แบคทีเรียในทะเลชนิดหนึ่งแสดงให้เห็นถึงคำมั่นสัญญาในการรักษามะเร็งสมองที่น่ารังเกียจ
เมื่อวันที่ 5 สิงหาคม 2017 Amanda Johnson ตื่นขึ้นด้วยอาการปวดศีรษะมากจนเธอระลึกถึงความทุกข์ยากของเธอ ในรายการบันทึกประจำวันของเธอในวันนั้น เธอวาดภาพเด็กผู้หญิงคนหนึ่งที่มีศีรษะของเธอสวมมงกุฎด้วยเศษเสี้ยวของความทุกข์ทรมาน ดวงตาของเธอปิดลงด้วยความเจ็บปวด “ปวดศีรษะ!!!” เธอเขียนถัดจากภาพวาด ที่ชั้นล่าง พ่อแม่ของเธอกำลังทำอาหารเช้า แต่สิ่งเดียวที่จอห์นสันนึกภาพได้คือไทลินอล เธอกลืนน้ำลายลงไป 2 ตัว แล้วเดินไปที่คอมพิวเตอร์ซึ่งวางอยู่บนโต๊ะวาดรูปของพ่อเธอ
จอห์นสัน ซึ่งอายุ 31 ปีในฤดูร้อนนั้น อาศัยอยู่กับพ่อแม่ของเธอในมิชชั่นวีโจ แคลิฟอร์เนีย ขณะที่เธออ่านนวนิยายเรื่องที่สองของเธอเสร็จ ซึ่งเป็นเรื่องราวเกี่ยวกับวีรชนสตีมพังค์ในเวอร์ชันอื่นของสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เธอวางแผนที่จะใช้เวลาทั้งวันในการแก้ไขบท แต่มีดสั้นที่อยู่ข้างหลังเธอยังคงมีอยู่ และแสงของหน้าจอดูเหมือนจะทำให้คมขึ้น “ฉันพยายามแล้วแต่ทำไม่ได้” เธอเล่าตอนนี้ “ฉันต้องไปนอนแล้ว” พอถึงบ่ายวันนั้น เธอกังวลมากจนต้องติดต่อแพทย์ของเธอ ซึ่งแนะนำให้เธอไปหานักประสาทวิทยา
ในอีกหกวันข้างหน้า ขณะที่จอห์นสันรอนักประสาทวิทยาที่แนะนำกลับมาจากการพักผ่อน อาการปวดหัวของเธอก็หายเป็นปกติเป็นบางครั้ง แต่แล้วก็คำรามกลับมาอย่างสม่ำเสมอ เมื่อถึงวันที่ 11 สิงหาคม ความเจ็บปวดนั้นเหลือทน และเธอเริ่มมีปัญหาในการพูด พ่อแม่ของเธอพาเธอไปที่ห้องฉุกเฉิน ซึ่ง MRI เผยให้เห็นเนื้องอกที่แผ่กิ่งก้านสาขาซึ่งแทงนิ้วเข้าไปในสมองทั้งสองข้างของเธอ ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง ศัลยแพทย์ทางประสาทก็รีบพาเธอไปที่ห้องผ่าตัดเพื่อเอาเนื้องอกออกให้ได้มากที่สุด ซึ่งเป็นขั้นตอนการลุกลามที่ทำให้เธออยู่ในอาการโคม่ามาเกือบหนึ่งสัปดาห์
แม้ว่าจอห์นสันจะจำอะไรไม่ได้มากเกี่ยวกับผลที่ตามมาในทันที แต่เธอก็ค่อยๆ เริ่มเข้าใจสิ่งที่เธอเผชิญอยู่ ศัลยแพทย์สามารถเอาเนื้องอกออกได้มากพอที่จะซื้อทั้งการบรรเทาทุกข์และเวลาของเธอ แต่มะเร็งส่วนใหญ่ยังคงอยู่ และเป็นโรคที่ร้ายแรงที่สุดชนิดหนึ่ง ได้แก่ glioblastoma ซึ่งเป็นโรคที่คร่าชีวิตทั้ง John McCain และ Beau Biden ค่ามัธยฐานการรอดชีวิตของผู้ป่วยที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรค glioblastoma เพียง 15 เดือน ทำให้เป็นมะเร็งสมองที่ร้ายแรงที่สุด