ผลงานเด่นทีมวิจัยไวรัสวิทยาและเซลล์เทคโนโลยี    

1. การพัฒนาวัคซีนป้องกันโรค PED

ไวรัส PEDV ก่อให้เกิดโรคระบาดร้ายแรงในลูกสุกรแรกคลอด ทำให้เกิดอาการท้องเสียอย่างรุนแรงและมีอัตราการตายสูง สร้างความเสียหายให้อุตสาหกรรมการผลิตสุกรในประเทศไทยอย่างมหาศาล โดยในปัจจุบันยังไม่มีวัคซีนหรือการรักษาโรคที่เกิดจากเชื้อไวรัสนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์ที่ระบาดกับสายพันธุ์วัคซีน และระบบภูมิคุ้มกันที่เกิดจากการให้วัคซีนแบบฉีดไม่สามารถต้านการติดเชื้อไวรัสบริเวณเยื่อเมือกของลำไส้สุกรได้ ทีมวิจัยไวรัสวิทยาและเซลล์เทคโนโลยีจึงมุ่งเน้นศึกษาวิจัยและรวบรวมองค์ความรู้เกี่ยวกับกลไกการก่อโรค โดยเป็นทีมวิจัยแรกที่ประสบความสำเร็จในการสร้างโคลนไวรัสทั้งจีโนมของ PEDV (infectious clone) เพื่อนำไปใช้สร้างอนุภาคไวรัสในหลอดทดลองได้ (Jengarn et al, 2015) โดยเทคโนโลยีฐานนี้นำไปสู่การสร้างองค์ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหน้าที่ของโปรตีนของไวรัสที่สำคัญต่อการติดเชื้อและเจริญเติบโตภายในเซลล์ ไม่ว่าจะเป็นโปรตีนสไปก์ที่ไวรัสใช้ในการติดเชื้อเข้าสู่เซลล์ (Wanitchang et al, 2018; 2019), นิวคลีโอแคปสิดที่มีหน้าที่รักษาโครงสร้างของสารพันธุกรรมของไวรัส (Jaru-Ampornpan et al, 2017; Sungsuwan et al, 2020) หรือ โปรตีน ORF3 ที่เป็นโปรตีนเสริมที่อาจมีความสำคัญในการติดเชื้อในลำไส้สุกร (Wongthida et al, 2017; Kaewborisuth et al, 2018; 2019)

จากองค์ความรู้และเทคโนโลยีฐานเหล่านี้ ได้พัฒนาไปสู่วัคซีนเชื้อเป็นอ่อนฤทธิ์ต้นแบบที่มีการแสดงออกของโปรตีนสไปก์จากสายพันธุ์ที่ระบาดในปัจจุบันเพื่อให้สัตว์สร้างภูมิคุ้มกันป้องกันโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีส่วนผสมของยีนที่เหลือระหว่างสายพันธุ์วัคซีนและสายพันธุ์ที่ระบาดเพื่อให้ได้ไวรัสต้นแบบที่สามารถขยายขนาดได้ดีในห้องปฏิบัติการแต่ยังติดเชื้อในลำไส้สุกรได้มากพอที่จะกระตุ้นภุมิโดยไม่ก่อให้เกิดโรครุนแรง ปัจจุบันอยู่ระหว่างการทดสอบความปลอดภัยในสัตว์ทดลอง

