การคัดกรองสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากสาหร่ายทะเลและการวิเคราะห์เครือข่ายความสัมพันธ์ระหว่างสารกับโรคเพื่อการพัฒนายา

สาหร่ายทะเลมีความหลากหลายทางชีวภาพสูงและอุดมด้วยสารทุติยภูมิที่มีศักยภาพทางการแพทย์ งานวิจัยนี้ประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบยา โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากสาหร่ายทะเลที่มีศักยภาพต้านการอักเสบ ศึกษาความสัมพันธ์ของสารกับโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบภายในเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ และประเมินความเป็นพิษ โดยรวบรวมสารออกฤทธิ์ 112 ชนิดจากสาหร่ายทะเล แล้วคัดกรองความคล้ายคลึงเชิงโครงสร้างกับยาจากฐานข้อมูล DrugBank ด้วยลายพิมพ์โครงสร้าง (Tanimoto coefficient ≥ 0.85) พบสารผ่านเกณฑ์มาตรฐานที่กำหนด 70 ชนิด สัมพันธ์กับยา 152 ชนิด ซึ่งครอบคลุม 14 กลุ่ม ยาที่ถูกจัดประเภทตามเกณฑ์ขององค์การอนามัยโลก และอีก 1 กลุ่มที่จัดตามกลุ่มการอักเสบ โดยในงานวิจัยนี้มุ่งไปที่กลุ่มการอักเสบ เมื่อค้นหาโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบดังกล่าวในฐานข้อมูล พบเพียง 32 ชนิด โดยการวิเคราะห์โปรตีนเป้าหมายชี้ให้เห็นว่าโปรตีนตัวรับกลูโคคอร์ติคอยด์ (GR; P04150; NR3C1) เป็นโหนดสำคัญในเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน และผลจากการวิเคราะห์ยีนออนโทโลยีบ่งชี้ว่าเกี่ยวข้องกับสัญญาณสเตียรอยด์ และการควบคุมการถอดรหัสอย่างมีนัยสำคัญ จากการจำลองการเข้าจับในระดับโมเลกุลพบว่า SW052 (11α-hydroxyprogesterone) จาก Sargassum polycystum จับกับ GR ได้ดีที่สุด (-11.6 kcal/mol) ค่าพลังงานการยึดจับกันระดับ โมเลกุลมีค่าดีกว่าลิแกนด์ DB00253 (medrysone) ที่ถูกใช้เป็นตัวควบคุม และลิแกนด์เดิม DB00741 (hydrocortisone) ในโปรตีนตัวรับกลูโคคอร์ติคอยด์ ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบว่ามีคุณสมบัติความเสมือนยาที่ดี ไม่มีความเป็นพิษต่อตับ ระบบประสาท ไม่ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ และไม่มีความไวต่อผิว การจำลองพลวัตเชิงโมเลกุลในช่วง 500 ns ยืนยันว่ามีความเสถียรของโครงสร้างเชิงซ้อนระหว่าง GR–SW052 แต่อย่างไรก็ตามการประเมินพลังงานอิสระรวมระบุว่า GR–DB00741 มีค่าดีมากกว่าการเข้าจับกันระหว่าง GR–SW052 ทั้งจากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค MM/PBSA และ MM/GBSA การประเมินความเป็นพิษในเซลล์แมคโครฟาจ RAW 264.7 พบว่าสารสกัดลิโปฟิลิกจาก S. polycystum ไม่เป็นพิษที่ 75–150 µg/mL (การอยู่รอดของเซลล์ >70%) ขณะที่ SW052 และ DB00741 ไม่เป็นพิษที่ 10–200 µg/mL ดังนั้น สารสกัดลิโปฟิลิกและ SW052 จึงอยู่ในช่วงความเข้มข้นที่ปลอดภัย เหมาะต่อการพัฒนาต่อทั้งในรูปแบบยารับประทานหรือยาทาภายนอก รวมถึงการใช้เป็นสารเสริมฤทธิ์ต้านการอักเสบ ทั้งนี้ ผลดังกล่าวยังเป็นข้อมูลระดับเบื้องต้น ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการยืนยันด้วย การศึกษากลไกการอักเสบ การทดสอบในสัตว์ทดลอง และการประเมินทางคลินิกต่อไป