પરંપરાગત કેન્સરની સારવાર, જેમ કે કીમોથેરાપી, ઘણીવાર વિશિષ્ટતા ધરાવતી નથી અને તે કેન્સરગ્રસ્ત અને તંદુરસ્ત બંને કોષોને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, જેનાથી ગંભીર આડઅસરો થાય છે. આ બાબતને ધ્યાનમાં રાખીને, ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યુટ ઓફ ટેકનોલોજી, ગાંધીનગર (IITGN) ના સંશોધકોએ ટેટ્રાહેડ્રોન્સ નામના DNA નેનોસ્ટ્રક્ચર્સ વિકસાવ્યા છે અને વિટામિન E-માંથી મેળવેલા અણુ જેને આલ્ફા-ટોકોફેરોલ સક્સિનેટ (αT) કહેવાય છે તેને જોડીને તેમાં ફેરફાર કર્યો છે, જે તંદુરસ્ત કોષોમાં રક્ષણાત્મક રીતે કાર્ય કરતી વખતે કેન્સર કોષોની અંદરના મહત્વપૂર્ણ કાર્યોને ખોરવી શકે છે. DNA ટેટ્રાહેડ્રોન્સમાં αT નો સમાવેશ કરીને, સંશોધકોએ સેલ્યુલર અપટેકમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો અને એન્ટીકેન્સર અસરકારકતામાં સુધારો કર્યો, જેના પરિણામે કેન્સર કોષોનો વધુ પસંદગીયુક્ત અને અસરકારક નાશ થયો.

આ અભ્યાસના કેન્દ્રમાં DNA નેનોટેકનોલોજીનો આશાસ્પદ અભિગમ છે, જેમાં DNAને અત્યંત નિયંત્રિત નેનોસ્કેલ સ્ટ્રક્ચર્સમાં એન્જિનિયરિંગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે જે દવાઓ, ઇમેજિંગ એજન્ટો અથવા ઉપચારાત્મક અણુઓ વહન કરવા માટે સક્ષમ છે. DNA ના પ્રોગ્રામેબલ સેલ્ફ-એસેમ્બલીનો ઉપયોગ કરીને, સંશોધકો સુવ્યાખ્યાયિત કદ, આકાર અને કાર્યક્ષમતા સાથે નેનોસ્કેલ આર્કિટેક્ચરનું નિર્માણ કરી શકે છે. આ નેનોસ્ટ્રક્ચર્સમાં, DNA ટેટ્રાહેડ્રોન્સે તેમની માળખાકીય સ્થિરતા, બાયોકોમ્પેટીબિલિટી (જૈવિક અનુકૂળતા), ઓછી ઇમ્યુનોજેનિસિટી અને ફંક્શનલાઇઝેશનની સરળતાને કારણે ડ્રગ ડિલિવરી પ્લેટફોર્મ તરીકે નોંધપાત્ર ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે. જો કે, આ ફાયદાઓ હોવા છતાં, સંશોધકો ઘણીવાર જુએ છે કે તેમની ઉપચારાત્મક સંભાવના પ્રમાણમાં બિનકાર્યક્ષમ સેલ્યુલર ઇન્ટર્નલાઇઝેશન અને મર્યાદિત ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી દ્વારા મર્યાદિત બને છે.

