กานามัยซิน เอ

กานามัยซิน เอ () หรือที่นิยมเรียกกันง่ายๆ คือ กานามัยซิน เป็นยาปฏิชีวนะชนิดหนึ่งในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ มีข้องบ่งใช้ในการรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียที่รุนแรง และวัณโรค แต่ไม่ถูกจัดให้เป็นการรักษาทางเลือกแรก โดยกานามัยซินมีทั้งในรูปแบบยารับประทาน, ยาสำหรับการฉีดเข้าหลอดเลือดดำ และยาสำหรับการฉีดเข้ากล้ามเนื้อ ทั้งนี้ การใช้กานามัยซินในการรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียใดๆนั้นแนะนำให้ใช้ยานี้ในระยะสั้นเท่านั้น โดยปกติคือ 7–10 วัน อย่างไรก็ตาม กานามัยซินไม่มีผลในต้านไวรัสเช่นเดียวกันกับยาปฏิชีวนะชนิดอื่น
เนื่องด้วยกานามัยซินเป็นยาในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ ดังนั้นจึงมีกลไกการออกฤทธิ์ที่คล้ายคลึกันกับยาอื่นในกลุ่ม กล่าวคือ กานามัยซินจะออกฤทธิ์ยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรีย ทำให้แบคทีเรียเป้าหมายขาดโปรตีนที่จำเป็นในการดำรงชีวิตและเพิ่มจำนวน ทำให้เซลล์แบคทีเรียนั้นๆตายในที่สุด อาการไม่พึงประสงค์ที่สำคัญจากการได้รับการรักษาด้วยกานามัยซิน คือ การเกิดปัญหาเกี่ยวกับการได้ยินและการทรงตัว ในบางรายอาจพบว่ายาทำให้ไตมีการทำงานที่ลดน้อยลงได้ ทั้งนี้ ไม่แนะนำให้ใช้กานามัยซินในหญิงตั้งครรภ์ เนื่องจากยานี้อาจก่อให้เกิดอันตรายแก่ทารกในครรภ์ได้ ส่วนการใช้ในหญิงให้นมบุตรนั้นมีความปลอดภัยค่อนข้างสูง เนื่องจากยานี้ถูกขับออกทางน้ำนมได้น้อยมาก 
กานามัยซินถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1957 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น – ฮามาโอะ อูเมซาวะ (Hamao Umezawa) โดยสามารถแยกกานามัยซินได้จากเชื้อแบคทีเรีย "Streptomyces kanamyceticus" โดยยานี้ได้ถูกจัดเป็นหนึ่งในรายการยาจำเป็นขององค์การอนามัยโลก (World Health Organization's List of Essential Medicines) ซึ่งเป็นรายการยาที่มีประสิทธิภาพและความปลอดภัยสูง และมีความสำคัญเป็นลำดับแรกของระบบสุขภาพพื้นฐานของประชาชนในประเทศต่างๆ ในปี ค.ศ. 2014 ราคาสำหรับการขายส่งของกานามัยซินในประเทศกำลังพัฒนามีมูลค่าระหว่าง 0.85 – 1.52 ดอลลาร์สหรัฐ ต่อการบริหารยาหนึ่งครั้ง ปัจจุบัน ยานี้ไม่มีจำหน่ายในตลาดยาของสหรัฐอเมริกาแล้ว

