ห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยา
ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่าการได้รับสัมผัสมลพิษที่ปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม มีความเชื่อมโยงต่อการทำให้เกิดโรคเรื้อรังชนิดต่างๆ ห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยาจึงมุ่งเน้นการทำงานวิจัยเพื่อศึกษาผลกระทบของสารมลพิษที่พบในสิ่งแวดล้อมหลายชนิดต่อการเกิดโรคเรื้อรัง เช่น โรคเบาหวาน โรคมะเร็ง โรคหัวใจและหลอดเลือด รวมไปถึง โรคสมองเสื่อมอัลไซเมอร์ (Alzheimer’s disease) เป็นต้น
ตัวอย่างการศึกษาผลกระทบของสารมลพิษจากสิ่งแวดล้อมที่มีต่อการทำงานระดับชีวโมเลกุลเช่น ตัวรับสัญญาณชนิดโคลิเนอร์จิและมัสคาลินิก (cholinergic muscarinic receptors, MRs), การถ่ายทอดสัญญาณ กลัยโคเจนซินเธสไคเนส-3 (glycogen synthase kinase-3) หรือ จีเอสเค-3 (glycogen synthase kinase–3, GSK3) ของเซลล์ ที่มีความเกี่ยวข้องและก่อให้เกิดผลกระทบต่อการทำงานในระดับเซลล์ อาทิเช่น การกระตุ้นให้เกิดการอักเสบ, การแบ่งตัว และปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมของน้ำตาลกลูโคส เพื่อสร้างพลังงานที่ผิดปกติ จนส่งผลให้เกิดการตายของเซลล์ ในที่สุด ซึ่งกระบวนการเหล่านี้ เป็นสาเหตุสำคัญของการพัฒนาให้เกิดโรคเรื้อรังต่างๆ ที่กล่าวมาข้างต้น
งานวิจัยในปัจจุบันของห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยาพบว่าการได้รับสัมผัสสารมลพิษที่ปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม เช่น การได้รับสารหนู มีความเชื่อมโยงระหว่างอาการของโรคสมองเสื่อม (neurodegenerations) พร้อมกับภาวะการดื้อฮอร์โมนอินซูลิน (insulin resistance) ในเซลล์สมองอีกด้วย นอกจากนี้การได้รับสารพิษแคดเมียม และสารหนูยังสามารถเพิ่มความเสี่ยงที่อาจก่อให้เกิดความผิดปกติในการถ่ายทอดสัญญาณของฮอร์โมนเอสโตรเจน (estrogen signaling pathway) ที่อาจมีความสัมพันธ์กับการพัฒนาไปสู่การเกิดโรคมะเร็ง อีกด้วย
นอกเหนือจากการศึกษากลไกการเกิดพิษของสารพิษกลุ่มโลหะ เช่น สารหนูและแคดเมียม ดังกล่าวแล้ว ทางห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยายังมุ่งเน้นศึกษาผลกระทบของมลพิษที่ปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ ได้แก่ สารเคมีในกลุ่มยาปราบศัตรูพืช เช่น ไกลโฟเสทและพาราควอท และกลุ่มสารคงตัวสูงในสิ่งแวดล้อม (Persistent Organic Pollutants, POPs) เช่น PFOS เป็นต้น
ไกลโฟเสท จัดเป็นสารกำจัดวัชพืชที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศไทย ซึ่งการใช้งานอย่างแพร่หลายนี้สามารถทำให้เกิดการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม และอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพต่อผู้ได้รับสัมผัสสารเคมีชนิดนี้ จากงานวิจัยก่อนหน้าของทางห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยาแสดงให้เห็นว่าการได้รับสัมผัสสารไกลโฟเสทที่มีขนาดความเข้มข้นต่ำในสิ่งแวดล้อม สามารถกระตุ้นการเจริญของเซลล์มะเร็งเต้านมผ่านทางกลไกการแสดงออกของตัวรับเอสโตรเจน นอกจากนั้นทางห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยาได้ทำการการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของสารไกลโฟเสทต่อเซลล์มะเร็งท่อน้ำดีโดยมุ่งเน้นศึกษาฤทธิ์ของสารผ่านกลไกการวิถีสัญญาณของตัวรับเอสโตรเจนพบว่าสารไกลโฟเสทสามารถกระตุ้นการเจริญของเซลล์มะเร็งท่อน้ำดีโดยมีกลไกที่สำคัญส่วนหนึ่งผ่านวิถีสัญญาณของตัวรับเอสโตรเจน และเพิ่มการแสดงออกของโปรตีน MAPK/ERK kinase (MEK) ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการเจริญของเซลล์ซึ่งอาจมีผลเหนี่ยวนำให้เกิดการเจริญและแพร่กระจายของเซลล์มะเร็ง
ถึงแม้ว่าการศึกษาทางระบาดวิทยาจะสามารถประเมินความสัมพันธ์ของการได้รับสัมผัสสารมลพิษและผลกระทบที่เกิดขึ้นในประชากร แต่อาจไม่สามารถบ่งบอกถึงกลไกที่สำคัญต่าง ๆ ในการเหนี่ยวนำให้เกิดโรคเรื้อรังบางชนิด เช่น โรคมะเร็ง เนื่องจากการเกิดมะเร็งใช้ระยะเวลายาวนาน และมีการพัฒนาของเซลล์มะเร็งจากเซลล์ปกติ โดยเกิดการเปลี่ยนแปลงผ่านกลไกต่าง ๆ หลายขั้นตอน ซึ่งการก่อให้เกิดความเสียหายของสารพันธุกรรมดีเอ็นเอจากการทำปฏิกิริยากับสารอนุมูลอิสระออกซิเจนในสภาวะเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน
และนำไปสู่การก่อกลายพันธุ์ ซึ่งจัดเป็นกลไกที่สำคัญอย่างหนึ่ง พาราควอทเป็นสารเคมีกำจัดวัชพืชที่มีกลไกการเกิดพิษเมื่อเข้าสู่ร่างกายโดยเหนี่ยวนำให้เกิดการสร้างสารอนุมูลอิสระและสภาวะเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน จากผลการศึกษาของทางห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยาพบว่า พาราควอทก่อให้เกิดความไม่เสถียรของจีโนม (genomic instability) ผ่านทางกลไกการเกิดสภาวะเครียดออกซิเดชัน และเหนี่ยวนำให้เกิดความเสียหายต่อสารพันธุกรรมดีเอ็นเอ (oxidative DNA damage) และนำไปสู่การก่อการกลายพันธุ์ของเซลล์ AS52 ซึ่งเป็นเซลล์รังไข่ของหนูแฮมสเตอร์จีน (CHO) ชนิดดัดแปลงพันธุกรรมให้ไม่มีเอมไซม์ในการซ่อมแซมความเสียหายของสารพันธุกรรม (oxidative DNA damage repair enzymes) ซึ่งเซลล์ AS52 ชนิดดัดแปลงพันธุกรรมดังกล่าวนี้อาจนำมาใช้เป็นแบบจำลองระดับเซลล์วิทยา เพื่อเพิ่มความไวในการทดสอบการก่อกลายพันธุ์ที่เกิดจากสภาวะเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารที่มีความเข้มข้นต่ำในสิ่งแวดล้อมรวมถึงสารที่ก่อฤทธิ์กลายพันธุ์อย่างอ่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
