Original Title: Alternative Therapies to Antibiotics: CRISPR-Cas antimicrobials
Source: doi.org/10.29228/genediting.41450
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការព្យាបាលជំនួសថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច៖ សារធាតុប្រឆាំងអតិសុខុមប្រាណ CRISPR-Cas

ចំណងជើងដើម៖ Alternative Therapies to Antibiotics: CRISPR-Cas antimicrobials

អ្នកនិពន្ធ៖ Aysegul Ates (Ege University, Turkey), Cihan Tastan (Acibadem Labcell Cellular Therapy Laboratory, Turkey), Safak Ermertcan (Ege University, Turkey)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2020 Gene Editing

វិស័យសិក្សា៖ Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ភាពស៊ាំនឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច (Antimicrobial Resistance) កំពុងក្លាយជាបញ្ហាសុខភាពសកលដ៏ធ្ងន់ធ្ងរ ដែលធ្វើឱ្យការព្យាបាលដោយថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចលែងមានប្រសិទ្ធភាព និងតម្រូវឱ្យមានវិធីសាស្ត្រព្យាបាលថ្មីបន្ទាន់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អត្ថបទនេះធ្វើការត្រួតពិនិត្យ (Review) លើការស្រាវជ្រាវនានាអំពីការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាកាត់តហ្សែន CRISPR-Cas9 ជាយន្តការប្រឆាំងនឹងបាក់តេរីដែលស៊ាំនឹងថ្នាំ។

ការវិភាគយន្តការប្រព័ន្ធ CRISPR-Cas9 (CRISPR-Cas9 mechanism analysis)
ការប្រើប្រាស់ហ្វាស ឬ វីរុសបាក់តេរី ជាភ្នាក់ងារដឹកជញ្ជូន (Bacteriophage delivery systems)
ការកំណត់គោលដៅលើហ្សែនស៊ាំនឹងថ្នាំជាក់លាក់ (Targeting specific antibiotic resistance genes)

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

ប្រព័ន្ធ CRISPR-Cas អាចសម្លាប់បាក់តេរីបង្កជំងឺបានយ៉ាងជាក់លាក់ដោយកាត់ផ្តាច់ហ្សែនរបស់វា ដោយមិនប៉ះពាល់ដល់បាក់តេរីល្អ (Beneficial microbiota) នៅក្នុងរាងកាយឡើយ។
ការសាកល្បងប្រើប្រាស់ phagemid ផ្ទុកប្រព័ន្ធ CRISPR-Cas អាចកាត់បន្ថយដង់ស៊ីតេបាក់តេរី Staphylococcus aureus ពី ៥០% មកត្រឹម ១១% ក្នុងរយៈពេលត្រឹមតែ ២៤ម៉ោងប៉ុណ្ណោះ។
បច្ចេកវិទ្យានេះអាចបន្សាបភាពស៊ាំរបស់បាក់តេរី (Re-sensitization) ធ្វើឱ្យពួកវាបាត់បង់ភាពស៊ាំ ហើយអាចត្រូវបានសម្លាប់ដោយប្រើថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចធម្មតាវិញបាន។

