डिजाइनर रोगाणु: यह कैसे अनजाने में उपकरण दुर्लभ बीमारी से लड़ सकता है

आपके पेट को उपनिवेशित करने के लिए तैयार लाखों बैक्टीरिया युक्त एक गोली कई लोगों के लिए दुःस्वप्न हो सकती है। लेकिन यह बीमारी से लड़ने के लिए एक प्रभावी नया उपकरण बन सकता है।

कई विरासत में मिली आनुवांशिक बीमारियों में एक उत्परिवर्तित जीन का मतलब है कि कोई व्यक्ति अपने शरीर के बढ़ने, विकसित होने या कार्य करने के लिए एक महत्वपूर्ण पदार्थ नहीं बना सकता है। कभी-कभी यह एक सिंथेटिक विकल्प के साथ तय किया जा सकता है - एक गोली - कि वे अपने शरीर को स्वाभाविक रूप से क्या बनाना चाहिए, इसे बदलने के लिए दैनिक ले सकते हैं। फेनिलकेटोनुरिया (पीकेयू) नामक एक दुर्लभ आनुवंशिक बीमारी वाले लोगों में एक एंजाइम की कमी होती है जो प्रोटीन को तोड़ने के लिए आवश्यक है। इसके बिना, विषाक्त रसायन रक्त में निर्माण करते हैं और स्थायी मस्तिष्क क्षति का कारण बन सकते हैं।

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सौभाग्य से, फिक्स आसान है। चिकित्सकों ने अपने जीवन के बाकी हिस्सों के लिए अपने रोगियों को सुपर कम-प्रोटीन आहार पर रखकर बीमारी का इलाज किया। वास्तव में, क्योंकि फिक्स इतना सरल था, पीकेयू पहला विकार था जिसके लिए नवजात शिशुओं की नियमित जांच की गई थी, जिसकी शुरुआत 1961 में हुई थी, जिसमें बच्चे की एड़ी पर चुभन से एकत्रित रक्त की एक बूंद का विश्लेषण किया गया था।

लेकिन कल्पना करें कि अपने पूरे जीवन के दौरान आप जो कुछ भी खाते हैं उसे मापना कितना चुनौतीपूर्ण हो सकता है। पीकेयू को ठीक करने के लिए, शोधकर्ता वर्तमान में नई उपचार रणनीतियों की खोज कर रहे हैं। आनुवंशिक परिवर्तन को ठीक करने के लिए जीन-संपादन टूल का उपयोग करना शामिल है। हालाँकि, वर्तमान तकनीक अभी भी जोखिम भरी है; अन्य जीनों को बाधित करने और रोगियों को संपार्श्विक क्षति के कारण होने का एक मौका है।

क्या होगा अगर कोई रोगी के जीनोम को प्रभावित किए बिना टूटे हुए जीन को बदल सकता है? कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्स स्थित बायोटेक कंपनी Synlogic में शोधकर्ताओं ने ठीक यही किया है। उन्होंने तय किया कि मानव जीनोम के साथ सीधे ध्यान लगाने के बजाय, वे चिकित्सीय जीन को सीधे प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले बैक्टीरिया से जोड़ेंगे जो मानव आंत में रहते हैं। ये आनुवंशिक रूप से संशोधित बैक्टीरिया तब एंजाइम का उत्पादन करेंगे जो पीकेयू रोगियों की कमी थी और प्रोटीन को गैर विषैले उत्पादों में तोड़ देते थे।

मैं यूसीएसडी में एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता हूं जो हमारे शरीर के भीतर रहने वाले रोगाणुओं के समुदाय का अध्ययन करता है, और वे हमारे स्वास्थ्य को कैसे प्रभावित करते हैं। अब हम उस भूमिका को समझने लगे हैं जो वे हमें स्वस्थ बनाए रखने में निभाते हैं। अगला चरण यह पता लगा रहा है कि हम अपने स्वास्थ्य को बेहतर बनाने के लिए उन्हें कैसे बदल सकते हैं। और Synlogic का अध्ययन उस सपने को एक कदम करीब ला रहा है।

हमारे पेट में रहने वाले इंजीनियरिंग बैक्टीरिया

आपको यह जानकर आश्चर्य हो सकता है कि हमारी आंतों में खरबों बैक्टीरिया रहते हैं जो हमें भोजन पचाने में मदद करते हैं, हमारे लिए विटामिन का उत्पादन करते हैं और हमारी प्रतिरक्षा प्रणाली को शिक्षित करते हैं। रोगाणुओं का यह समुदाय हमारा सूक्ष्म जीव है। एक साथ वे अपने जीनोम में 150 से 1 तक के मानव जीन को अलग करते हुए लाखों विभिन्न जीनों को परेशान करते हैं, और हम उन्हें अपने लाभ के लिए उपयोग कर सकते हैं।

इशरीकिया कोली निस्ले 1917 उन अधिकांश सूक्ष्म जीवाणुओं में से एक है जो हम में से अधिकांश के अंदर रहते हैं और व्यापक रूप से एक सदी के लिए प्रोबायोटिक के रूप में उपयोग किया गया है, जो इसकी सुरक्षा को साबित करता है।