กานามัยซินมีข้อบ่งใช้สำหรับการรักษาระยะสั้นสำหรับโรคที่เกิดจากการติดเชื้อแบทีเรีย "E. coli", "สกุลโปรเตียส" (ทั้งกรณี indole-positive และ indole-negative), "Enterobacter aerogenes", "Klebsiella pneumoniae", "Serratia marcescens", และสกุลอซีเนโตแบคเตอร์ ในกรณีที่เป็นการติดเชื้ออย่างรุนแรงแต่ไม่ทราบเชื้อสาเหตุที่แน่ชัด ผู้ป่วยจะได้รับการรักษาด้วยกานามัยซินร่วมกับเพนิซิลลินหรือเซฟาโลสปอรินในรูปแบบฉีด อย่างใดอย่างหนึ่ง จนกว่าจะทราบผลการเพาะเลี้ยงเชื้อหรือผลทดสอบความไวของเชื้อสาเหตุต่อยาปฏิชีวนะชนิดต่างๆ ในกรณีโรคที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัสนั้น กานามัยซินไม่มีประสิทธิภาพในการรักษาเช่นเดียวกันกับยาปฏิชีวนะชนิดอื่นๆ

กานามัยซินเป็นยาปฏิชีวนะอีกชนิดหนึ่งที่ควรหลีกเลี่ยงการใช้ในหญิงตั้งครรภ์ เนื่องจากอาจก่อให้เกิดอันตรายแก่ตัวอ่อนในครรภ์ได้ (ระดับความเสี่ยงต่อทารกในครรภ์ ระดับ D) ส่วนการใช้ยานี้ในหญิงที่กำลังอยู่ในช่วงให้นมบุตรนั้นมีความปลอดภัยค่อนข้างสูง เนื่องจากกานามัยซินถูกขับออกทางน้ำนมได้น้อยมาก อย่างไรก็ตามเพื่อลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับทารก ทางผู้ผลิตได้แนะนำให้หยุดการให้นมระหว่างี่ได้รับกานามัยซิน หรือหลีกเลี่ยงไปใช้ยาอื่น แต่สมาคมกุมารเวชศาสตร์แห่งสหรัฐอเมริกา (American Academy of Pediatrics) ได้ลงความเห็นโดยอาศัยข้อมูลจากการศึกษาทดลองต่างๆว่า กานามัยซินนั้นสามารถใช้ได้อย่างปลอดภัยในหญิงให้นมบุตร

ส่วนในเด็กและทารกนั้น สามารถใช้กานามัยซินในการรักษาโรคติดเชื้อแบคีเรียตามข้อบ่งใช้ที่กำหนดได้ แต่อาจต้องมีการปรับลดขนาดยากานามัยซินลง เนื่องจากไตยังทำงานได้ไม่เต็มที่เท่าผู้ใหญ่ ทำให้เสี่ยงต่อการเกิดพิษและอาการไม่พึงประสงค์จากยาได้ หากใช้กานามัยซินในปริมาณปกติทั่วไป

อาการไม่พึงประสงค์จากการใช้กานามัยซินที่รุนแรงนั้น ได้แก่ การได้ยินเสียงผิดปกติในหู หรือ การสูญเสียการได้ยิน ซึ่งเป็นสัญญาณที่บ่งบอกถึงภาวะที่ยาเป็นพิษต่อหู, การเกิดพิษต่อไต, และปฏิกิริยาการแพ้ยา ส่วนอาการไม่พึงประสงค์อื่นที่อาจพบเกิดขึ้นได้ ได้แก่ คลื่นไส้, อาเจียน, ท้องเสีย, โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงชนิดร้าย, ปวดศีรษะ, ความรู้สึกสัมผัสเพี้ยน, การมองเห็นผิดปกติ, กล้ามเนื้ออ่อนแรง, และการดูดซึมอาหารผิดปกติ

กานามัยซิน เอ เป็นยาปฏิชีวนะที่คัดแยกได้จากแบคทีเรีย "Streptomyces kanamyceticus" นอกจากนี้การคัดแยกดังกล่าวยังมียาปฏิชีวนะอื่นๆเป็นส่วนผสมอีกหลายชนิด ได้แก่ กานามัยซิน บี, กานามัยซิน ซี, กานามัยซิน ดี, และกานามัยซิน เอกซ์ แต่กานามัยซิน เอ นั้นถือเป็นสารหลักที่สกัดได้