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method)	គុណសម្បត្តិ (Pros)	គុណវិបត្តិ (Cons)	លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Conventional Antibiotics ការប្រើប្រាស់ថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចទូទៅ	ងាយស្រួលរកបាន មានតម្លៃសមរម្យ និងមានការអនុវត្តការព្យាបាលយ៉ាងទូលំទូលាយតាំងពីទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៤០។	សម្លាប់ទាំងបាក់តេរីល្អនិងអាក្រក់ដោយគ្មានការរើសមុខ បង្កឱ្យមានការកើនឡើងនៃភាពស៊ាំនឹងថ្នាំ (AMR) និងបំផ្លាញប្រព័ន្ធមីក្រូជីវសាស្ត្រក្នុងរាងកាយ (Microbiota)។	បណ្តាលឱ្យមានការលេចឡើងនូវបាក់តេរីស៊ាំនឹងថ្នាំគ្រប់ប្រភេទ (Pan-resistant strains) ដែលសម្លាប់មនុស្សជាង ៣៥,០០០ នាក់ក្នុងមួយឆ្នាំនៅសហរដ្ឋអាមេរិក។
CRISPR-Cas9 via Phagemid/Phage ប្រព័ន្ធកាត់តហ្សែន CRISPR-Cas9 តាមរយៈវីរុស Phage	មានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ក្នុងការកាត់ផ្តាច់តែហ្សែនស៊ាំនឹងថ្នាំ ឬហ្សែនបង្កជំងឺ ដោយមិនប៉ះពាល់ដល់បាក់តេរីល្អ (Beneficial microbiota) ព្រមទាំងមានភាពងាយស្រួលនិងលឿនក្នុងការកែច្នៃ។	ទាមទារប្រព័ន្ធបញ្ជូនស្មុគស្មាញ (Delivery systems) ដូចជា Phagemids ហើយបច្ចុប្បន្ននៅកំពុងស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលពិសោធន៍នៅឡើយ។	កាត់បន្ថយដង់ស៊ីតេបាក់តេរី S. aureus មកត្រឹម ១១% ក្នុងរយៈពេល ២៤ម៉ោង និងអាចបន្សាបភាពស៊ាំរបស់ E. coli (ReSAFR) អោយត្រឡប់មកចាញ់ថ្នាំវិញ។
ZFNs and TALENs បច្ចេកវិទ្យាកាត់តហ្សែន ZFNs និង TALENs	ជាវិធីសាស្ត្រជំនាន់មុនដែលអាចកំណត់គោលដៅនិងកែប្រែហ្សែនរបស់បាក់តេរីបាន។	មានប្រសិទ្ធភាពទាប ងាយខុសគោលដៅ (Off-target effects) ព្រមទាំងចំណាយពេល និងកម្លាំងពលកម្មច្រើន។	មិនត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ទូលំទូលាយទេ ដោយសារត្រូវបានជំនួសដោយប្រព័ន្ធ CRISPR-Cas ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ជាង និងចំណាយតិចជាង។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ឯកសារនេះបានបញ្ជាក់ថាប្រព័ន្ធ CRISPR-Cas មានភាពងាយស្រួល ចំណាយតិច (Cost-effectiveness) និងចំណាយពេលលឿនជាងបច្ចេកវិទ្យាមុនៗ ប៉ុន្តែការអនុវត្តជាក់ស្តែងទាមទារធនធានមន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់។

