টার্ডিগ্রেড প্রোটিনের কৌশল রক্তকে জমাট বাঁধা সহ্য করতে সাহায্য করতে পারে

জমাট বাঁধা সহ্য করার জন্য টার্ডিগ্রেডকে টেমপ্লেট হিসেবে ব্যবহার

টার্ডিগ্রেড, যে অণুবীক্ষণিক প্রাণীদের প্রায়ই 'ওয়াটার বিয়ার' বলা হয়, তাদের সহনশীলতার জন্য অত্যন্ত পরিচিত। এদের সম্পূর্ণ জমাট বাঁধিয়ে দেওয়া যায়, প্রায় সমস্ত পানি শুকিয়ে ফেলা যায় এবং মহাকাশের শূন্যস্থানে উন্মুক্ত করা যায়, তারপর পরিস্থিতি উন্নত হলে আবার প্রাণ ফিরে পায়। গবেষকরা এমনকি এই প্রাণীদের ওপর ছোট ট্যাটুও এঁকেছেন, এবং তারা এই প্রক্রিয়ায় বিরক্ত হয়নি বলে মনে হয়েছে। এই টেকসইতা টার্ডিগ্রেডকে এক ধরনের জৈবিক টিকে থাকার কৌশলের ক্যাটালগে পরিণত করেছে, এবং বিজ্ঞানীরা এখন সেই ক্যাটালগ থেকে মানুষের কোষ রক্ষার উপায় খুঁজছেন।

সবচেয়ে ব্যবহারিক লক্ষ্যগুলোর একটি হলো লোহিত রক্তকণিকার ক্রায়োপ্রিজারভেশন, যে কৌশলটি রক্ত ব্যাংকগুলোকে বিরল রক্তের গ্রুপ দীর্ঘ সময় ধরে জমাট করে সংরক্ষণ করতে দেয় যতক্ষণ না কোনো রোগীর প্রয়োজন হয়। পদ্ধতিটি কাজ করে, কিন্তু এতে একটি একগুঁয়ে অসুবিধা রয়েছে যা দশক ধরে এই ক্ষেত্রকে আকার দিয়েছে।

গ্লিসারলের সমস্যা

রক্তকণিকা জমাট বাঁধানোর আগে সাধারণত গ্লিসারল দিয়ে চিকিৎসা করা হয়। যৌগটি একটি ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট হিসেবে কাজ করে, বরফের স্ফটিকের বৃদ্ধি ব্যাহত করে যা অন্যথায় কোষের ঝিল্লি বিদ্ধ ও ধ্বংস করত। এমন সুরক্ষা ছাড়া জমাট বাঁধা মারাত্মক।

জটিলতা আসে পরে। গ্লিসারল সরাসরি রোগীর শরীরে ট্রান্সফিউজ করা যায় না, তাই কোষ গলানোর পর তা কোষ থেকে অপসারণ করতে হয়। এই অপসারণের ধাপটি নিজেই ক্ষতিকর, যে কোষগুলোকে জমাট বাঁধার প্রক্রিয়া রক্ষা করার কথা ছিল সেগুলোই চাপের মুখে পড়ে, এবং এটি এমন একটি প্রক্রিয়ায় অতিরিক্ত পরিচালনা, সময় ও খরচ যোগ করে যা ইতিমধ্যেই নির্ভুলতা দাবি করে।

রক্ত ব্যাংকগুলো যা চাইবে তা হলো এমন একটি সুরক্ষা কৌশল যা জমাট বাঁধার মধ্য দিয়ে কোষগুলোকে অক্ষত রাখে এবং তারপর কঠিন ধোয়ার ধাপ ছাড়াই পরিষ্কারভাবে বেরিয়ে যায়। এখানেই টার্ডিগ্রেডের প্রবেশ।

CAHS প্রোটিন কীভাবে চিনির সঙ্গে কাজ করে

টার্ডিগ্রেড চরম পরিস্থিতি সহ্য করে CAHS প্রোটিন নামে পরিচিত এক শ্রেণির অণুর সাহায্যে, যা cytosolic abundant heat-soluble proteins-এর সংক্ষিপ্ত রূপ। এই প্রোটিনগুলো শুধু এমন একটি প্রাণীতে বিদ্যমান থাকার জন্যই উল্লেখযোগ্য নয় যা জমাট বাঁধা ও পানিশূন্যতা সহজে সহ্য করতে পারে, বরং ট্রেহালোজ নামক একটি চিনির সঙ্গে তাদের আচরণের জন্যও, যা কোষের ঝিল্লি ও প্রোটিনকে স্থিতিশীল করে। ট্রেহালোজ পরীক্ষাগারের বাইরেও একটি পরিচিত উপাদান: এটি প্রায়ই হিমায়িত খাবারে ফ্রিজার বার্ন সীমিত করতে ব্যবহৃত হয়।

