रोयान इंस्टीट्यूट के ईरानी वैज्ञानिकों ने जर्मनी के ड्युसबर्ग-एसेन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के सहयोग से namiRa नामक एक डेटाबेस बनाया है, जिसका फारसी में अर्थ 'अमर' है। यह विशेष और व्यापक डेटाबेस एक मूल्यवान वैज्ञानिक बुनियादी ढांचा प्रस्तुत करता है जो कैंसर के नए बायोमार्कर की पहचान करने, चिकित्सीय लक्ष्यों की खोज में तेजी लाने और ऑन्कोलॉजी के क्षेत्र में भविष्य के अनुसंधान का समर्थन करने में मदद करता है।
NamiRa को लगभग 10,000 वैज्ञानिक प्रकाशनों से डेटा के व्यवस्थित चयन और एकीकरण के माध्यम से तैयार किया गया था। कैंसर से जुड़े माइक्रोआरएनए के प्रायोगिक रूप से सिद्ध जानकारी को समेकित करते हुए, यह मानव कैंसर में माइक्रोआरएनए के कार्यों के अध्ययन के लिए विश्व के सबसे पूर्ण संसाधनों में से एक बन गया है और रॉयन.ओआरजी के अनुसार, यह इस क्षेत्र में अनुसंधान, बायोमार्कर की खोज और नवीन नैदानिक और चिकित्सीय रणनीतियों के विकास में तेजी लाने की उम्मीद है।
रोयान इंस्टीट्यूट की प्रेस सेवा के अनुसार, माइक्रोआरएनए छोटे गैर-कोडिंग नियामक आरएनए अणु होते हैं जो जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं और कोशिका प्रसार, विभेदन, प्रवास, उत्तरजीविता और एपोप्टोसिस सहित कई जैविक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। माइक्रोआरएनए के कार्य और अभिव्यक्ति में गड़बड़ी मानव में कई घातक ट्यूमर की शुरुआत और विकास से जुड़ी हुई है, जो इन अणुओं को ऑन्कोलॉजी और सटीक चिकित्सा में आधुनिक अनुसंधान का केंद्रीय विषय बनाता है।
इस संयुक्त परियोजना के हिस्से के रूप में, रोयान इंस्टीट्यूट के डॉ. शरीफ मोरादी और उनके सहयोगियों ने ड्युसबर्ग-एसेन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के साथ मिलकर namiRa विकसित किया। यह मैन्युअल रूप से क्यूरेट किया गया डेटाबेस शोधकर्ताओं को माइक्रोआरएनए अभिव्यक्ति प्रोफाइल, उनकी कार्यात्मक भूमिका, पता लगाने की विधियों, पुष्टि किए गए लक्ष्य जीनों और मानव कैंसर की एक विस्तृत श्रृंखला में नियामक नेटवर्क के बारे में एकीकृत, संरचित और प्रायोगिक रूप से सत्यापित जानकारी प्रदान करता है।
डेटाबेस बनाने के लिए टीम ने साहित्य की व्यवस्थित समीक्षा की, जिसके बाद 9,983 उपयुक्त वैज्ञानिक प्रकाशनों का सावधानीपूर्वक मैन्युअल क्यूरेशन हुआ। इसके परिणामस्वरूप 1,095 मानव माइक्रोआरएनए और 33 विभिन्न प्रकार के मानव कैंसर के बीच संबंध का वर्णन करने वाले प्रायोगिक रूप से सिद्ध डेटा को निकाला, वर्गीकृत और समेकित किया जा सका। नतीजतन, namiRa वर्तमान में माइक्रोआरएनए और कैंसर के बीच संबंधों के अध्ययन के लिए उपलब्ध सबसे पूर्ण विशेष संसाधनों में से एक बन गया है।
कई मौजूदा डेटाबेस के विपरीत, जो केवल बुनियादी अभिव्यक्ति प्रोफाइल या माइक्रोआरएनए-लक्ष्य संबंधों की जानकारी प्रदान करते हैं, namiRa प्रायोगिक रूप से सिद्ध साक्ष्यों के कई स्तरों को जोड़ता है। इन सबूतों में माइक्रोआरएनए अभिव्यक्ति पैटर्न, पता लगाने की विधियाँ, इन विट्रो और इन विवो दोनों अध्ययनों से प्राप्त कार्यात्मक विशेषताएँ, पुष्टि किए गए लक्ष्य जीन और माइक्रोआरएनए नियामक नेटवर्क का इंटरैक्टिव विज़ुअलाइज़ेशन शामिल है। यह व्यापक संरचना शोधकर्ताओं को कैंसर की शुरुआत, प्रगति और मेटास्टेसिस में माइक्रोआरएनए की भूमिका की गहरी समझ देती है, साथ ही विभिन्न प्रकार के ट्यूमर के बीच तुलनात्मक विश्लेषण को भी सुविधाजनक बनाती है।
विभिन्न प्रायोगिक परिणामों को एक एकीकृत उच्च गुणवत्ता वाले संदर्भ संसाधन में बदलकर, यह डेटाबेस डेटा-संचालित जैव चिकित्सा अनुसंधान को बढ़ावा देता है और सटीक चिकित्सा में नई कम्प्यूटेशनल तकनीकों के अनुप्रयोग को आगे बढ़ाता है। namiRa का वर्णन करने वाला अध्ययन अंतरराष्ट्रीय सहकर्मी-समीक्षित पत्रिका Computers in Biology and Medicine (Elsevier) में प्रकाशित हुआ था, जो कम्प्यूटेशनल मेडिसिन और बायोमेडिकल इन्फॉरमैटिक्स के क्षेत्रों में एक प्रमुख प्रकाशन है।
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।
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।
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।
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।
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।
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।
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।
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।