Software: ត្រូវការកម្មវិធីវិភាគជីវព័ត៌មានវិទ្យា (Bioinformatics) ដើម្បីរចនា RNA នាំផ្លូវ (gRNA) ឲ្យបានច្បាស់លាស់ទៅកាន់ហ្សែនគោលដៅ។
Hardware: ទាមទារឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍ជីវសាស្ត្រម៉ូលេគុលកម្រិតខ្ពស់ ដូចជាម៉ាស៊ីន PCR ប្រព័ន្ធបន្សុទ្ធ DNA និងបរិក្ខារបង្កាត់វីរុស Phage (Phage cultivation systems)។
Expertise: ចាំបាច់ត្រូវមានអ្នកស្រាវជ្រាវជំនាញកម្រិតខ្ពស់ផ្នែកមីក្រូជីវសាស្ត្រ (Microbiology) ផ្នែកពន្ធុវិស្វកម្ម (Genetic Engineering) និងផ្នែកអភិវឌ្ឍន៍ឱសថ។
Material: ត្រូវការសារធាតុប្រតិកម្ម CRISPR-Cas, ស៊ុត ឬវីរុស Phage (ដូចជា M13 ឬ ФNM1) សម្រាប់វេចខ្ចប់ និងសត្វពិសោធន៍ (ដូចជាកណ្តុរ ឬដង្កូវ G. mellonella)។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការស្រាវជ្រាវដែលបានលើកឡើងក្នុងឯកសារនេះ ភាគច្រើនត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍ (In-vitro និង In-vivo លើសត្វកណ្តុរ/ដង្កូវ)។ វាមិនទាន់មានទិន្នន័យនៃការសាកល្បងគ្លីនិកទ្រង់ទ្រាយធំលើមនុស្សនៅឡើយទេ។ សម្រាប់កម្ពុជា ទិន្នន័យនេះបង្ហាញថាបច្ចេកវិទ្យានេះមិនទាន់អាចយកមកព្យាបាលអ្នកជំងឺដោយផ្ទាល់នៅតាមមន្ទីរពេទ្យបានភ្លាមៗទេ ប៉ុន្តែវាជាគំរូដ៏សំខាន់សម្រាប់ការស្រាវជ្រាវបន្ត។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ថ្វីត្បិតតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលអភិវឌ្ឍន៍ បច្ចេកវិទ្យានេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ខ្លាំងសម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជាក្នុងការដោះស្រាយវិបត្តិភាពស៊ាំនឹងថ្នាំដែលកំពុងកើនឡើងយ៉ាងគំហុក។

វិស័យសុខាភិបាល (Hospitals in Phnom Penh): មន្ទីរពេទ្យកម្រិតជាតិ អាចត្រៀមលក្ខណៈសិក្សាពីបច្ចេកវិទ្យានេះ ដើម្បីទប់ទល់នឹងការកើនឡើងនៃបាក់តេរីស៊ាំនឹងថ្នាំកម្រិតធ្ងន់ (MDR strains) ដូចជា MRSA ដែលតែងតែជួបប្រទះក្នុងបន្ទប់សង្គ្រោះបន្ទាន់ (ICU)។
វិស័យកសិកម្ម និងការចិញ្ចឹមសត្វ (Agriculture & Livestock in Provinces): អាចប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា Phage-CRISPR ដើម្បីជំនួសការប្រើប្រាស់ថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចហួសកម្រិតក្នុងការចិញ្ចឹមជ្រូក ឬមាន់ ដែលជាប្រភពចម្បងមួយនៃការបញ្ជូនបាក់តេរីស៊ាំថ្នាំមកមនុស្ស។
វិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវ (Research Institutions like Institut Pasteur du Cambodge): អាចចាប់ផ្តើមគម្រោងស្រាវជ្រាវដកស្រង់ (Isolate) វីរុស Phage ក្នុងស្រុក និងសាកល្បងបញ្ចូលប្រព័ន្ធ CRISPR-Cas ដើម្បីកំណត់គោលដៅលើបាក់តេរីក្នុងតំបន់។

ដើម្បីទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីរបកគំហើញនេះ កម្ពុជាគួរតែពង្រឹងការបណ្តុះបណ្តាលធនធានមនុស្សផ្នែកជីវបច្ចេកវិទ្យា និងបង្កើតហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធមន្ទីរពិសោធន៍ឲ្យបានរឹងមាំពីពេលនេះតទៅ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