ยิ่งไปกว่านั้น มันยังสามารถทำให้เกิดกลุ่มดาวที่โหดร้ายของผลข้างเคียงทางระบบประสาท รวมทั้งอัมพาต สูญเสียคำพูด สูญเสียการมองเห็น และอาการชัก แต่จอห์นสันก็พร้อมที่จะต่อสู้ และในขณะที่เธอยังไม่รู้ เธอก็กำลังจะได้พันธมิตรที่แข็งแกร่ง ห่างออกไปเพียง 22 กิโลเมตร ที่ศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเออร์ไวน์
ROV Herculesค่อยๆ เคลื่อนตัวผ่านน่านน้ำมหาสมุทรแปซิฟิกที่มืดมิด เรือดำน้ำขนาดแฮทช์แบ็คที่ติดตั้งกล้องวิดีโอและชุดเซ็นเซอร์และตัวอย่าง มุ่งหน้าสู่ทะเลซานฮวนนอกชายฝั่งแคลิฟอร์เนียตอนใต้ เจสสิก้า แซนโดวัล นักบินของ เฮอร์คิวลีส เคลื่อนขบวนย่อยจากความปลอดภัยของห้องควบคุมบนเรือนอติลุ สซึ่งเป็นเรือวิจัยที่ดำเนินการโดย Ocean Exploration Trust ซึ่งลอยอยู่เหนือยอดเขาที่จมอยู่ใต้ทะเลประมาณ 560 เมตร เมื่อเธอเรียกข้อมูลเส้นทาง ร่างโปร่งแสงเล็กๆ ก็ลอยขึ้นไปผ่านลำแสงไฟหน้าของเรือดำน้ำ ราวกับเกล็ดหิมะที่ตกลงมาทางด้านหลัง ในบางครั้ง สัตว์ที่มีขนาดใหญ่กว่าก็ปรากฏขึ้น—ไพโรโซมที่คล้ายกับแตงกวาเรืองแสง หรือกาลักน้ำคล้ายริบบิ้นที่มีหนวดที่แหลมคม แต่ Paul Jensen นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Scripps Institution of Oceanography แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก กลับมีความคิดที่ไม่ฉูดฉาดน้อยลงในขณะที่เขามองข้ามไหล่ของ Sandoval เมื่อวันที่ 30 ตุลาคม 2020
ตะกอนที่ปกคลุมพื้นมหาสมุทรและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ก่อตัวเป็นภูมิประเทศมีทั้งสิ่งมีชีวิตมากมายที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ซึ่งรวมถึงแบคทีเรียในทะเลด้วย จุลินทรีย์ที่ไม่ธรรมดาเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการรีไซเคิลสารอาหารในมหาสมุทรและในการให้อาหารสิ่งมีชีวิตอื่นๆ หลายคนยังผลิตสารเคมีเพื่อป้องกันตัวเองจากผู้ล่าและจุลินทรีย์ก่อโรค ตลอดจนเพื่อสื่อสารและแข่งขันกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เนื่องจากสารประกอบเหล่านี้สามารถดึงดูด ยับยั้ง หรือฆ่าจุลินทรีย์อื่นๆ บางชนิดจึงมีประโยชน์ต่อผู้คนในฐานะสารต้านเนื้องอก ยาปฏิชีวนะ ยาต้านไวรัส และยาอื่นๆ เซ่นได้ค้นพบโมเลกุลที่อาจมีประโยชน์เหล่านี้นับสิบจากทะเลตื้น แต่เขาไม่เคยเข้าถึง ROV ที่สามารถสุ่มตัวอย่างที่ระดับความลึกดังกล่าวได้มากถึง 4,000 เมตรใต้ผิวมหาสมุทร
