การทดสอบ YES และ YAS เพื่อตรวจวัดฤทธิ์ของฮอร์โมนเอสโตรเจนและแอนโดรเจน

การทดสอบ YES (Yeast Estrogen Screen) และ การทดสอบ YAS (Yeast Androgen Screen) เป็นวิธีการคัดกรองทางชีวภาพในหลอดทดลอง (in vitro) ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อตรวจหาฤทธิ์ของสารที่ส่งผลต่อตัวรับฮอร์โมนเอสโตรเจน (Estrogen Receptor) และตัวรับฮอร์โมนแอนโดรเจน (Androgen Receptor) ตามลำดับ โดยสามารถใช้ตรวจวัดได้ทั้งสารประกอบธรรมชาติ สารสังเคราะห์ สารผสม และตัวอย่างจากสิ่งแวดล้อม

หลักการทำงานของการทดสอบ

การทดสอบนี้ใช้เซลล์ยีสต์สายพันธุ์ Saccharomyces cerevisiae ที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรม โดยมีการแทรกยีนที่สร้างตัวรับฮอร์โมนของมนุษย์ (Human Estrogen or Androgen Receptor) ควบคู่ไปกับยีนรายงานผล (Reporter Gene) เช่น ยีน lacZ

เมื่อสารที่มีฤทธิ์กระตุ้นตัวรับฮอร์โมนเข้าจับกับตัวรับในเซลล์ยีสต์ จะเกิดกระบวนการส่งสัญญาณภายในเซลล์ที่นำไปสู่การแสดงออกของยีนรายงานผล ซึ่งจะผลิตเอนไซม์ เช่น $\beta$-galactosidase เอนไซม์นี้จะเปลี่ยนสารตั้งต้น (เช่น CPRG) ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสีในอาหารเลี้ยงเชื้อจากสีเหลืองเป็นสีแดง ซึ่งสามารถวัดค่าความเข้มของสีได้ด้วยเครื่องวัด

นอกจากนี้ ยังมีระบบทางเลือกที่ใช้การสร้างสัญญาณเรืองแสง (Luminescence) แทนการเปลี่ยนสี โดยการทดสอบสามารถแบ่งออกเป็นสองลักษณะคือ:

• การวัดฤทธิ์กระตุ้น (Agonistic activity): วัดการตอบสนองของเซลล์โดยตรงเมื่อได้รับสารตัวอย่าง
• การวัดฤทธิ์ยับยั้ง (Antagonistic activity): วัดการลดลงของการพัฒนาสีหรือสัญญาณ เมื่อใส่สารตัวอย่างร่วมกับสารกระตุ้นที่ทราบค่าแน่นอน

รูปแบบและวิธีการทดสอบ

การทดสอบ YES และ YAS มักดำเนินการในถาดหลุมขนาด 96 หลุม (96-well microtiter plates) โดยทั่วไปจะใช้เวลาในการทดสอบประมาณ 2–3 วัน อย่างไรก็ตาม ได้มีการพัฒนาโปรโตคอลที่รวดเร็วขึ้นซึ่งใช้เวลาสัมผัสสารเพียง 18 ชั่วโมง โดยใช้วิธีการทำให้เซลล์แตก (Induced cell lysis)

ปัจจุบันมีสายพันธุ์ยีสต์ที่พัฒนาขึ้นเพื่อการนี้โดยเฉพาะ ทั้งแบบที่เป็นลิขสิทธิ์เฉพาะและแบบที่เปิดให้ใช้งานทั่วไป รวมถึงมีชุดทดสอบสำเร็จรูป (Commercial kits) ที่จำหน่ายพร้อมคำแนะนำโดยละเอียด

ความสำคัญและการประยุกต์ใช้

สารที่มีฤทธิ์กระตุ้นหรือยับยั้งตัวรับฮอร์โมนเอสโตรเจนและแอนโดรเจนในสิ่งมีชีวิต อาจส่งผลกระทบต่อระบบสืบพันธุ์ การเผาผลาญ (Metabolism) ระบบภูมิคุ้มกัน และอาจกระตุ้นให้เกิดเนื้องอกหรือมะเร็งได้

การทดสอบนี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตรวจหา "สารรบกวนระบบต่อมไร้ท่อ" (Endocrine Disruptors) ซึ่งพบได้ในหลายแหล่ง เช่น:

• ส่วนประกอบของยาคุมกำเนิด: เช่น 17$\alpha$-ethinylestradiol
• วัสดุสังเคราะห์: เช่น บิสฟีนอล เอ (Bisphenol A - BPA) และพทาเลท (Phthalates)
• ยาฆ่าแมลง: เช่น เมทอกซีคลอร์ (Methoxychlorine)
• สารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุ: เช่น อัลคิลฟีนอล (Alkylphenols)

ผลการทดสอบมีความสามารถในการทำซ้ำได้ดี และมีความสอดคล้องกับข้อมูลจากการทดสอบในสิ่งมีชีวิต (in vivo) และการทดสอบในหลอดทดลองวิธีอื่น ๆ

ข้อดีของการทดสอบ

การทดสอบ YES และ YAS มีจุดเด่นหลายประการ ดังนี้:

• ความไวสูง: ในการทดสอบ YES สามารถตรวจวัด 17$\beta$-estradiol ได้ที่ระดับความเข้มข้นต่ำถึงประมาณ $5 \times 10^{-12}$ M หรือ 1.4 ng/L
• ใช้ตัวอย่างน้อย: รูปแบบถาดหลุมทำให้ใช้ปริมาณตัวอย่างในปริมาณน้อย
• ความยืดหยุ่นของตัวอย่าง: สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำธรรมชาติ ตัวอย่างสิ่งแวดล้อมที่ผ่านการเข้มข้น หรือสารเคมีในตัวทำละลาย เช่น เอทานอล หรือ DMSO ได้
• ความรวดเร็ว: สามารถทราบผลได้เร็วที่สุดหลังจากการบ่มตัวอย่างเพียงหนึ่งคืน
• การดูแลรักษาง่าย: การเลี้ยงและจัดการเซลล์ยีสต์มีความซับซ้อนน้อยกว่าการเลี้ยงเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (Mammalian cell culture)