ជំហានទី១៖ សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃយន្តការ CRISPR: និស្សិតត្រូវស្វែងយល់ស៊ីជម្រៅអំពីអន្តរកម្មរវាង Cas9 និង gRNA ព្រមទាំងប្រព័ន្ធភាពស៊ាំរបស់បាក់តេរី ដោយប្រើប្រាស់ប្រភពអនឡាញឥតគិតថ្លៃ ឬប្រើប្រាស់ Benchling ដើម្បីសាកល្បងមើលគំរូ DNA និម្មិត។
ជំហានទី២៖ អនុវត្តការរចនា RNA នាំផ្លូវ (gRNA Design): ចាប់ផ្តើមអនុវត្តការរចនា gRNA ដែលមានគោលដៅទៅលើហ្សែនស៊ាំនឹងថ្នាំ (ឧទាហរណ៍ ហ្សែន mecA របស់ MRSA) ដោយប្រើប្រាស់ឧបករណ៍វិភាគជីវព័ត៌មានវិទ្យាដូចជា CRISPRdirect ឬ CHOPCHOP។
ជំហានទី៣៖ ស្រាវជ្រាវទិន្នន័យភាពស៊ាំនឹងថ្នាំនៅកម្ពុជា: ប្រមូលនិងវិភាគរបាយការណ៍ស្តីពីការស៊ាំនឹងថ្នាំរបស់បាក់តេរីនៅក្នុងមន្ទីរពេទ្យកម្ពុជា ដោយប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធទិន្នន័យ WHONET ដើម្បីកំណត់ថាហ្សែនមួយណា (ឧទាហរណ៍ blaNDM-1) ដែលគួរតែជាគោលដៅអាទិភាព។
ជំហានទី៤៖ សិក្សាពីប្រព័ន្ធដឹកជញ្ជូន Phagemid: ស្វែងយល់ពីរបៀបវេចខ្ចប់ប្រព័ន្ធ CRISPR ទៅក្នុងវីរុស Phage តាមរយៈការស្រាវជ្រាវឯកសារ (Literature Review) និងសិក្សាពីការរចនា Plasmid ដោយចូលមើលបណ្ណាល័យហ្សែន Addgene។
ជំហានទី៥៖ ស្នើគម្រោងស្រាវជ្រាវក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍សាកលវិទ្យាល័យ: សរសេរសំណើគម្រោង (Research Proposal) ដើម្បីសុំការអនុញ្ញាតធ្វើការពិសោធន៍បឋម ដូចជាការបណ្តុះបាក់តេរី E. coli និងការញែក Phage ចេញពីបរិស្ថាន ដោយសហការជាមួយមន្ទីរពិសោធន៍មីក្រូជីវសាស្ត្រក្នុងស្រុក។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស	ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation)	និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
CRISPR-Cas9	ជាបច្ចេកវិទ្យាកាត់តហ្សែនដែលមានប្រភពចេញពីប្រព័ន្ធភាពស៊ាំធម្មជាតិរបស់បាក់តេរី ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចកំណត់គោលដៅ និងកាត់ផ្តាច់លំដាប់ DNA ជាក់លាក់ណាមួយ (ដូចជាហ្សែនបង្កជំងឺ ឬហ្សែនស៊ាំនឹងថ្នាំ) បានយ៉ាងសុក្រឹត។	ប្រៀបដូចជាកន្ត្រៃវេទមន្តដ៏ឆ្លាតវៃដែលអាចស្វែងរក និងកាត់ចោលកូដហ្សែនអាក្រក់ៗចេញពីបាក់តេរីបានយ៉ាងច្បាស់លាស់ ដោយមិនប៉ះពាល់កោសិកាផ្សេង។
