शोधकर्ताओं ने कैंसर से लड़ने के लिए एक अभिनव रणनीति बनाई है, जिसमें CRISPR प्रणाली के एक एंजाइम का उपयोग किया गया है। इस एंजाइम में ट्यूमर कोशिकाओं के डीएनए को नष्ट करने और उन्हें आत्म-विनाश के लिए मजबूर करने की क्षमता है।
थेरेपी की क्रियाविधि
नेचर पत्रिका में प्रकाशित दो लेखों में विस्तृत पद्धति एक ऐसे एंजाइम का उपयोग करती है जिसे एक विशिष्ट मैसेंजर आरएनए को पहचानने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, जैसे कि एक दुर्भावनापूर्ण कोशिका द्वारा उत्पन्न होता है। इस आरएनए का पता लगाने पर, एंजाइम कोशिका के पूरे जीनोम को खंडित कर देता है। वैज्ञानिक बताते हैं कि यह तकनीक पारंपरिक दवाओं से दुर्गम वर्गीकृत उत्परिवर्ती प्रोटीन उत्पादक कोशिकाओं को खत्म करने का एक नया तरीका हो सकती है।
विकास और प्रारंभिक अनुप्रयोग
यूटाह विश्वविद्यालय के मेडिकल कॉलेज के आणविक जीवविज्ञानी यांग लियू, जो अध्ययन में से एक के लेखक हैं, ने इस प्रक्रिया का वर्णन 'एक आणविक मृत्यु स्विच के रूप में किया जो एक विशिष्ट आरएनए को पहचानता है', इसे 'प्रोग्रामेबल कीमोथेरेपी' के रूप में चित्रित किया। इस तकनीक को पहले ही मानव पैपिलोमावायरस (एचपीवी) से जुड़े सिर और गर्दन के कैंसर के खिलाफ एक प्रायोगिक उपचार विकसित करने में लागू किया जा चुका है। यह परियोजना ज़्विंगेनबर्ग (जर्मनी) में स्थित एक बायोटेक्नोलॉजी कंपनी, अक्रिबियन थेराप्यूटिक्स के तत्वावधान में चल रही है।
नैदानिक अपेक्षाएं और CRISPR का कार्य
अक्रिबियन के सह-संस्थापक और अनुसंधान एवं विकास निदेशक पॉल शोलज़ का अनुमान है कि नैदानिक परीक्षणों के पहले परिणाम 2030 तक प्राप्त किए जा सकते हैं। CRISPR सिस्टम स्वाभाविक रूप से बैक्टीरिया और अन्य सूक्ष्मजीवों में पाए जाते हैं, जो प्रतिरक्षा रक्षा तंत्र के रूप में कार्य करते हैं। वे आक्रमणकारियों के डीएनए तक पहुंचने के लिए Cas नामक एंजाइमों को निर्देशित करने के लिए आरएनए अणुओं का उपयोग करते हैं, जिससे इस आनुवंशिक सामग्री को काटा और नष्ट किया जा सके। दस साल से अधिक समय पहले, वैज्ञानिकों ने इस तंत्र को जीन संपादन के लिए अनुकूलित किया, Cas एंजाइमों को जीनोम के विशिष्ट स्थानों पर निर्देशित करने के लिए गाइड आरएनए बनाए।
Cas12a2 एंजाइम की खोज
लगभग एक दशक पहले, यूटा राज्य विश्वविद्यालय के जैव रसायनज्ञ रयान जैक्सन ने Cas12a2 प्रोटीन पर अध्ययन शुरू किया। शुरू में, शोधकर्ताओं को उम्मीद थी कि यह अन्य जीन संपादन एंजाइमों की तरह व्यवहार करेगा, लेकिन परिणाम पूर्वानुमानों से मेल नहीं खाते थे। जैक्सन ने अपने छात्रों पर संदूषण का आरोप लगाया। बाद में, उनकी टीम और एक अन्य समूह ने पाया कि Cas12a2 एक अलग व्यवहार प्रदर्शित करता है: अपने गाइड आरएनए से मेल खाने वाले आरएनए अनुक्रम को पहचानने के बाद, एंजाइम कोशिका के डीएनए को अंधाधुंध नष्ट करना शुरू कर देता है, जिससे उसका विकास रुक जाता है। प्रकृति में, यह तंत्र बैक्टीरिया के बीच संक्रमण के प्रसार को रोकने में मदद करता है।