ขณะที่เฮอร์คิวลีสแล่นช้าๆ ไปตามปีกของภูเขาทะเล เซ่นก็พบอ็อกโทคอรัลสีเหลืองสดใส—โครงที่อ่อนนุ่มของมันเต็มไปด้วยติ่งแปดหนวดเล็กๆ—และขอให้แซนโดวัลรวบรวมมัน เธอวางแขนจับเหมือนกรงเล็บของ ROV ไว้รอบๆ ฐานปะการัง
“คุณเคยเล่นเกมนั้นในอาร์เคดที่คุณต้องเอื้อมมือลงไปหยิบตุ๊กตาสัตว์พวกนี้ไหม” เจนเซ่นถาม “คุณจะเก่งเรื่องนั้นมาก”
แซนโดวัลเย้ยหยัน “พวกนี้หัวเรือใหญ่โดยสิ้นเชิง!” เธอจับปะการังแล้ววางลงในถังขยะสีขาว
ความคิดที่ว่าธรรมชาติสามารถให้การรักษาที่สำคัญสำหรับความเจ็บป่วยของมนุษย์ไม่ใช่เรื่องใหม่ ผู้คนใช้สารออกฤทธิ์จากการเตรียมสมุนไพรมานับพันปี และนักวิทยาศาสตร์ได้แยกสารประกอบเหล่านี้เพื่อการพัฒนายาตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1800 เมื่อพวกเขาสังเคราะห์มอร์ฟีนจากดอกป๊อปปี้เป็นครั้งแรก จุลินทรีย์กลายเป็นแหล่งสำคัญของยาใหม่ในปี 1928 เมื่อ Alexander Fleming ค้นพบเพนิซิลลินจากเชื้อรา ตั้งแต่นั้นมา แบคทีเรียก็ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นจุลินทรีย์ที่มีค่าที่สุดสำหรับการพัฒนายา ในบรรดาสารประกอบออกฤทธิ์ที่ค้นพบจากจุลินทรีย์จนถึงปัจจุบัน มากกว่า 60 เปอร์เซ็นต์มาจากแบคทีเรีย เกือบสามในสี่มาจากแบคทีเรียกลุ่มเดียว: Actinomycetes
ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1930 ถึง 1970 ซึ่งมักถูกมองว่าเป็นยุคทองของยาปฏิชีวนะ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบยาใหม่ๆ ที่ดูเหมือนไม่มีที่สิ้นสุดจากแอคติโนมัยซีตที่อาศัยอยู่ในดิน รวมถึงเตตราไซคลินสำหรับโรคปอดบวม อีรีโทรมัยซินสำหรับการติดเชื้อที่หู และยาปฏิชีวนะอื่นๆ ส่วนใหญ่ที่เราใช้ในปัจจุบัน . พวกเขายังแยกสารประกอบแอคติโนมัยซีตแรกที่มีคุณสมบัติต้านเนื้องอกและพัฒนายาเพื่อรักษามะเร็งเม็ดเลือดขาว มะเร็งต่อมน้ำเหลือง และมะเร็งอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง
อย่างไรก็ตาม ในช่วงปี 1980 อุปทานของสารประกอบใหม่เริ่มแห้ง นักวิทยาศาสตร์ของ บริษัท ยายังคงทำการสำรวจดินของโลกเพื่อหาแอคติโนมัยซีตชนิดใหม่ แต่กำลังค้นหาสารประกอบที่พวกเขาเคยพบมากขึ้นเรื่อยๆ ในขณะเดียวกัน ความต้านทานแบคทีเรียต่อยาที่มีอยู่ก็เพิ่มขึ้น
ด้วยความจำเป็นที่ชัดเจนสำหรับยาชนิดใหม่ นักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งเริ่มตั้งคำถามว่าทำไมอุตสาหกรรมยายังไม่ได้สำรวจชุมชนจุลินทรีย์ในทะเลด้วยวิธีที่มีความหมายใดๆ ในปี 1988 เจนเซ่นซึ่งตอนนั้นยังเป็นช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการรุ่นเยาว์ ได้ร่วมงานกับหนึ่งในนั้นคือ วิลเลียม เฟนิคัล นักเคมีจากสคริปส์ที่มุ่งเน้นการค้นหายาที่มีศักยภาพในธรรมชาติ