Phagemid	ជាប្រព័ន្ធវ៉ិចទ័រ ឬយានផ្ទុកកូនកាត់រវាង Phage (វីរុសបាក់តេរី) និង Plasmid (កង DNA តូចៗ) ដែលគេប្រើប្រាស់ដើម្បីវេចខ្ចប់ និងដឹកជញ្ជូនប្រព័ន្ធកាត់តហ្សែន CRISPR ចូលទៅក្នុងកោសិកាបាក់តេរីគោលដៅដោយប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។	ប្រៀបដូចជាកញ្ចប់ប្រៃសណីយ៍ ឬយានអវកាសតូចមួយ ដែលផ្ទុកអាវុធ (CRISPR) យកទៅបាញ់ទម្លាក់ចំទីតាំងសត្រូវ (បាក់តេរី)។
Resistome	បណ្តុំនៃហ្សែនស៊ាំនឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចទាំងអស់ ដែលមានវត្តមានតាមធម្មជាតិនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី ឬបរិស្ថានជុំវិញខ្លួនយើង (ដូចជាក្នុងដី ទឹក និងពោះវៀនមនុស្សសត្វ) ដែលបាក់តេរីអាចទាញយកមកប្រើប្រាស់បាន។	ប្រៀបដូចជាបណ្ណាល័យដ៏ធំមួយដែលផ្ទុកនូវក្បួនយុទ្ធសាស្ត្រទប់ទល់នឹងអាវុធ (ថ្នាំពេទ្យ) ដែលបាក់តេរីអាចលួចចម្លងយកមករៀនសូត្របាន។
Mobilome	បណ្តុំនៃធាតុហ្សែនចល័តដែលអាចផ្លាស់ទីពីកោសិកាមួយទៅកោសិកាមួយទៀត (ឧទាហរណ៍ Plasmids ក្នុងបាក់តេរី) ដែលជាភ្នាក់ងារចម្បងក្នុងការចម្លងហ្សែនស៊ាំនឹងថ្នាំពីបាក់តេរីមួយទៅបាក់តេរីមួយទៀតយ៉ាងលឿន។	ប្រៀបដូចជារថយន្ត ឬ USB Flash Drive ដែលចម្លងទិន្នន័យ (ហ្សែនស៊ាំថ្នាំ) ពីកុំព្យូទ័រមួយ (បាក់តេរីមួយ) ទៅកុំព្យូទ័រមួយទៀត។
Bacteriophage	ជាប្រភេទវីរុសធម្មជាតិដែលវាយប្រហារ ឆ្លង និងសម្លាប់តែបាក់តេរីប៉ុណ្ណោះ ដោយវាមិនបង្កផលប៉ះពាល់ដល់កោសិកាមនុស្ស សត្វ ឬរុក្ខជាតិឡើយ ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាជម្រើសក្នុងការព្យាបាលជំងឺឆ្លង។	ប្រៀបដូចជាទាហានស៊ីឈ្នួលពិសេស ដែលត្រូវបានធម្មជាតិបង្កើតឡើងដើម្បីតាមប្រមាញ់ និងសម្លាប់តែក្រុមភេរវករ (បាក់តេរី) ប៉ុណ្ណោះ។
Protospacer Adjacent Motif (PAM)	ជាលំដាប់ DNA ខ្លីមួយដែលស្ថិតនៅជាប់នឹងហ្សែនគោលដៅ ដែលអង់ស៊ីម Cas9 ត្រូវការជាចាំបាច់ដើម្បីស្គាល់ទីតាំង ដោះសោរ និងធ្វើការកាត់ផ្តាច់ DNA នោះបានជោគជ័យ។	ប្រៀបដូចជាស្លាកលេខផ្ទះ ឬសញ្ញាសម្គាល់ទីតាំង GPS ដែលប្រាប់កន្ត្រៃ CRISPR ឱ្យដឹងច្បាស់ថាត្រូវចាប់ផ្តើមកាត់នៅត្រង់ចំណុចណា។
Re-Sensitization	ដំណើរការនៃការធ្វើឱ្យបាក់តេរីដែលធ្លាប់តែស៊ាំនឹងថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច បាត់បង់ភាពស៊ាំរបស់វា ហើយត្រឡប់មកចាញ់ថ្នាំវិញ (ងាយរងគ្រោះដោយថ្នាំ) តាមរយៈការប្រើ CRISPR កាត់បំផ្លាញហ្សែនស៊ាំនោះចោល។	ប្រៀបដូចជាការដោះអាវក្រោះការពារគ្រាប់កាំភ្លើងចេញពីសត្រូវ ធ្វើឱ្យពួកគេងាយស្លាប់ដោយសារការបាញ់ប្រហារ (ថ្នាំពេទ្យ) ដូចដើមវិញ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