2. การพัฒนาวัคซีนป้องกันโรค PRRS

ไวรัส PRRSV ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่อฟาร์มสุกรในประเทศไทย การติดเชื้อดังกล่าวจะกดการทำงานของภูมิคุ้มกัน ทำให้เกิดการติดเชื้อในกระแสเลือด ทำให้แม่สุกรแท้ง และลูกสุกรแรกคลอดล้มตายได้ วัคซีนที่สามารถป้องกันโรคได้ตรงกับสายพันธุ์ที่ระบาดในประเทศไทยจึงเป็นที่ต้องการเป็นอย่างมาก ทีมวิจัยไวรัสวิทยาและเซลล์เทคโนโลยีจึงมุ่งเน้นพัฒนาเทคโนโลยีฐานให้สามารถสร้างวัคซีนต้นแบบได้อย่างรวดเร็ว เช่น การใช้เทคนิค Gibson assembly (Suhardiman et al, 2015) และวิธีการสร้าง infectious clone และการพัฒนาเซลล์ที่ใช้เพิ่มจำนวนไวรัสได้ดี ในปัจจุบันมุ่งเน้นการสร้างวัคซีนเชื้อเป็นอ่อนฤทธิ์ต้นแบบที่มีแอนติเจนครอบคลุมสายพันธุ์ที่ระบาดในประเทศไทยโดยใช้ข้อมูลทางชีวสถิติที่รวบรวมได้จากการสำรวจไวรัสในพื้นที่ และกำลังทดสอบการกระตุ้นภูมิของวัคซีนต้นแบบชนิดต่าง ๆ ในสัตว์ทดลอง (ทุนสนับสนุนจาก Newton Fund มีความร่วมมือกับ The Pirbright Institute, UK)

3. การพัฒนาซับยูนิตวัคซีนสำหรับ PCV2

ไวรัส PCV2 ทำให้ภูมิคุ้มกันของร่างกายเสียหาย ส่งผลให้สุกรป่วยสามารถติดเชื้อโรคแทรกซ้อนได้ง่าย และเกิดอาการสูญเสียน้ำหนักอย่างรุนแรงหรือตายได้ แม้ปัจจุบันจะมีวัคซีนป้องกันโรคเซอร์โคไวรัสจำหน่ายเชิงพาณิชย์แล้ว แต่การนำเข้าวัคซีนทำให้ต้นทุนการผลิตสุกรสูงขึ้น รวมทั้งมีความแตกต่างระหว่างเชื้อไวรัสสายพันธุ์ที่ระบาดในประเทศไทยและสายพันธุ์วัคซีน อาจทำให้ประสิทธิภาพในการคุ้มโรคไม่ดีเท่าที่ควร ทีมวิจัยไวรัสวิทยาและเซลล์เทคโนโลยี จึงมุ่งเน้นพัฒนาซับยูนิตวัคซีนป้องกันโรคเซอร์โคไวรัสในสุกรที่มีราคาต้นทุนต่ำกว่า แต่ประสิทธิภาพทัดเทียมกับวัคซีนที่นำเข้าจากต่างประเทศ โดยใช้โปรตีนแคปซิดจากเชื้อไวรัส PCV2 สายพันธุ์ที่ระบาดในประเทศไทยปัจจุบัน อีกทั้งยังเริ่มพัฒนาซับยูนิตวัคซีนสำหรับไวรัสเซอร์โคชนิดใหม่ที่เพิ่งค้นพบว่าระบาดไปทั่วโลกคือ PCV3 โดยใช้เทคโนโลยีการใช้จุลินทรีย์ในการผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์ ปัจจุบันอยู่ระหว่างทดสอบในสัตว์ทดลอง (ทุนสนับสนุนจาก GCRF, UKRI มีความร่วมมือกับ University of Kent, University College London, Imperial College London, London School of Hygiene and Tropical Medicine และ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี)