यह वह जीवाणु है जिसे Synlogic ने PKN के रोगियों के लिए SYNB1618 नामक एक नया चिकित्सीय "सुपर बैक्टीरिया" बनाने के लिए इंजीनियर के लिए चुना था।

शोधकर्ताओं ने तीन जीन पेश किए, जो SYNB1618 को प्रोटीन के बिल्डिंग ब्लॉक्स में से एक, एमिनो एसिड फेनिलएलनिन नामक एक सुरक्षित यौगिक फेनिलपीरुवेट में बदलने में सक्षम बनाते हैं। जब तक फेनिलएलनिन का स्तर कम रखा जाता है, तब तक पीकेयू के रोगी कोई लक्षण नहीं दिखाते हैं और सामान्य जीवन जीते हैं।

क्या जीएम बैक्टीरिया सुरक्षित हैं?

आनुवंशिक रूप से संशोधित जीवों के विरोधियों को हमारे रोगाणुओं में डिजाइनर रोगाणुओं को जोड़ने पर आपत्ति हो सकती है। लेकिन जैसा कि वे आनुवंशिक रूप से संशोधित खाद्य पदार्थों के साथ करते हैं, एफडीए के सख्त नियम हैं जो सुनिश्चित करते हैं कि ये रोगाणु सुरक्षित हैं।

SYNB1618 के मामले में शोधकर्ताओं ने बैक्टीरिया के निर्माण के लिए एक आवश्यक घटक बनाने के लिए जिम्मेदार जीन को हटा दिया। यदि शोधकर्ता इंजीनियर बैक्टीरिया के लिए लापता घटक प्रदान नहीं करते हैं, तो वे दोहरा नहीं सकते हैं और मर जाएंगे। यह शोधकर्ताओं के लिए रोगी के शरीर में SYNB1618 को नियंत्रित करने का एक तरीका है।

जब उन्होंने चूहों में रोगाणुओं का परीक्षण किया, तो उन्हें पता चला कि महत्वपूर्ण घटक के बिना 48 घंटों के बाद, SYNB1618 अपनी हिम्मत से गायब हो गया था।

Synlogic के शोधकर्ताओं ने इंजीनियरिंग SYNB1618 और चिकित्सा के लिए कौन से रोगाणुओं का चयन करने पर अन्य सावधानी बरती। फेनिलएलनिन को संसाधित करने के लिए जोड़े गए जीन के अलावा, इंजीनियर बैक्टीरिया में मूल रूप से बिल्कुल समान जीन होते हैं ई कोलाई निस्ले 1917 जो मूल निवासी है, अपनी सुरक्षा सुनिश्चित करती है।

क्या यह वास्तव में काम करता है?

एक बार शोधकर्ताओं ने साबित कर दिया कि बैक्टीरिया फिनाइललेन को लैब में बदल सकते हैं, उन्होंने बैक्टीरिया को पीकेयू के साथ चूहों को देने का फैसला किया। परिणामों से पता चला कि SYNB1618 ने जानवरों की आंत में फैलने वाले फेनिलएलनिन को अपमानित किया, जिसने इलाज किए गए चूहों के रक्त में स्तरों को कम कर दिया।

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फिर, मनुष्यों में परीक्षण की तैयारी, शोधकर्ताओं ने मनुष्यों में सुरक्षा और प्रभावकारिता सुनिश्चित करने के लिए, बंदरों पर SYNB1618 का परीक्षण किया। पीकेयू के बिना स्वस्थ बंदरों को फेनिलएलनिन खिलाया गया और बाद में रोगाणुओं की एक खुराक दी गई। SYNB1618 बैक्टीरिया ने फेनिलएलनिन रक्त के स्तर को सफलतापूर्वक कम कर दिया - जैसा कि उन्होंने माउस में किया था।

Synlogic वर्तमान में चरण 1 नैदानिक ​​परीक्षण में मनुष्यों में SYNB1618 का परीक्षण कर रहा है।

यह एक नए चिकित्सीय दृष्टिकोण की ओर एक कदम है जो मानव रोगों जैसे मधुमेह और कैंसर के इलाज और सूजन आंत्र रोगों में सूजन के स्तर की निगरानी करने की काफी संभावनाएं प्रदान करता है।

जैसा कि हम हमारे शरीर में रहने वाले सभी रोगाणुओं की भूमिका की खोज करते हैं और समझते हैं, मैं उम्मीद करता हूं कि हम ऐसे रोगाणुओं की पहचान करेंगे जो विभिन्न जीन उपचारों के लिए एकदम सही वाहन हो सकते हैं जो कि और भी बीमारियों का इलाज करते हैं, जिनमें चयापचय और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र शामिल हैं।

यह लेख मूल रूप से पेड्रो बेल्डा फेरे द्वारा वार्तालाप पर प्रकाशित किया गया था। मूल लेख यहां पढ़ें।