ชีวสังเคราะห์ของกานามัยซินนั้นแบ่งออกเป็น 2 ส่วน โดยส่วนแรกนั้นจะคล้ายคลึงกันการสังเคราะห์ยาปฏิชีวนะอื่นๆในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ เช่น บูตริโรซิน และนีโอมัยซิน เป็นต้น โดยหลังสิ้นสุดกระบวนการสร้าง aminocyclitol, 2-deoxystreptamine จาก D-glucopyranose 6-phosphate ทั้ง 4 ขั้นตอน กระบวนการสังเคราะห์กานามัยซินจะแบ่งออกเป็น 2 ทาง ทั้งนี้เนื่องมาจากความหลากหลายของเอนไซม์ที่เข้าทำปฏิกิริยาในขั้นตอนนั้น โดยในขั้นตอนนี้จะใช้ตัวให้หมู่ไกลโคซิล 2 ชนิด คือ UDP-N-acetyl-α-D-glucosamine และ UDP-α-D-glucose และได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นกานามัยซิน ซี และกานามัยซิน บี ส่วนอีกช่องทางหนึ่งนั้นจะได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็น กานามัยซิน ดี และกานามัยซิน เอกซ์ อย่างไรก็ตาม ทั้งกานามัยซิน บี และกานามัยซิน ดี สามารถถูกเปลี่ยนให้เป็นกานามัยซิน เอ ได้ ดังนั้น ช่องทางการสังเคราะห์ทั้งสองจึงสามารถสร้างผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นกานามัยซิน เอ ได้ทั้งหมด

กานามัยซินออกฤทธิ์โดยเข้าจับกับหน่วยย่อย 30 เอสของไรโบโซมในเซลล์โพรคาริโอต ส่งผลให้เกิดการแปรรหัสพันธุกรรมผิดพลาด ส่งผลให้ลำดับเบสในสายพอลีเพพไทด์เปลี่ยนแปลงไป จนไม่สามารถทำงานได้ นอกจากนี้กานามัยซินยังยับยั้งการย้ายตำแหน่ง (Translocation) ในกระบวนการการสังเคราะห์โปรตีน

กานามัยซินเป็นยาที่ประกอบไปด้วยยาปฏิชีวนะ 3 ชนิด คือ กานามัยซิน เอ, กานามัยซิน บี, และกานามัยซิน ซี โดยกานามัยซิน บีและซี สามารถเปลี่ยนเป็นกานามัยซิน เอ ได้ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการศึกษาที่แน่ชัดถึงผลของกานามัยซินแต่ละชนิดต่อเซลล์โพรคาริโอตและยูคาริโอต

ในการศึกษาด้านชีววิทยาระดับโมเลกุล ได้มีนำเอากานามัยซินมาใช้เป็นสารในการแยกแบคทีเรีย ("E. coli") ที่ถูกพัฒนาสายพันธุ์ขึ้น (เช่น การใช้พลาสมิด) เพื่อให้ดื้อต่อยากานามัยซิน (ส่วนใหญ่เป็นยีนที่สร้างเอนไซม์ Neomycin phosphotransferase II; NPT II/Neo) โดยแบคทีเรียที่ได้รับการดัดแปลงสายพันธุ์ วึ่งมีพลาสมิดที่มีส่วนยียที่ดื้อต่อกานามัยซินอยู่ภายในเซลล์จะถูกชุบด้วยกานามัยซิน (ความเข้มข้น 50-100 ug/ml) ในจานเพาะเชื้อ หรือปล่อยให้เจริญเติบโตในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีส่วนผสมของกานามัยซิน (ความเข้มข้น 50-100 ug/ml) ซึ่งท้ายที่สุดแล้ว จะมีเฉพาะเชื้อแบคทีเรียที่ได้รับการตกแต่งสารพันธุกรรมเท่านั้นที่สามารถเจริญเติบโตในสภาวะดังกล่าวได้