हालैको एक अध्ययनमा, अनुसन्धानकर्ताहरूले पहिलो पटक विशेष गरी क्यान्सरलाई लक्षित गर्न पूर्ण स्वायत्त नानोबोटिक प्रणाली विकास गरेका छन्।
न्यानोमेडिसिनमा ठूलो प्रगतिमा, चिकित्सासँग न्यानो टेक्नोलोजी संयोजन गर्ने क्षेत्र, अनुसन्धानकर्ताहरूले धेरै साना, अणु-आकारको नानोकणहरू (न्यानोमिटर १०-९ मिटरको माइक्रोस्कोपिक स्केलको नजिक रहेको मेसिन वा रोबोटहरू) प्रयोग गरेर उपचारको नयाँ उपायहरू विकास गरेका छन्। लक्ष्य क्यान्सरमा प्रकाशित यो उल्लेखनीय अध्ययन मा प्रकृति जैव प्रौद्योगिकी.
DNA origami nanobot: जादुई ट्रान्सपोर्टर
डीएनए ओरिगामी एक प्रक्रिया हो जसमा डीएनए नानोस्केल स्तरमा फोल्ड गरिन्छ र सबैभन्दा सानो स्केलमा सक्रिय संरचनाहरू निर्माण गर्न प्रयोग गरिन्छ (कागज तहको कलामा जस्तै ओरिगामी)। DNA सूचनाको ठूलो भण्डारण हो र यसैले यसबाट बनेका संरचनाहरूलाई सूचना वाहकको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। यस क्षमताको अनुरूप, यी DNA न्यानो कणहरू (वा 'DNA nanorobots' वा 'nanorobots' वा केवल 'nanobots') ले मानव शरीरमा विशिष्ट कार्यहरूका लागि सानो तराजुमा कार्गो सार्न र उठाउन सक्छ र यसरी धेरैका लागि उपयुक्त हुन्छ। nanorobotic अनुप्रयोगहरू। यस्तो न्यानोबोटको आकार मानव कपालको एउटै स्ट्र्यान्ड भन्दा १००० गुणा सानो हुन्छ। न्यानोरोबोटिक्सको यो क्षेत्र विगत दुई दशकदेखि उत्साहले भरिएको छ र धेरै विशेषज्ञहरूले औषधि विशेष गरी थेरापी र औषधि वितरणमा क्रान्तिकारी परिवर्तन गर्न DNA मा आधारित यस्ता नानोस्केल संरचनाहरू विकास गर्नमा ध्यान केन्द्रित गरिरहेका छन्।
नानोरोबोट टेक्नोलोजी अहिले व्यापक रूपमा प्रयोग भइरहेको छ र चिकित्सा इमेजिङ, उपकरण, सेन्सर, ऊर्जा प्रणाली र औषधि जस्ता क्षेत्रहरूमा पहिले नै क्रान्तिकारी परिवर्तन गरिसकेको छ। औषधिमा, नानोबोटले महत्त्वपूर्ण फाइदाहरू दिन्छन् किनभने तिनीहरूले कुनै हानिकारक गतिविधिहरू उत्पन्न गर्दैनन्, कुनै सम्भावित साइड इफेक्ट गर्दैनन् र तिनीहरूले शरीरको कुन साइटलाई लक्षित गर्ने र सञ्चालन गर्ने धेरै विशिष्ट छन्। न्यानोरोबोटको विकासको प्रारम्भिक लागत धेरै हुन सक्छ तर ब्याच प्रशोधनको परम्परागत विधिबाट निर्माण गर्दा लागत धेरै हदसम्म कम हुन्छ। यसबाहेक, न्यानोरोबोटहरूको सानो आकारले तिनीहरूलाई ब्याक्टेरिया र भाइरसहरूलाई लक्षित गर्नको लागि आदर्श बनाउँछ। साथै, सानो न्यानोरोबोटलाई शरीरमा सजिलैसँग इन्जेक्सन गर्न सकिन्छ र यो सजिलैसँग रगत (संचार प्रणाली) मार्फत तैरिन्छ र समस्याहरू पत्ता लगाउन र उपचार गर्न मद्दत गर्दछ। नानोबोटहरूले क्यान्सर अनुसन्धानमा धेरै महत्त्व प्राप्त गरेका छन् किनभने