આ મર્યાદાઓને ધ્યાનમાં રાખીને, આ અભ્યાસના પરિણામો ACS એપ્લાઇડ બાયોમટીરિયલ્સમાં "આલ્ફા-ટોકોફેરોલ-કન્જુગેટેડ DNA ટેટ્રાહેડ્રોન વિથ એન્હાન્સ્ડ સેલ્યુલર અપટેક એન્ડ સાયટોટોક્સિસિટી ફોર કેન્સર થેરાપ્યુટિક્સ" શીર્ષકવાળા પેપરમાં પ્રકાશિત થયા હતા. આ કાર્યના મહત્વપૂર્ણ મહત્વને સમજાવતા, સંબંધિત લેખક પ્રો. ધીરજ ભાટિયા, એસોસિયેટ પ્રોફેસર, બાયોલોજિકલ સાયન્સિસ એન્ડ એન્જિનિયરિંગ, IITGN એ જણાવ્યું હતું કે, "આ કાર્ય રોમાંચક છે કારણ કે આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે કેવી રીતે સારી રીતે વિચારેલી પરમાણુ ડિઝાઇન ખૂબ નિયંત્રિત રીતે જૈવિક વર્તનને પ્રભાવિત કરી શકે છે. સપાટીના સ્તરે નાના ફેરફારો પણ નક્કી કરી શકે છે કે આ નેનોસ્ટ્રક્ચર્સ જીવંત પ્રણાલીઓ સાથે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ભવિષ્યના ઉપચારની ડિઝાઇન વિશે વિચારવા માટે રસપ્રદ શક્યતાઓ ખોલે છે."

αT ફેરફારે DNA ટેટ્રાહેડ્રોન્સના ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મો બદલ્યા છે કે કેમ તેનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, સંશોધકોએ ડાયનેમિક લાઇટ સ્કેટરિંગ (DLS) નો ઉપયોગ કર્યો, જે એક એવી તકનીક છે જેમાં નેનોપાર્ટિકલ્સ ધરાવતા પ્રવાહી નમૂનામાંથી લેસર બીમ પસાર કરવામાં આવે છે અને વિખરાયેલા પ્રકાશમાં થતી વધઘટનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે કારણ કે કણો દ્રાવણમાં અવ્યવસ્થિત રીતે ગતિ કરે છે. આનાથી સંશોધકો દ્રાવણમાં નેનોપાર્ટિકલ્સનું કદ અને સપાટીની લાક્ષણિકતાઓ માપવા માટે સક્ષમ બન્યા, જે તેમની સ્થિરતા, એકત્રીકરણની વર્તણૂક અને જૈવિક પ્રણાલીઓ સાથેની સંભવિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વિશે આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે.

સેલ્યુલર અપટેક અને સાયટોટોક્સિસિટી માપતા સેલ કલ્ચર પ્રયોગો અને અન્ય મિકેનિસ્ટિક અભ્યાસો દ્વારા, સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું કે αT જોડવાથી DNA ટેટ્રાહેડ્રોન્સના સેલ્યુલર અપટેકમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે, જે કદાચ કોષ પટલના ફેટી આઉટર લેયર સાથે સુધારેલી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને કારણે છે. આને ફ્લોરોસેન્સ ઇમેજિંગ દ્વારા વધુ સમર્થન મળ્યું હતું, જેણે તંદુરસ્ત કોષોની સરખામણીમાં કેન્સર કોષોમાં સુધારેલા નેનોસ્ટ્રક્ચર્સના વધુ સંચયની દ્રશ્ય પુષ્ટિ આપી હતી, જે દર્શાવે છે કે કેન્સર કોષો દ્વારા તેને પ્રાધાન્યપૂર્વક ગ્રહણ કરવામાં આવે છે. એકવાર અંદર ગયા પછી, αT-ફંક્શનલાઇઝ્ડ DNA ટેટ્રાહેડ્રોન્સે રિએક્ટિવ ઓક્સિજન સ્પીસીઝ (ROS)ના ઉત્પાદનને પ્રોત્સાહિત કર્યું, જેના કારણે ઓક્સિડેટીવ સ્ટ્રેસ થયો અને DNA, પ્રોટીન અને માઇટોકોન્ડ્રિયાને નુકસાન થયું. આનાથી આખરે પ્રોગ્રામ્ડ સેલ ડેથ તરફ દોરી ગયું, જે એક નિયંત્રિત પ્રક્રિયા છે જેમાં ક્ષતિગ્રસ્ત અથવા અસ્વસ્થ કોષો શરીરને વધુ નુકસાન અટકાવવા માટે પોતાને બંધ કરી દે છે.