4. การพัฒนาวัคซีนป้องกันโรคนิวคาสเซิล

วัคซีนป้องกันโรคนิวคาสเซิลในปัจจุบันมีจำหน่ายในหลายรูปแบบ เช่น วัคซีนเชื้อตาย และวัคซีนเชื้อเป็นที่พัฒนามาจากเชื้อไวรัสสายพันธุ์อ่อนฤทธิ์ เช่น Lasota หรือ B1 แต่ความคุ้มโรคและประสิทธิภาพในการป้องกันโรคยังไม่ดีเท่าที่ควร โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีการระบาดของ NDV สายพันธุ์รุนแรงชนิด Genotype VII ทีมวิจัยไวรัสวิทยาและเซลล์เทคโนโลยีจึงมุ่งเน้นพัฒนาวัคซีนต้นแบบสำหรับป้องกันโรคนิวคาสเซิลชนิดใหม่จากเชื้อ NDV สายพันธุ์รุนแรงชนิด Genotype VII ที่มีการปรับจีโนมให้ความรุนแรงในการก่อโรคของเชื้อไวรัสดังกล่าวลดลงด้วยวิธีต่าง ๆ เช่น การลดความสามารถของเชื้อไวรัสในการต้านทานระบบภูมิคุ้มกันของเจ้าบ้าน และการเปลี่ยนแปลงยีนที่มีผลต่อความรุนแรงในการก่อโรคของเชื้อไวรัส ปัจจุบันอยู่ระหว่างพัฒนา infectious clone และระบบการสร้างอนุภาคไวรัสในหลอดทดลองจาก infectious clone ดังกล่าว (ทุนสนับสนุนจาก Newton Fund มีความร่วมมือกับ St. George’s University of London, Imperial College London)

5. เทคโนโลยีการปรับแต่งจีโนมของเซลล์และเทคโนโลยีเซลล์ต้นกำเนิดเสมือนตัวอ่อนแบบเหนี่ยวนำ (induced pluripotent stem cells, iPSCs)

เทคโนโลยีฐานที่สำคัญต่อการศึกษากลไกการติดเชื้อและการก่อโรคของไวรัสและการพัฒนาวัคซีนอีกอย่างหนึ่งคือ การพัฒนาและวิศวกรรมเซลล์ให้มีความเหมาะสมในการเพิ่มจำนวนของไวรัส บ่อยครั้งที่เซลล์ไลน์ที่มีในปัจจุบันไม่ใช่เซลล์ที่เหมาะสมต่อการติดเชื้อของไวรัส จึงมีความจำเป็นต้องปรับแต่งจีโนมของเซลล์เพื่อเพิ่มเติมโปรตีนที่มีความจำเป็นต่อการติดเชื้อและการเพิ่มจำนวนของไวรัสหรือไวรัสเวกเตอร์แต่ละชนิด หรือเพื่อลดการแสดงออกของโปรตีนเจ้าบ้านที่ขัดขวางการเพิ่มจำนวนของไวรัส โดยสามารถทำได้โดยเทคโนโลยี lentivirus และ CRISPR/Cas9

ส่วนเทคโนโลยีเซลล์ต้นกำเนิดเสมือนตัวอ่อนแบบเหนี่ยวนำสามารถเพิิ่มตัวเลือกเซลล์ที่จะใช้ในการศึกษาหรือเพิ่มจำนวนไวรัสได้มากขึ้น โดยสามารถเหนี่ยวนำเซลล์ต้นกำเนิดเสมือนตัวอ่อนให้กลายไปเป็นเซลล์เป้าหมายที่เป็น natural host ของไวรัสชนิดนั้น ๆ ได้ ปัจจุบัน ทีมวิจัยไวรัสวิทยาและเซลล์เทคโนโลยีประสบคามสำเร็จในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดเสมือนตัวอ่อนแบบเหนี่ยวนำของสุกร และได้พัฒนาไปเป็นเซลล์เป้าหมาย เช่น เซลล์ลำไส้เพื่อใช้ศึกษาการติดเชื้อของ PEDV หรือเซลล์ประสาทเพื่อใช้ศึกษาการติดเชื้อของ PRRSV สายพันธุ์รุนแรงที่แสดงอาการทางประสาทในสุกรติดเชื้อ อีกทั้งยังต่อยอดงานวิจัยด้านเซลล์ไปถึงการสร้าง organoid เพื่อศึกษาการติดเชื้อของไวรัสในระบบ 3 มิติที่มีเซลล์หลายชนิดรวมอยู่ด้วยกัน เพื่อจำลองสภาพให้ใกล้เคียงกับการติดเชื้อในสัตว์มากขึ้น