तिनीहरू केमोथेरापीको पीडारहित विकल्प हुन सक्छन् जुन अन्यथा धेरै तनावपूर्ण हुन्छ र बिरामीमा ठूलो व्यक्तिगत र आर्थिक बोझ राख्छ। केमोथेरापी क्यान्सरको उपचारको कठोर तरिका मात्र होइन, तर क्यान्सर कोशिकाहरूलाई आक्रमण गर्ने बाहेक, यो प्रक्रियाले शरीरभर धेरै साइड इफेक्टहरू छोड्छ। तर क्यान्सर नामक यो ज्यान लिने रोगको उपचारका लागि केमोथेरापीको नयाँ विकल्प विज्ञानले पत्ता लगाउन सकेको छैन । नानोबोटहरूसँग अझ प्रभावकारी, स्मार्ट र लक्षित वैकल्पिक आक्रमणकारी क्यान्सर भएर आगामी वर्षहरूमा यो परिदृश्य परिवर्तन गर्ने क्षमता छ।
क्यान्सरलाई लक्षित गर्दै
यस भर्खरको अध्ययनमा, एरिजोना स्टेट युनिभर्सिटी, संयुक्त राज्य अमेरिका, र राष्ट्रिय केन्द्र बीचको सहकार्य नैनो चाइनिज एकेडेमी अफ साइन्सेस, बेइजिङको विज्ञान र प्रविधिका अनुसन्धानकर्ताहरूले स्वस्थ कोषहरूलाई हानी नगरी शरीरभित्र क्यान्सर हुने ट्युमरहरूलाई सक्रिय रूपमा खोज्न र ठीकसँग नष्ट गर्न स्वचालित नानोबोटहरू सफलतापूर्वक डिजाइन, निर्माण र सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गरेका छन्। ट्यूमर खोज्न र नष्ट गर्न एक धेरै सरल र सीधा रणनीति डिजाइन गरेर र प्रयोग गरेर दुई दशक भन्दा बढी समयदेखि नैनो वैज्ञानिकहरूलाई पीडित गर्ने धेरै चुनौतीहरू पार गरे। रणनीति DNA-आधारित न्यानोबटहरू प्रयोग गरेर ट्यूमर सेलमा रगत जमघटलाई प्रेरित गरेर ट्युमर सेलमा रगत आपूर्तिलाई विशेष रूपमा काट्ने थियो। त्यसोभए, उनीहरूले केहि सरल जस्तो देखिने कुरा सोचेका थिए - फ्ल्याटको सतहमा एक प्रमुख रगत जमाउने इन्जाइम (थ्रोम्बिन भनिन्छ) जोड्नुहोस्, नानोस्केल गरिएको डीएनए ओरिगामी नानोबोट। थ्रोम्बिनको औसत चार अणुहरू समतल सतहमा जोडिएका थिए डीएनए 90nm x 60nm आकारको ओरिगामी पाना। यो समतल पाना कागजको पाना जस्तै फोल्ड गरिएको थियो जसले नानोबट्स मोल्डलाई खाली ट्यूबको आकारमा बनाउँछ। यी नानोबोटहरूलाई माउस (जुन आक्रामक ट्युमरको वृद्धिको कारणले प्रेरित गरिएको थियो) मा इन्जेक्सन गरिएको थियो, तिनीहरूले रक्तप्रवाहमा यात्रा गरी आफ्नो लक्ष्य - ट्यूमरसम्म पुग्छन् र बाँध्छन्। पछि, नानोबोटको कार्गो - इन्जाइम थ्रोम्बिन - डेलिभर हुन्छ जसले गर्दा ट्युमरको रक्त प्रवाह अवरुद्ध हुन्छ। ट्यूमरको वृद्धिलाई खुवाउने नसाहरू भित्र रगत जम्ने, ट्यूमरको तन्तुको विनाश वा कोशिकाको मृत्यु उत्पन्न गर्ने। यो सम्पूर्ण प्रक्रिया, चाखलाग्दो रूपमा धेरै छिटो हुन्छ र न्यानोबटले इन्जेक्सनको घण्टा भित्र ट्युमरलाई घेरेको हुन्छ। उन्नत थ्रोम्बोसिसको प्रमाण, सबै ट्यूमर कोशिकाहरूमा इंजेक्शनको 36 घण्टा पछि अवलोकन गरिएको थियो।