મુખ્ય લેખક સુશ્રી પી. ચિત્રા, જેઓ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ બાયોલોજીકલ સાયન્સીસ એન્ડ એન્જિનિયરિંગમાં MTechના વિદ્યાર્થીની છે, તેમણે જણાવ્યું હતું કે, “મને જે ખાસ કરીને પ્રોત્સાહક લાગ્યું તે બહુવિધ પ્રયોગોમાં પરિણામોની સુસંગતતા હતી. વૈચારિક ડિઝાઇનને માપી શકાય તેવા જૈવિક પરિણામોમાં રૂપાંતરિત થતી જોવી એ અત્યંત લાભદાયી છે અને અમને વધુ અસરકારક નેનોમેડિસિન-આધારિત રોગનિવારક વ્યૂહરચનાઓ વિકસાવવાનું ચાલુ રાખવા માટે પ્રેરિત કરે છે.”

અભ્યાસના વ્યાપક મહત્વ પર પ્રતિબિંબિત કરતા, ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ બાયોલોજીકલ સાયન્સીસ એન્ડ એન્જિનિયરિંગના પોસ્ટડોક્ટરલ ફેલો અને આ કાર્યના સહ-કૉરેસ્પોન્ડિંગ લેખક ડો. રઘુ સોલંકીએ ટિપ્પણી કરી, “આ સંશોધનનું સૌથી રોમાંચક પાસું એ જોવાનું હતું કે કેવી રીતે એક સરળ ડિઝાઇન ફેરફાર સેલ્યુલર વર્તન અને રોગનિવારક અસરકારકતાને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરી શકે છે. આવા અભ્યાસો DNA નેનોટેકનોલોજીની અપાર સંભાવનાઓને ઉજાગર કરે છે અને દર્શાવે છે કે સેલ-નેનોમટીરીયલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વિશેની મૂળભૂત આંતરદૃષ્ટિ કેવી રીતે વધુ સુરક્ષિત અને વધુ અસરકારક ટાર્ગેટેડ કેન્સર થેરાપીના વિકાસને માર્ગદર્શન આપી શકે છે.”

જો કે આ તારણો ટાર્ગેટેડ એન્ટીકેન્સર નેનોકેરિયર્સ તરીકે αT-ફંક્શનલાઇઝ્ડ DNA ટેટ્રાહેડ્રોન્સની સંભાવના દર્શાવે છે, આ સંશોધન હાલમાં પ્રયોગશાળા-આધારિત અભ્યાસો સુધી મર્યાદિત છે. તેમની રોગનિવારક અસરકારકતા અને ટ્રાન્સલેશનલ સંભવિતતા સ્થાપિત કરવા માટે પ્રાણી મોડેલો, વ્યાપક સલામતી મૂલ્યાંકન અને ક્લિનિકલ અભ્યાસોને સાંકળતી વધુ તપાસની જરૂર પડશે. તેમ છતાં, નેનોસ્કેલ સપાટીના ફેરફારો સેલ્યુલર અપટેક અને જૈવિક પ્રતિભાવોને કેવી રીતે પ્રભાવિત કરે છે તે પ્રગટ કરીને, આ કાર્ય આગામી પેઢીની DNA નેનોમેડિસિન્સ અને ટાર્ગેટેડ કેન્સર થેરાપીઓની તર્કસંગત ડિઝાઇન માટે મૂલ્યવાન આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે.

 

SM/DK/GP/JT

સોશિયલ મીડિયા પર અમને ફોલો કરો :  @PIBAhmedabad    /pibahmedabad1964    /pibahmedabad  pibahmedabad1964[at]gmail[dot]com

(રીલીઝ આઈડી: 2270640) મુલાકાતી સંખ્યા : 30