยทางการแพทย์อย่างยั่งยืนกว่าวิธีเดิม ลดการพึ่งพาการเก็บเกี่ยวจากธรรมชาติโดยตรง แนวคิดนี้สอดคล้องกับเทรนด์ของอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพในปัจจุบันที่หันมาให้ความสำคัญกับการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพด้วยวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญในวงการหลายคน รวมถึงนักวิจัยที่ให้สัมภาษณ์กับวารสาร Science ได้ตั้งข้อสังเกตว่ายังต้องมีการพัฒนาต่ออีกมาก ก่อนที่เทคโนโลยีนี้จะสามารถนำไปใช้ผลิตสารในระดับคุณภาพยา (pharmaceutical grade) ได้จริง และคาดการณ์ว่าวิธีการผลิตด้วยจุลินทรีย์ในถังหมักอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีความเสถียรและควบคุมคุณภาพได้ง่ายกว่า อาจยังคงเป็นแนวทางที่ปฏิบัติได้จริงมากกว่าในระยะสั้นนี้
สรุปประเด็นสำคัญ
- นักวิจัยจากสถาบันไวซ์มันน์ดัดแปลงพันธุกรรมต้นยาสูบ Nicotiana benthamiana ให้ผลิตสารไซคีเดลิก 5 ชนิดพร้อมกัน
- ใช้เทคนิคการนำยีนจากเห็ด พืช และสารพิษจากคางคก มาใส่ในพืชผ่านแบคทีเรียเป็นพาหะ
- ปริมาณสารแต่ละชนิดยังต่ำกว่าการเพาะพันธุ์ให้ผลิตสารเดี่ยว และการดัดแปลงยังเป็นแบบชั่วคราว ไม่ถ่ายทอดสู่รุ่นลูก
- งานวิจัยนี้อาจนำไปสู่แนวทางผลิตสารตั้งต้นสำหรับงานวิจัยทางการแพทย์ที่ยั่งยืนกว่าเดิม แต่ยังต้องพัฒนาอีกมากก่อนใช้งานจริง
คำถามที่พบบ่อย
ต้นยาสูบที่ดัดแปลงนี้อันตรายหรือไม่หากปลูกทั่วไป?
การดัดแปลงในงานวิจัยนี้เป็นการทดลองในห้องปฏิบัติการภายใต้การควบคุม และเป็นการดัดแปลงชั่วคราวที่ไม่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม จึงไม่ใช่สิ่งที่จะพบเจอได้ในต้นยาสูบทั่วไป
งานวิจัยนี้หมายความว่าใกล้จะมีการรักษาด้วยสารไซคีเดลิกแล้วหรือไม่?
ยังไม่ใช่ งานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับวิธีการผลิตสารตั้งต้นเท่านั้น ส่วนการนำสารไซคีเดลิกไปใช้ทางการแพทย์ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยทางคลินิกและต้องผ่านกระบวนการรับรองอีกหลายขั้นตอน
เหตุใดจึงเลือกใช้ต้นยาสูบแทนพืชชนิดอื่น?
เพราะ Nicotiana benthamiana เป็นพืชต้นแบบมาตรฐานในงานพันธุวิศวกรรม เติบโตเร็ว รับ DNA แปลกปลอมได้ดี และมีกรดอะมิโนทริปโตเฟนสูง ไม่ได้เกี่ยวข้องกับสารเสพติดในตัวมันเอง
วิธีนี้จะมาแทนที่การผลิตสารไซคีเดลิกด้วยจุลินทรีย์หรือไม่?
ผู้เชี่ยวชาญมองว่ายังไม่ใช่ในระยะสั้น การผลิตด้วยจุลินทรีย์ในถังหมักอุตสาหกรรมยังคงมีความเสถียรและควบคุมคุณภาพได้ดีกว่าในปัจจุบัน
โดยสรุปแล้ว งานวิจัยชิ้นนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของพันธุวิศวกรรมพืชในการรวบรวมกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวเคมีที่ซับซ้อนจากสิ่งมีชีวิตหลากหลายสายพันธุ์เข้าไว้ในพืชชนิดเดียว ซึ่งเป็นก้าวสำคัญทางวิทยาศาสตร์พื้นฐาน แม้จะยังห่างไกลจากการนำไปใช้ผลิตยาในเชิงพาณิชย์ก็ตาม สิ่งที่ควรจดจำคือนี่คืองานวิจัยขั้นต้นในห้องปฏิบัติการ ไม่ใช่การรับรองให้ใช้สารไซคีเดลิกเพื่อการรักษาแต่อย่างใด ในอนาคต หากมีการพัฒนาเทคนิคนี้ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ควบคู่ไปกับการกำกับดูแลที่รัดกุม ก็อาจกลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือสำคัญที่ช่วยขับเคลื่อนวงการวิจัยด้านสุขภาพจิตให้ก้าวหน้าไปได้อย่างยั่งยืนมากขึ้นในระยะยาว
ข้อควรทราบ: บทความนี้นำเสนอข้อมูลงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษาเท่านั้น สารไซโลไซบิน ดีเอ็มที และสารประกอบที่กล่าวถึงในบทความนี้ยังคงจัดเป็นยาเสพติดให้โทษที่ผิดกฎหมายในประเทศไทย เนื้อหานี้ไม่มีเจตนาสนับสนุนการผลิต ครอบครอง หรือใช้สารดังกล่าวแต่อย่างใด
แหล่งอ้างอิง: Science Advances (เมษายน 2569), Smithsonian Magazine, ScienceAlert, Science (AAAS), Technology Networks, Phys.org
