การค้นพบเภสัชรังสีชนิดใหม่ในเพปไทด์กลุ่ม CPPs
(Cell Penetrating Peptides)

CPPs เป็นเพปไทด์ (peptides) ขนาดสั้น มีกรดอะมิโนน้อยกว่า 30 ชนิด เป็นโมเลกุลที่มีประจุบวกและหรือเป็นโมเลกุลที่มีส่วนที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำอยู่ในโมเลกุลเดียวกัน มีความสามารถเข้าไปภายในเยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) สามารถติดฉลากกับสารรังสีได้ และสารเภสัชรังสีเหล่านี้สามารถเข้าไปภายในเซลล์มะเร็งทำให้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายภาพมะเร็งได้ดีขึ้น ซึ่งการค้นพบ CPPs ชนิดต่าง ๆ นี้ จึงเป็นการสร้างโอกาสใหม่ ๆ ในการเตรียมสารเภสัชรังสีชนิดใหม่เพื่อใช้ในการถ่ายภาพมะเร็งและเพื่อการรักษา

ตัวอย่าง CPPs ที่มีการวิจัยแล้วว่า สามารถติดฉลากกับสารรังสีแล้วสามารถเข้าไปภายในเซลล์ได้

เมื่อประจุบวกของ Arginine ซึ่งเป็นกรดอะมิโนใน CPPs ทำปฏิกิริยากับอนุมูลประจุลบ คือ phosphate, sulphate และ phospholipids ของ cell membrane ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ชั้น lipid bilayer ดังนั้น CPPs จึงสามารถเข้าไปภายในเซลล์ได้ ซึ่งประสิทธิภาพของการนำสารเข้าสู่เซลล์นั้นขึ้นอยู่กับชนิดของ CPPs และชนิดของเซลล์ด้วย เช่น งานวิจัยของ Jones และคณะ พบว่า ประสิทธิภาพของการนำส่ง protein kinase inhibitor (PKI) เข้าไปภายในเซลล์ Chinese hamster ovary (CHO) ได้ดีที่สุดเมื่อรวมกับ CPPs (transportan และ polyarginine) รองลงมาเมื่อรวมกับ penetratin และน้อยที่สุดเมื่อรวมกับ tat

การติดฉลากเพปไทด์ CPPs กับสารรังสี จะมีตำแหน่งที่เฉพาะเจาะจงและต้องหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโน lysine หรือ Arginine ใน CPPs ซึ่งสารรังสีที่สามารถนำมาติดฉลากกับ CPPs ได้แก่ อินเดียม-111 (¹¹¹In) และเทคนีเชียม-99เอ็ม (^99mTc) ตัวอย่างงานวิจัยการติดฉลากสารรังสีกับเพปไทด์ในกลุ่มนี้ เช่น

Bhorade และคณะ ได้ทำการทดลองรวม DOTA กับ tat peptide (GRKKRRQRRRGYK) ที่ตำแหน่ง C-terminus และติดฉลากกับสารรังสี ¹¹¹In เมื่อนำ ¹¹¹In-DOTA-tat มาทดสอบกับเซลล์ HeLa cells และ Lymphocyte ของหนู พบว่า เซลล์สามารถนำ ¹¹¹In-DOTA-tat เข้าไปภายในเซลล์และขนส่งต่อไปยังนิวเคลียสของเซลล์ได้ โดยเปรียบเทียบกับการนำ ¹¹¹In-DOTA มาทดสอบกับเซลล์ พบว่า ไม่มีการสะสมของ ¹¹¹In-DOTA ภายในเซลล์

Polyyakov และคณะ ได้ทำการทดลองติดฉลาก tat peptide (GRKKRRQRRR-KGC) ที่ตำแหน่ง C-terminus ของ KGC กับ ^99mTc เมื่อนำ ^99mTc-tat มาทดสอบกับเซลล์ leukemia cells และ epidermoid carcinoma cells พบว่าเซลล์สามารถนำ ^99mTc-tat เข้าไปภายในไซโทพลาซึมและนิวเคลียสของเซลล์ได้

Lewin และคณะ ได้ทำการทดลองรวม tat peptide (GRKKRRQRRR-YKC) ที่ตำแหน่ง C-terminus ของ YKC กับ cross-linked dextran iron oxide (CLIO) nanoparticles และ DTPA และนำไปติดฉลากกับ ¹¹¹In เมื่อนำ ¹¹¹In-DTPA-CLIO-tat มาทดสอบกับเซลล์ human hematopoietic CD34⁺ cells, CD4⁺lymphocytes,mouse progenitor cells และ splenocytes พบว่าเซลล์สามารถนำ ¹¹¹In-DTPA-CLIO-tat เข้าไปภายในไซโทพลาซึมและนิวเคลียสของเซลล์ได้

เอกสารอ้างอิง:

1. Danny L. Costantini, Meiduo Hu, and Raymond M. Reilly. Peptide motifs for insertion of radiolabeled biomolecules into cells and routing to the nucleus for cancer imaging or radiotherapeutic applications. Cancer Biotheraphy&Radiopharmacuticals 2008(23):3-24