টার্ডিগ্রেড প্রোটিন এবং ঝিল্লি-স্থিতিশীলকারী চিনির মধ্যে এই অংশীদারিত্বই গবেষকদের মনোযোগ আকর্ষণ করেছিল। তারা এই সমন্বয়কে কৌতূহল হিসেবে বিবেচনা না করে জিজ্ঞাসা করেছিলেন এটি রক্ত ব্যাংকিংয়ে ব্যবহৃত আদর্শ ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্টের চেয়ে ভালো পারফর্ম করতে পারে কিনা।

সম্পূর্ণ প্রোটিন নয়, একটি খণ্ড পরীক্ষা

হুই ইয়াং, লেমিং সান এবং তাদের সহকর্মীরা জানতে চেয়েছিলেন CAHS প্রোটিনকে ট্রেহালোজের সঙ্গে মিলিত করলে লোহিত রক্তকণিকাকে এককভাবে ব্যবহৃত গ্লিসারলের চেয়ে বেশি কার্যকরভাবে রক্ষা করা যায় কিনা। তাদের ফলাফল ACS Applied Materials & Interfaces জার্নালে প্রকাশিত হয়, যা American Chemical Society প্রকাশ করে (DOI: 10.1021/acsami.6c12445)।

দলটি সম্পূর্ণ দৈর্ঘ্যের CAHS প্রোটিন ব্যবহার করেনি। পরিবর্তে, তারা নির্ধারণ করেছিলেন যে এর একটি নির্দিষ্ট অংশই তাদের কাঙ্ক্ষিত সুরক্ষামূলক প্রভাব দেয়, একটি সরলীকরণ যা এই পদ্ধতি যদি কখনও নিয়মিত ব্যবহারের জন্য বড় আকারে প্রয়োগ করা হয় তবে যথেষ্ট গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।

যখন সেই খণ্ডটি নিম্ন তাপমাত্রায় ট্রেহালোজের সঙ্গে মিলিত করা হয় এবং তারপর নমুনাটি তরল নাইট্রোজেনে জমাট বাঁধানো হয়, তখন দুটি উপাদান বরফ গঠন এবং পরে গলে যাওয়ার ধরন পরিবর্তন করে। সেই পরিবর্তিত বরফের আচরণ কোষগুলোকে ক্ষতি থেকে রক্ষা করে। গলানোর পর, CAHS-ট্রেহালোজ সমন্বয় centrifugation দ্বারা ধুয়ে ফেলা যায়, একটি আদর্শ পরীক্ষাগার কৌশল, আরও কঠিন গ্লিসারল-অপসারণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে নয়।

পুনরুদ্ধারের সংখ্যা

কর্মক্ষমতার তুলনা উৎসাহব্যঞ্জক ছিল। নতুন CAHS-ট্রেহালোজ পদ্ধতিতে সংরক্ষিত ইঁদুরের লোহিত রক্তকণিকার ৮৯% পর্যন্ত সম্পূর্ণভাবে পুনরুদ্ধার হয়েছিল, যেখানে গ্লিসারল ব্যবহার করে জমাট বাঁধানো কোষের প্রায় ৮২% পুনরুদ্ধার হয়েছিল।

সান, গবেষণার একজন সংশ্লিষ্ট লেখক, এই প্রচেষ্টাকে জীববিজ্ঞানকে একটি ব্যবহারিক পদ্ধতিতে রূপান্তরের প্রাথমিক পর্যায় হিসেবে বর্ণনা করেছেন। "এই গবেষণাটি ছিল একটি অসাধারণ সহনশীল প্রাণী থেকে পাওয়া শিক্ষাকে একটি ব্যবহারিক কোষ-সংরক্ষণ কৌশলে রূপান্তরের আমাদের প্রথম প্রচেষ্টা," সান বলেন। "যদি আরও উন্নত করা হয়, এটি গলানোর পর প্রক্রিয়াটি সহজ করতে, অবশিষ্ট গ্লিসারলের সঙ্গে সম্পর্কিত উদ্বেগ কমাতে এবং সংরক্ষিত কোষের গুণমান রক্ষা করতে সাহায্য করতে পারে।"