ในเวลานั้นเฟนิคอลกล่าวว่าฉันทามติในหมู่นักจุลชีววิทยาด้านเภสัชกรรมคือแอคติโนมัยซีตอาศัยอยู่บนบกเท่านั้นและด้วยเหตุนี้ “ไม่มีอะไรสำคัญในมหาสมุทร” แต่เฟนิคัลสงสัยว่ามีอคติในการสุ่มตัวอย่างทำให้เกิดข้อสรุปดังกล่าว และในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2532 เขาและเซ่นได้เดินทางไปยังบาฮามาสเพื่อสำรวจตัวเอง โดยเก็บรวบรวมตะกอนจากพื้นมหาสมุทรจากสถานที่ต่างๆ 15 แห่งที่ระดับความลึก 33 เมตร กลับมาที่ห้องแล็บ นักวิทยาศาสตร์สองคนใช้เวลาไม่นานในการพิสูจน์ว่าผู้ตอบผิด เมื่อพวกเขาเพาะเลี้ยงตัวอย่าง พวกเขาพบ 289 อาณานิคมของแอคติโนมัยซีที่แยกจากกัน แบคทีเรียเหล่านี้บางชนิด เป็นสมาชิกของสกุลใหม่ซึ่งต่อมาเรียกว่าสาลินีสปอ, ไม่เคยได้รับการบันทึกบนบก. ยิ่งกว่านั้น พวกมันมีปริมาณมากที่สุดในกลุ่มตัวอย่างที่ลึกกว่า ซึ่งบ่งบอกว่าพวกเขาไม่ได้ถูกพัดพาไปในมหาสมุทรด้วยการไหลบ่าจากพื้นดิน แล้วมีนักเตะ: Salinisporaเติบโตในน้ำเกลือเท่านั้น
เมื่อทำงานร่วมกับทีมเพื่อนร่วมงาน ในที่สุด Jensen ก็ได้ระบุ แบคทีเรีย Salinispora สองสายพันธุ์ จากตัวอย่างบาฮามาส ซึ่งทั้งสองชนิดผลิตสารประกอบที่ออกฤทธิ์เฉพาะตัว หนึ่งในสายพันธุ์เหล่านี้S. tropicaได้สร้างโมเลกุลที่จะเปลี่ยนเส้นทางอาชีพของพวกเขา เมื่อเฟนิคัลทดสอบกับเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ของมนุษย์ที่ฆ่ายาก สารประกอบดังกล่าวก็ผ่านไปด้วยสีสัน จากนั้นเขาก็ส่งไปที่ห้องปฏิบัติการที่สถาบันมะเร็งแห่งชาติเพื่อทำการทดสอบกับแผงเซลล์มะเร็งที่แตกต่างกัน 60 เซลล์ ผลลัพธ์เป็นสิ่งที่เจนเซ่นและเฟนิคัลต้องการเห็นอย่างแท้จริง: สารประกอบที่พวกเขาตั้งชื่อว่า salinosporamide A มีฤทธิ์ต้านเซลล์มะเร็งบางชนิดโดยเฉพาะ แต่ไม่ใช่ชนิดอื่นๆ
“คุณต้องการการคัดเลือก เพราะถ้ามันฆ่าเซลล์มะเร็งทั้งหมดอย่างเท่าเทียมกัน มันก็อาจจะฆ่าเซลล์ที่ไม่เป็นมะเร็งได้เช่นกัน” Jensen อธิบาย ดูเหมือนว่าพวกเขามีการผลิตยาที่ใช้งานได้ในมือของพวกเขา: สารประกอบที่สามารถกำหนดเป้าหมายเนื้องอกได้โดยไม่ต้องฆ่าบุคคลที่ได้รับผลกระทบ
“เราเห็นในทันที—ว้าว มันดูดีจริงๆ” เฟนิคอลกล่าว “แล้วเราก็เริ่มคิดว่า ตอนนี้เราจะทำอย่างไร? เราจะทำให้แน่ใจว่าสิ่งนี้ได้รับการพัฒนาได้อย่างไร”
