จีนีติซิน

จีนีติซิน หรือ จี 418 () เป็นยาปฏิชีวนะในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกับเจนตามัยซิน บี1 จีนีติซินถูกสร้างขึ้นโดยแบคทีเรียสายพันธุ์ Micromonospora rhodorangea ยานี้จะออกฤทธิ์ยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีน โดยเข้าไปขัดขวางกระบวนการต่อสายโปรตีน (elongation) ทั้งในเซลล์ยูคาริโอตและเซลล์โพรคาริโอต ทำให้ไม่มีการใช้ยานี้เพื่อการรักษาโรคในมุนษย์และสัตว์ เนื่องจากจีนีติซินจะออกฤทธิ์ยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนของโฮสต์ได้ด้วย ในปัจจุบัน มีการนำจีนีติซินไปใช้ในการคัดเลือกเซลล์ที่ได้รับการแตกแต่งพันธุกรรมให้ดื้อต่อยานี้ (โดยมีการใช้ KanMX ติดเป็นเครื่องหมายพันธุกรรม) โดยการเกิดการดื้อต่อจีนีติซินนี้เป็นผลมาจากนีโอยีนของเอนไซม์ทรานสโพเสส Tn5 (Transposase Tn5) ทำให้มีการสร้างเอนไซม์ aminoglycoside 3'-phosphotransferase (APT 3' II) ขึ้น ซึ่งเอนไซม์นี้มีส่วนทำให้เกิดการดื้อต่อจีนีติซินของแบคทีเรีย จีนีติซินเป็นอนุพันธ์ของนีโอมัยซินซัลเฟต จึงมีกลไกลการออกฤทธิ์ที่คล้ายคลึงนีโอมัยซินมากกว่ายาปฏิชีวนะอื่นในกลุ่มเดียวกัน ขนาดจีนีติซินที่ใช้ในการทดลองสำหรับเซลล์แบคทีเรียและสาหร่ายนั้นมีความเข้มข้นประมาณ 5 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร หรือน้อยกว่า สำหรับเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนั้นจะใช้ความเข้มข้นประมาณ 400 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร สำหรับการคัดเลือกเซลล์ หรือที่ความเข้มข้น 200 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร สำหรับการคงสภาพเซลล์ อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นที่เหมาะสมสำหรับการคัดเลือกเซลล์ที่ดื้อต่อยานี้นั้นจะขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ที่ใช้และความสามารถในการเหนี่ยวนำให้เกิดการดื้อยาของพลาสมิด ดังนั้นจึงควรมีการทำการไตเตรทหาช่วงความเข้มข้นที่เหมาะสมเพื่อกำหนดสภาวะที่ดีที่สุดสำหรับทุกระบบทดลอง การไตเตรทควรทำโดยใช้ความเข้มข้นของยาปฏิชีวนะตั้งแต่ 100 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร ถึง 1400 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร โดยการคัดเลือกเซลล์ที่ดื้อยานี้อาจใช้เวลาประมาณ 1 สัปดาห์ หรือในกรณีอาจนานถึง 3 สัปดาห์

การศึกษาสารปนเปื้อน
จีนีติซินเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการคัดแยกสารที่เกิดจากการหมักเชื้อแบคทีเรียสายพันธุ์ Micromonospora rhodorangea ซึ่งในกระบวนนี้นอกจากจะได้ผิตภัณฑ์เป็นจีนีติซินแล้ว ยังได้สารผสมของเจนตามัยซินอีกหลายชนิด ด้วยเหตุนี้ สารปนเปื้อนของจีนีติซินที่พบได้บ่อยมากที่สุดจึงมักเป็นสารผสมของเจนตามัยซิน ได้แก่ เจนตามัยซินเอ, ซี1, ซี1เอ, ซี2, ซี2เอ และเอ็กซ์2 ทั้งนี้ คุณภาพของจีนีติซินที่ผลิตได้นั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับความแรงในการต้านแบคทีเรียเพียงอย่างเดียว หากแต่ขึ้นอยู่กับความจำเพาะในการออกฤทธิ์ต่อเซลล์เป้าหมายด้วย ซึ่งวัดได้จากกราฟสัดส่วนการออกฤทธิ์ของจีนีติซินต่อเซลล์ที่ไวต่อยานี้และเซลล์ที่ดื้อต่อยานี้ โดยจีนีติซินทีม่ีคุณภาพดีจะต้องมีค่าความเข้มข้นของยาที่ส่งผลฆ่าเซลล์ที่ไวต่อยาได้ร้อยละ 50 ต่ำที่สุด (LD50) (เช่น NIH 3T3) และมีค่า LD50 ต่อเซลล์ที่ดื้อยาสูง (อาจมากถึง 5,000 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร)

การใช้ในการศึกษาด้านชีววิทยาของเซลล์
ถึงแม้ว่าจีนีติซินสามารถออกฤทธิ์ฆ่าเซลล์ยูคาริโอตได้ดี แต่ก็มียีนหลายชนิดที่สามารถช่วยให้เซลล์รอดจากการถูกฆ่าด้วยจีนีติซินได้ หนึ่งในยีนดังกล่าวคือ  neoR  ถ้ามีการแทรกสอดยีน 'neoR' เข้าไปในเซลล์ใดๆ เซลล์นั้นจะสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีจีนีติซินผสมอยู่ ดังนั้นนักวิจัยจึงได้ทำการเชื่อมโยงยีน neoR เข้ากับดีเอ็นเอพาหะ (vector) หากดีเอ็นเอพาหะที่มียีน neoR ถูกนำมาใช้ในเซลล์ใดก็จะทำให้เซลล์นั้นกลายเป็นเซลล์ที่ดื้อต่อจีนีติซินได้ ทำให้เซลล์ที่มีดีเอ็นเอพาหะ (+) เหล่านี้สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะแวดล้อมที่มีจีนีติซิน ในขณะที่เซลล์ที่ไม่มีเวกเตอร์ (-) จะตาย วิธีการนี้สามารถช่วยนักวิจัยสามารถคัดเลือกเซลล์ที่ดื้อยานี้ได้โดยง่าย

อ้างอิง

อะมิโนไกลโคไซด์
ยาปฏิชีวนะที่ออกฤทธิ์ยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีน