આઈઆઈટી ગાંધીનગરના સંશોધકોએ મગજના આક્રમક કેન્સર સામે એક અલગ પ્રતિકારની વ્યૂહરચના શોધી કાઢી

Drug-Resistant મગજના કેન્સરનો સામનો કરવાનો નવો માર્ગ

કેન્સર વિશ્વભરમાં સૌથી ઘાતક રોગોમાં સ્થાન ધરાવે છે. વૈશ્વિક સ્તરે, દર વર્ષે મગજના કેન્સરના 3,00,000 થી વધુ નવા કેસો નોંધાય છે, જેમાં ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમા, મગજના કેન્સરનું એક આક્રમક સ્વરૂપ, 2,50,000 થી વધુ મૃત્યુ માટે જવાબદાર છે. વર્તમાન સ્ટાન્ડર્ડ-ઓફ-કેરમાં ટેમોઝોલોમાઇડ (TMZ), કેમોથેરાપી દવાનો ઉપયોગ શામેલ છે. જો કે, આ ટ્યુમરને નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ બની શકે છે કારણ કે કેન્સરના કોષો આવી સારવારની અસરોમાંથી છટકી જવા માટે વિકસિત થાય છે. આમ, આ કોષોને લક્ષ્ય બનાવવાના નવા માર્ગો શોધવા એ કેન્સર સંશોધનમાં એક મહત્વપૂર્ણ ક્ષેત્ર છે.

ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી ગાંધીનગર (IITGN)નું સંશોધન દવા-પ્રતિરોધક ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમાનો સામનો કરવા માટેની આવી જ એક શક્યતા તપાસે છે. તે બે આશાસ્પદ દાવેદારો પર પ્રકાશ પાડે છે જે ટાયરોસિન થ્રેઓનીન કાઇનેસ (TTK અથવા Mps1 પ્રોટીન) ને લક્ષ્ય બનાવી શકે છે, જે કોષ વિભાજન માટે અભિન્ન અંગ છે. આ પ્રોટીનના ઉચ્ચ સ્તરોને ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમાના વધારા સાથે જોડવામાં આવ્યા છે. આ પરિણામો જર્નલ ઓફ બાયોલોજિકલ કેમિસ્ટ્રી અને RSC મેડિસિનલ કેમિસ્ટ્રી માં પ્રકાશિત થયા છે.

ક્વોલિટી કંટ્રોલ ઇન્સ્પેક્ટરમાં વિક્ષેપ!

જૈવિક કોષો પાસે આનુવંશિક સામગ્રીના વિતરણ માટે ચુસ્તપણે નિયંત્રિત પ્રણાલીઓ હોય છે. TTK એક ચેકપોઇન્ટનું સંચાલન કરવામાં મદદ કરે છે, અને તેનું કામ એ સુનિશ્ચિત કરવાનું છે કે કોષ વિભાજિત થાય ત્યારે ક્રોમોઝોમ્સ યોગ્ય રીતે સચવાય. કોષ વિભાજન દરમિયાન કોઈ ભૂલ દેખાતા જ, TTK એક સુરક્ષા એલાર્મ ટ્રિગર કરે છે જે સમારકામ થતી વખતે પ્રક્રિયાને ક્ષણભર અટકાવવાનું કારણ બને છે. એકવાર બધું યોગ્ય સ્થાને આવી જાય પછી, TTK લીલી ઝંડી આપે છે, અને કોષ સફળતાપૂર્વક વિભાજિત થાય છે.

કેન્સરના કોષો સામાન્ય કોષો કરતાં ખૂબ જ ઝડપી દરે વિભાજિત થતા હોવાથી, તેઓ તેમના અસ્તવ્યસ્ત વિભાજન ચક્રમાંથી બચવા માટે TTK પર ભારે આધાર રાખે છે. સંશોધકોએ પ્રશ્ન કર્યો કે શું આ ચેકપોઇન્ટને અસ્તવ્યસ્ત કરવાથી ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમા કોષો માટે તેમના ડીએનએ (DNA) ને થયેલા નુકસાનનું સંચાલન કરવું વધુ મુશ્કેલ બની શકે છે. તે તેમની જીવનક્ષમતા ઘટાડી શકે છે અને રેડિયોથેરાપી જેવી સારવાર પ્રત્યે તેમની સંવેદનશીલતા વધારી શકે છે.

ગૌરવ રાયે જણાવ્યું હતું કે, “અગાઉના અભ્યાસોએ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી કેમોથેરાપી દવા TMZ પ્રત્યેના પ્રતિકારમાં TTK ની સંડોવણીને જોડી છે. અમે એ તપાસવા માંગતા હતા કે શું અમારા અગાઉના અભ્યાસોમાંથી એક દાવેદાર J54 (TTK નો એક પસંદગીયુક્ત અવરોધક) ને સુધારીને આપણને TTK ને વધુ અસરકારક રીતે લક્ષ્ય બનાવવામાં મદદ મળી શકે અને દવા-પ્રતિરોધક ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમાનો સામનો કરવાના માર્ગોમાં આગળના સંશોધનને માર્ગદર્શન આપી શકાય.” આ અભ્યાસના પ્રથમ લેખક ગૌરવ, IITGN ના રસાયણશાસ્ત્ર વિભાગમાં પીએચડી વિદ્યાર્થી છે અને પ્રધાનમંત્રી રિસર્ચ ફેલોશિપના પ્રાપ્તકર્તા છે.

પસંદ કરાયેલા સંયોજનો

પ્રયોગશાળાના પ્રયોગોમાં બહાર આવ્યું છે કે અભ્યાસના એક ભાગમાં સંશોધકો દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલા 10 થી વધુ સંયોજનોમાં SPK17 (પેપરમાં G17 તરીકે ઉલ્લેખિત) અલગ તરી આવ્યું હતું. TMZ ની સરખામણીમાં, ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમા કોષની જીવનક્ષમતા (IC50) માં 50% ઘટાડા સાથે સંકળાયેલ SPK17 સાંદ્રતા LN229 કોષો માટે આશરે 176 ગણી ઓછી અને U87MG કોષો માટે 85 ગણી ઓછી હતી, જે માનવ ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમાની બે કોષ રેખાઓ (cell lines) છે. વધુ રસપ્રદ બાબત એ હતી કે જ્યારે પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ TMZ પ્રત્યે પ્રતિરોધક બનેલા ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમા કોષો (LN229-TMZ-R કોષો) ના કિસ્સામાં 200 માઇક્રોમોલર TMZ ની સરખામણીમાં 10 માઇક્રોમોલર પર પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું ત્યારે SPK17 એ આશરે આઠ ગણો કોષ-મૃત્યુ સિગ્નલ ઉત્પન્ન કર્યો હતો.

અભ્યાસના બીજા ભાગમાં પાંચ સંયોજનોમાં SPK17b (પેપરમાં G17b તરીકે ઉલ્લેખિત) સૌથી અગ્રણી હતું. TMZ ની સરખામણીમાં, SPK17b માટે IC50 LN229 કોષો માટે આશરે 81 ગણી ઓછી અને U87MG કોષો માટે 59 ગણી ઓછી હતી. વધુમાં, 200 માઇક્રોમોલર TMZ ની સરખામણીમાં 10 માઇક્રોમોલર પર પરીક્ષણ કરવામાં આવે ત્યારે LN229-TMZ-R કોષોના કિસ્સામાં કોષ-મૃત્યુ સિગ્નલ ઉત્પન્ન કરવા માટે SPK17b ની સાંદ્રતા ઓછી એટલે કે ઓછામાં ઓછી 59 ગણી ઓછી હતી.

બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, દિનચર્યાની કેમોથેરાપ્યુટિક દવાની સરખામણીમાં મગજના 50% કેન્સરના કોષોને મારવા માટે ઓછા SPK17 અને SPK17b ની જરૂર હતી, જે એક આશાસ્પદ પરિણામ સૂચવે છે.

બીજા અભ્યાસના દ્વિતીય લેખક દીપિકાએ ઉમેર્યું, “અમને એ પણ સમજાયું કે SPK17b ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમા કોષોના વિકાસને ધીમો કરવા કરતાં વધુ કરતું હોય તેવું લાગતું હતું. સારવાર કરાયેલા કોષોએ મેટાસ્ટેસાઇઝ થવાની અથવા ફેલાવવાની ક્ષમતામાં નબળાઈ દર્શાવી હતી, જે કેન્સરના મુખ્ય લક્ષણોમાંનું એક છે.” દીપિકા IITGN ના રસાયણશાસ્ત્ર વિભાગમાં પીએચડીની વિદ્યાર્થીની પણ છે. એકસાથે, આ પરિણામો સૂચવે છે કે આ બે સંયોજનો ટ્યુમર કોષોને બચવામાં અને ગુણાકાર કરવામાં મદદ કરતી કેટલીક પ્રક્રિયાઓમાં હસ્તક્ષેપ કરી શકે છે.

સંકળાયેલ પ્રક્રિયા પર પોતાના વિચારો વ્યક્ત કરતા ગૌરવ સમજાવ્યું, “બંને સંયોજનો એક જ પ્રોટીન TTK પર કામ કરે છે, પરંતુ બંને અભ્યાસોએ તેને અવરોધવાના અલગ-અલગ પરિણામોનું પાલન કર્યું હતું. SPK17 એક ઇન-બિલ્ટ પોઝ (વિરામ) ને દૂર કરે છે જે સામાન્ય રીતે વિભાજિત થતા કોષને તેના ક્ષતિગ્રસ્ત ડીએનએ (DNA) ને સુધારવા માટે સમય આપે છે. કોષને અણસુધારેલા નુકસાન સાથે વિભાજન દ્વારા આગળ ધકેલવામાં આવે છે, અને જ્યાં સુધી કોષ મૃત્યુ પામે નહીં ત્યાં સુધી તે એકઠું થાય છે. SPK17b આના બદલે પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (reactive oxygen species), કોષના પોતાના ચયાપચયની ઝેરી ઉપ-પેદાશોનું નિર્માણનું કારણ બને છે, જ્યાં સુધી કોષનું સંરક્ષણ ખોરવાઈ ન જાય અને તે સ્વયં-વિનાશ ન કરે, જ્યારે બચેલા કોષોને ખસેડવા અને આસપાસની પેશીઓ પર આક્રમણ કરવા માટે ઓછા સક્ષમ બનાવે છે.”

આગળનો માર્ગ

દવાની શોધને તેના પોતાના કેટલાક ચેકપોઇન્ટ્સ સાથેની સફર તરીકે જોવી જોઈએ. એક સંયોજને પહેલા દર્શાવવું પડશે કે તે ઇચ્છિત જૈવિક લક્ષ્યને અસર કરી શકે છે. આગળનું પગલું એ સ્થાપિત કરવાનું હોવું જોઈએ કે શું ઉમેદવાર ઉત્તરોત્તર જટિલ જૈવિક પ્રણાલીઓમાં અસરકારક છે અને શું તેના ફાયદા તેના જોખમો કરતાં વધુ છે.

પ્રો. શિવપ્રિયા કિરૂબાકરણના જણાવ્યા અનુસાર, “જ્યારે તમે ગ્લિયોબ્લાસ્ટોમા જેવા આક્રમક રોગ પર કામ કરી રહ્યા હોવ, ત્યારે તમને ખબર હોય છે કે વધુ સારી સારવારના વિકલ્પોની કેટલી તાકીદે જરૂર છે. આપણા અભ્યાસ જેવા તારણો આપણને અસાધ્ય રોગોની સમજ સુધારવા માટે યોગ્ય પ્રશ્નો પૂછવાની વધુ નજીક લાવી શકે છે. અમારા બે સંયોજનો દવાની પ્રતિકાર કરતા ટ્યુમર કોષોને આપણે કેવી રીતે લક્ષ્ય બનાવી શકીએ તે તપાસવા માટે એક પદ્ધતિ-આધારિત રોગનિવારક વ્યૂહરચના પૂરી પાડે છે. પ્રાણીઓના અભ્યાસમાં અણુઓની અસરો જાણવા માટેના ભવિષ્યના અભ્યાસો ચાલુ છે.” પ્રોફેસર કિરૂબાકરણ IITGN ના રસાયણશાસ્ત્ર વિભાગમાં કંકુબેન બક્ષીરામભાઈ ગેલોત ચેર પ્રોફેસર છે અને ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં કેન્સર કેમિકલ બાયોલોજી લેબના વડા છે.

આ અભ્યાસના તારણો સંયુક્ત રાષ્ટ્રના સતત વિકાસ લક્ષ્યાંક 3 (3.B) ના પાસાઓ સાથે સંરેખિત થાય છે, જે બિન-ચેપી રોગો માટે દવાઓના સંશોધન અને વિકાસને ટેકો આપે છે. ભારતમાં, તે બિન-ચેપી રોગોના અટકાયત અને નિયંત્રણ માટેના રાષ્ટ્રીય કાર્યક્રમ હેઠળ કેન્સરની સારવારને મજબૂત કરવાના પ્રયાસો સાથે પણ સંરેખણમાં છે.