यसबाहेक, लेखकहरूले नानोबोटको सतहमा विशेष पेलोड (डीएनए एप्टेमर भनिन्छ) समावेश गर्ने कुराको पनि ख्याल राखे जसले विशेष रूपमा न्यूक्लियोलिन भनिने प्रोटीनलाई लक्षित गर्दछ, जुन ट्युमर कोशिकाहरूको सतहमा मात्र उच्च मात्रामा बनाइन्छ, यसरी कम हुन्छ। नानोबोटहरूले स्वस्थ कोशिकाहरूमा आक्रमण गर्ने सम्भावना शून्यमा पुग्छ। यी न्यानोबटहरूले ट्युमर कोशिकाहरूलाई कम र मार्ने मात्र होइन, मेटास्टेसिसलाई पनि रोकेका छन् - टाढाको साइटमा दोस्रो क्यान्सर वृद्धि।
सुरक्षा र प्रभावकारिता
लेखकहरूले नानोबटहरू मुसा र सुँगुरहरूमा पनि प्रयोगको लागि सुरक्षित र इम्युनोलोजिकल रूपमा निष्क्रिय छन् र नानोबोटहरूको प्रयोगले अन्यत्र सामान्य रगत जमेको वा कोशिकाको संरचना वा मस्तिष्कमा कुनै पनि परिवर्तन देखाएको छैन भन्ने कुरामा जोड दिए। यसैले, तिनीहरूलाई कुनै पनि सम्भावित अनावश्यक साइड इफेक्ट बिना ट्युमरहरूलाई लक्षित र संकुचन गर्न सुरक्षित र प्रभावकारी रूपमा तोकिएको छ। धेरै जसो नानोबटहरू पनि 24 घण्टा पछि शरीरबाट अपमानजनक र खाली भएको देखियो। यद्यपि नानोबटहरू 'रेप्लिकेटिङ nanobots' मोडेलमा डिजाइन गर्न सकिन्छ, जसलाई केही प्रतिलिपिहरू बनाइन्छ र अन्य न्यानोबटहरू स्व-उत्पन्न भएकाले लागत कम राख्न बुझ्न सकिन्छ, यो स्पष्ट छ कि यस्तो दृष्टिकोण विशेष परिस्थितिहरूमा मात्र लागू गर्नुपर्छ। । जहाँसम्म चिकित्सा क्षेत्रको सम्बन्ध छ, कुनै पनि चरम परिस्थितिलाई खाडीमा राख्नको लागि एक फूलप्रूफ किल-स्विच पनि हुनु आवश्यक छ। कानुनी अधिकारीहरूले औषधिमा नानोबटहरूको कुनै पनि दुरुपयोग रोक्न नियमहरू बनाउन आवश्यक छ, उदाहरणका लागि हतियारयुक्त न्यानोबटहरू। नानोबोटहरूको प्रभावकारितालाई ध्यानमा राख्दा सबै कारकहरूलाई बेवास्ता गर्न सकिँदैन र तिनीहरूको सम्भावित नानोबोटहरू हेर्दा भविष्यमा औषधिको एक आवश्यक घटक हुनेछ।
यस्तै दृष्टिकोण मानिसमा प्रयोग गर्न सकिन्छ किनभने लेखकहरूले देखाउँछन् कि यो प्रणाली प्राथमिक माउसको फोक्सोको क्यान्सर मोडेलमा पनि परीक्षण गरिएको थियो - जसले फोक्सोको मानव क्लिनिकल पाठ्यक्रमको नक्कल गर्दछ। क्यान्सर बिरामीहरू- र दुई हप्ताको उपचार पछि ट्युमरको रिग्रेसन देखाए। साथै, यी अध्ययनहरू मुसाहरूमा सञ्चालन गरिएको थियो, र दुई हप्ता भित्र जनावरहरूमा स्तन क्यान्सर, मेलानोमा, डिम्बाशय र फोक्सोको क्यान्सरमा समान प्रभावकारी प्रभाव देखियो। तथापि, समान नतिजाहरूको प्रशंसनीयता पुष्टि गर्न मानवहरूमा अध्ययन गर्न आवश्यक छ र त्यसलाई प्राप्त गर्नको लागि बलियो क्लिनिकल परीक्षणहरू गर्न आवश्यक छ।
क्यान्सर आक्रमण गर्न एक धेरै स्मार्ट र लक्षित तरिका
क्यान्सर थेराप्युटिक्सको प्रमुख चुनौतीहरू मध्ये एक हो क्यान्सर ट्युमर कोशिकाहरू र सामान्य, स्वस्थ शरीर कोशिकाहरू बीच सावधानीपूर्वक र सही रूपमा भिन्नता। ट्यूमर कोशिकाहरू हटाएर मार्ने परम्परागत दृष्टिकोण - केमोथेरापी र विकिरण थेरापी - सामान्य शरीर कोशिकाहरूसँग अन्तरक्रिया नगरी ट्यूमर कोशिकाहरूलाई छनोटमा लक्षित गर्न असफल हुन्छ। तसर्थ, केमोथेरापी र विकिरण थेरापीले पनि गम्भीर साइड इफेक्टहरू निम्त्याउँछ, साना तथा ठूला दुवै, अंगको क्षति लगायतका कारण क्यान्सरको उपचारमा धेरै कमजोरी हुन्छ र यसरी बिरामीहरूमा बाँच्ने दर कम हुन्छ। यस अध्ययनमा वर्णन गरिएका नानोबोटहरू स्तनपायी जनावरहरूमा पहिलो प्रकारका हुन् जुन ट्युमर कोशिकाहरू पहिचान गर्न र तिनीहरूको वृद्धि र विस्तारलाई कम गर्न धेरै बलियो र प्रभावकारी हुन्छन्। यो डीएनए रोबोटिक प्रणाली धेरै प्रकारका क्यान्सरहरूको लागि सटीक र लक्षित क्यान्सर उपचारको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ, किनकि सबै ठोस ट्युमर खुवाउने रक्त नलीहरू अनिवार्य रूपमा समान हुन्छन्।
यस अनुसन्धानले भविष्यको लागि प्राविधिक विकासहरू प्रयोग गरेर व्यावहारिक चिकित्सा समाधानहरू सोच्न र योजना बनाउनको लागि मार्ग प्रशस्त गरेको छ। क्यान्सर अनुसन्धानको अन्तिम लक्ष्य ठोस ट्यूमरहरूको सफल उन्मूलन हो, कुनै गम्भीर साइड इफेक्ट र कम मेटास्टेसिस बिना। यस अध्ययनलाई हेर्दा, हामी भविष्यको लागि ठूलो आशा देख्छौं जहाँ यो वर्तमान रणनीति क्यान्सरसँग लड्ने अन्तिम लक्ष्य पूरा गर्नको लागि आदर्श हुन सक्छ। र क्यान्सर मात्र होइन, यो रणनीति अन्य धेरै रोगहरूको उपचारको लागि पनि औषधि वितरण प्लेटफर्मको रूपमा विकास गर्न सकिन्छ किनभने यो दृष्टिकोणले नानोबटहरूको संरचनालाई परिमार्जन गर्ने र लोड गरिएको कार्गोहरू परिवर्तन गर्ने हो। साथै, न्यानोबटहरूले हामीलाई मानव शरीर र मस्तिष्कको जटिलतालाई अझ बुझ्न मद्दत गर्न सक्छ। यसले पीडारहित र गैर-आक्रमणकारी शल्यक्रियाहरू गर्न पनि मद्दत गर्नेछ, सबैभन्दा जटिल शल्यक्रियाहरू पनि। काल्पनिक रूपमा, यस बिन्दुमा, तिनीहरूको आकारको कारण नानोबटहरूले मस्तिष्कको कोशिकाहरू मार्फत पनि सर्फ गर्न सक्छन् र थप अनुसन्धानको लागि आवश्यक सबै सम्बन्धित जानकारीहरू उत्पन्न गर्न सक्छन्। भविष्यमा, अब दुई दशक पछि, मानौं, नानोबोटको एउटै सुईले रोगहरू पूर्ण रूपमा निको पार्न सक्छ।
***
{तपाइँले उद्धृत स्रोत(हरू) को सूचीमा दिइएको DOI लिङ्कमा क्लिक गरेर मूल अनुसन्धान पत्र पढ्न सक्नुहुन्छ}
स्रोत (हरू)
Li S et al 2018। Vivo मा एक आणविक ट्रिगर को प्रतिक्रिया मा एक DNA nanorobot क्यान्सर उपचार को रूप मा कार्य गर्दछ। प्रकृति जैव प्रौद्योगिकी. https://doi.org/10.1038/nbt.4071
