วงการแพทย์สั่นสะเทือน หลังช่วงต้นปี 2025 ที่ผ่านมา มีข่าวของแวดวงวิทยาศาสตร์ที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับขยะพลาสติก โดยมีการดัดแปลงพันธุกรรมของแบคทีเรียสายพันธุ์ทั่วไปชนิดหนึ่งให้สามารถกินโมเลกุลที่มาจากพลาสติก แล้วย่อยสลายมันเพื่อผลิตเป็น “ยาพาราเซตามอล” ซึ่งเป็นยาแก้ปวดที่เราใช้กันในชีวิตประจำวันได้

เปลี่ยนขยะพลาสติกเป็นยาแก้ปวด ด้วยแบคทีเรีย

งานวิจัยนี้นำทีมโดย ศาสตราจารย์ วอลเลซ (Prof. Wallace) ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีชีวภาพทางเคมี นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเอดินบะระ (University of Edinburgh) ในสหราชอาณาจักร ได้ค้นพบวิธีใหม่ในการเปลี่ยนขยะพลาสติกประเภท PET (Polyethylene terephthalate) ซึ่งเป็นพลาสติกที่ใช้ทำขวดน้ำดื่มและบรรจุภัณฑ์ต่าง ๆ ให้กลายเป็นยาแก้ปวดพาราเซตามอล (Paracetamol หรือ Acetaminophen) ได้สำเร็จ โดยใช้แบคทีเรียที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรม

แบคทีเรียที่ใช้ในการทดลองนี้คือ Escherichia coli หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ E. coli เป็นเชื้อแบคทีเรียประจําถิ่น (Normal flora) พบได้เป็นปกติในลำไส้ของคนและสัตว์บางชนิด แต่เราอาจคุ้นเคยกับมันในฐานะเชื้อโรคที่ทำให้เกิดอาการป่วยมากกว่า

ศาสตราจารย์วอลเลซเลือกใช้ E. coli เนื่องจากสายพันธุ์ที่ไม่ก่อโรคถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีชีวภาพและวิศวกรรมชีวภาพอย่างแพร่หลาย เพื่อทดสอบว่าสิ่งต่าง ๆ สามารถทำงานได้หรือไม่ โดยก่อนหน้านี้เขาก็เคยดัดแปลงพันธุกรรม E. coli ในห้องทดลองให้เปลี่ยนขยะพลาสติกเป็นกลิ่นวานิลลา และเปลี่ยน “แฟตเบิร์ก” (Fatberg) หรือ ไขมันอุดตันจากท่อระบายน้ำ ให้เป็นน้ำหอมได้มาแล้ว

ศาสตราจารย์วอลเลซ ระบุว่า การใช้งานของแบคทีเรียชนิดนี้ไม่ได้จำกัดแค่ในห้องทดลองเท่านั้น ในระดับอุตสาหกรรม ถังหมักที่มี E. coli ที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมจะทำหน้าที่เหมือนโรงงานที่มีชีวิต เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย ตั้งแต่ยาอย่างอินซูลินที่จำเป็นต่อการรักษาเบาหวาน ไปจนถึงสารเคมีตั้งต้นต่าง ๆ ที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงและตัวทำละลาย

E. coli คือเครื่องมือสำคัญของวงการเทคโนโลยีชีวภาพ

E. coli กลายมาเป็นแบคทีเรียที่โดดเด่นในวงการเทคโนโลยีชีวภาพเนื่องจากบทบาทของมันในฐานะสิ่งมีชีวิตต้นแบบ (model organism) E. coli ถูกแยกได้ครั้งแรกในปี 1885 โดยแพทย์ชาวเยอรมัน ต่อมาในช่วงทศวรรษ 1940 การค้นพบโดยบังเอิญทำให้ E. coli ก้าวขึ้นมามีความสำคัญอย่างมาก โดยสายพันธุ์ที่ไม่ก่อโรค (K-12) ถูกนำมาใช้เพื่อแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียไม่เพียงแต่แบ่งตัวได้เท่านั้น แต่ยังสามารถมี “เพศสัมพันธ์ของแบคทีเรีย” โดยการแบ่งปันและแลกเปลี่ยนยีนเพื่อสร้างคุณสมบัติใหม่ได้ 

นับแต่นั้นมา E. coli ก็ได้มีบทบาทสำคัญในการค้นพบและเหตุการณ์สำคัญหลายอย่างในสาขาพันธุศาสตร์และชีววิทยาโมเลกุล มันถูกใช้เพื่อช่วยถอดรหัสพันธุกรรม และในทศวรรษ 1970 E. coli กลายเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดแรกที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม โดยการนำ DNA แปลกปลอมใส่เข้าไปในเซลล์ ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่

E. coli มีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์มากมาย นอกเหนือจากความรู้ทางพันธุกรรมที่สั่งสมมาอย่างยาวนานและเครื่องมือที่ช่วยให้การดัดแปลงเป็นเรื่องง่ายแล้ว แบคทีเรียชนิดนี้ยังเติบโตเร็ว คาดการณ์การเติบโตได้ ทั้งยังสามารถเติบโตได้บนสารตั้งต้นที่หลากหลาย

E. coli ตัวเลือกที่ดี แต่ยังไม่ใช่โซลูชันที่ดีที่สุด ?

ซินเธีย คอลลินส์ (Cynthia Collins) ผู้อำนวยการอาวุโสจาก Ginkgo Bioworks บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพสหรัฐฯ กล่าวว่า ถึงแม้จะมีตัวเลือกของสิ่งมีชีวิตในกระบวนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์มากขึ้นกว่าเมื่อหลายสิบปีก่อน แต่ E. coli ก็ยังคงเป็นตัวเลือกที่ดี ในการผลิตผลิตภัณฑ์หลายชนิด เพราะ “ประหยัดมาก และสามารถผลิตได้ปริมาณมหาศาล” และหากผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้นเป็นพิษต่อเซลล์ ก็สามารถดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อให้แบคทีเรียมีความทนทานได้

อย่างไรก็ตาม แม้ว่างานวิจัยในการค้นพบการเปลี่ยนขยะพลาสติกเป็นยาด้วยการใช้ E. coli ของศาสตราจารย์วอลเลซจะเป็นก้าวสำคัญของวิทยาศาตร์ที่เกี่ยวข้องเชื่อมโยงกับประโยชน์ทางการแพทย์ แต่อีกด้านก็มีเสียงสะท้อนจากนักวิจัยบางส่วนที่เริ่มตั้งคำถามว่า การใช้แต่ E. coli มาเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการทางชีวภาพเพียงตัวเลือกเดียว อาจทำให้ปิดกั้นโอกาสจากการค้นพบโซลูชันทางชีวภาพอื่น ๆ ที่อาจจะดีที่สุดอยู่