कैंसर उत्परिवर्तनों का लक्ष्य
अध्ययनों में शामिल दोनों टीमों ने इस तंत्र को कठिन इलाज वाले आनुवंशिक उत्परिवर्तनों से होने वाले ट्यूमर पर हमला करने के लिए अनुकूलित किया। एक समूह ने Cas12a2 को TP53 जीन में उत्परिवर्तन वाली कोशिकाओं द्वारा उत्पादित आरएनए की पहचान करने के लिए प्रोग्राम किया, जो लगभग आधे कैंसर मामलों में प्रभावित होता है। दूसरे ने एंजाइम को KRAS जीन के उत्परिवर्तित संस्करण से प्राप्त आरएनए के खिलाफ निर्देशित किया, जिसके बदले हुए प्रोटीन कुछ सबसे आक्रामक कैंसर में अनियंत्रित कोशिका वृद्धि को बढ़ावा देते हैं। दोनों कार्यों में, Cas12a2 ने उच्च सटीकता दिखाई, केवल उत्परिवर्तन वाले कोशिकाओं को समाप्त किया, भले ही सामान्य आरएनए से अंतर केवल एक अक्षर का था। परीक्षण प्रयोगशाला में उगाई गई मानव कोशिकाओं और चूहों में किए गए, जहां इस तकनीक ने TP53 उत्परिवर्तित और एचपीवी से संबंधित ट्यूमर दोनों को कम किया।
भविष्य की संभावनाएं और सुरक्षा चुनौतियां
झेजियांग विश्वविद्यालय के सिंथेटिक जीवविज्ञानी बाओजून वांग, हांग्जो (चीन) में, इस बात पर जोर देते हैं कि वर्तमान प्रयोगों और मनुष्यों के लिए उपलब्ध थेरेपी के बीच अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है, हालांकि वह इस काम को एक आशाजनक तकनीक के लिए एक 'महत्वपूर्ण' अवधारणा प्रमाण मानते हैं। यांग लियू के अनुसार, Cas12a2 की क्षमता ट्यूमर से परे है, और भविष्य में ऑटोइम्यून और न्यूरोलॉजिकल रोगों में भी इसका उपयोग किया जा सकता है, बशर्ते वे किसी विशिष्ट आरएनए के उत्पादन से जुड़े हों। ग्लैडस्टोन संस्थानों, सैन फ्रांसिस्को, कैलिफ़ोर्निया (यूएसए) में कैंसर विशेषज्ञ जीवविज्ञानी जिंगकुन ज़ेंग, जो TP53 पर अध्ययन के सह-लेखक हैं, का मानना है कि यह तकनीक पारंपरिक कीमोथेरेपी पर एक बड़ा लाभ लाएगी, क्योंकि Cas12a2 केवल लक्षित आरएनए वाली कोशिकाओं पर कार्य करता है, जबकि कई वर्तमान उपचार बिना किसी भेदभाव के तेजी से विभाजित होने वाली कोशिकाओं पर हमला करते हैं।
सीमाएं और अगले कदम
उन्नति के बावजूद, शोधकर्ता नैदानिक अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण बाधाओं की पहचान करते हैं। एक चुनौती Cas12a2 को कोशिकाओं के अंदर पहुंचाना है, क्योंकि यह एक काफी बड़े आकार का प्रोटीन है। यह भी पुष्टि करना आवश्यक है कि यह स्वस्थ कोशिकाओं को नुकसान नहीं पहुंचाता है। हालांकि प्रयोग उच्च विशिष्टता दिखाते हैं, केवल उत्परिवर्ती आरएनए वाली कोशिकाओं को हटाते हैं, नीदरलैंड के कैंसर संस्थान के कैंसर आनुवंशिकीविद् रेने बर्नेर्ड्स ने परिणाम को 'थोड़ा निराशाजनक' माना क्योंकि इसने प्रयोगशाला संस्कृति में भी सभी कैंसर कोशिकाओं को समाप्त नहीं किया। हालांकि, उनका मूल्यांकन है कि Cas12a2 पर आधारित थेरेपी को बढ़ी हुई प्रभावकारिता और ट्यूमर प्रतिरोध के जोखिम को कम करने के लिए अन्य ऑन्कोलॉजिकल उपचारों के साथ जोड़ा जा सकता है, यह निष्कर्ष निकालते हुए कि तकनीक में अभी भी बहुत क्षमता है और इसमें सुधार की आवश्यकता है।