ফলাফল সতর্কতার সঙ্গে পড়া

এখানে বেশ কয়েকটি সতর্কতা গুরুত্বপূর্ণ। পরীক্ষায় ইঁদুরের লোহিত রক্তকণিকা ব্যবহার করা হয়েছিল, মানুষের কোষ নয়, এবং এটি একটি সমাপ্ত প্রোটোকলের পরিবর্তে একটি প্রথম প্রচেষ্টার প্রতিনিধিত্ব করে। গ্লিসারলের চেয়ে উন্নতি, এই পরিস্থিতিতে বাস্তব হলেও, কয়েক শতাংশ পয়েন্টের পার্থক্য, নাটকীয় লাফ নয়। ট্রান্সফিউশন মেডিসিনে কোনো সম্ভাব্য ব্যবহার রক্ত ব্যাংকের ফ্রিজে পৌঁছানোর আগে যথেষ্ট আরও উন্নয়ন ও যাচাইকরণ প্রয়োজন হবে।

গবেষণাটি যা প্রদর্শন করে তা হলো একটি ধারণার প্রমাণ: গ্রহের সবচেয়ে কঠিন প্রাণীদের একটির কাছ থেকে ধার করা একটি প্রোটিন, ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত একটি চিনির সঙ্গে মিলিত হয়ে, কোষের চারপাশে বরফ কীভাবে আচরণ করে তা প্রভাবিত করতে পারে এবং জমাট-গলানোর চক্রের মধ্য দিয়ে তাদের টিকে থাকা উন্নত করতে পারে। এটি এমন একটি ক্রায়োপ্রিজারভেশন কর্মপ্রবাহের দিকেও ইঙ্গিত করে যেখানে সুরক্ষামূলক এজেন্ট অপসারণ করা সহজ, যা গলানো ও পরিষ্কার করার সময় সংরক্ষিত কোষের ওপর যে ক্ষতি হয় তা কমাতে পারে।

গবেষণার মূল বিষয়গুলো

• টার্ডিগ্রেড জমাট বাঁধা, চরম পানিশূন্যতা এবং মহাকাশের শূন্যস্থান সহ্য করে, এমনকি ছোট ট্যাটু পরানোরও সহ্য করেছে।
• প্রচলিত লোহিত রক্তকণিকা সংরক্ষণ গ্লিসারলের ওপর নির্ভর করে, যা ট্রান্সফিউশনের আগে অপসারণ করতে হয় এবং অপসারণের সময় কোষের ক্ষতি করতে পারে।
• গবেষকরা ট্রেহালোজ, একটি ঝিল্লি-স্থিতিশীলকারী চিনি, সম্পূর্ণ দৈর্ঘ্যের প্রোটিনের পরিবর্তে টার্ডিগ্রেড CAHS প্রোটিনের একটি অংশের সঙ্গে মিলিত করেছেন।
• তরল নাইট্রোজেনে জমাট বাঁধালে, মিশ্রণটি বরফ গঠন ও গলন এমনভাবে পরিবর্তন করেছে যা কোষকে রক্ষা করেছে।
• এইভাবে সংরক্ষিত ইঁদুরের লোহিত রক্তকণিকার ৮৯% পর্যন্ত সম্পূর্ণভাবে পুনরুদ্ধার হয়েছিল, যেখানে গ্লিসারলে প্রায় ৮২%।

পরীক্ষাগারের বেঞ্চের বাইরে কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ

বিরল রক্তের গ্রুপ যেকোনো স্বাস্থ্য ব্যবস্থার জন্য একটি লজিস্টিক চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে। সংজ্ঞা অনুসারে এগুলো দুর্লভ, চাহিদা অনুযায়ী এগুলো তৈরি করা যায় না, এবং দীর্ঘ সময় ধরে ব্যবহারযোগ্য রাখতে হয় যাতে একটি নির্দিষ্ট রোগীর প্রয়োজন হলে সেগুলো পাওয়া যায়। এমন একটি সংরক্ষণ পদ্ধতি যা জমাট-গলানোর চক্রের মধ্য দিয়ে আরও কোষ অক্ষত রাখে এবং পরে পরিষ্কার করা সহজ, রক্ত ব্যাংকগুলোকে আরও maneuver করার সুযোগ দেবে।

গবেষণাটি বায়োটেকনোলজি জুড়ে প্রতিষ্ঠিত একটি বিস্তৃত ধারণাও তুলে ধরে: যে প্রাণীরা চরম পরিস্থিতি সহ্য করে তারা চিকিৎসাবিজ্ঞানের সমস্যার রাসায়নিক ও উপাদানগত সমাধানের উৎস। টার্ডিগ্রেডের টিকে থাকার কৌশলগুলো এমন পরিবেশের জন্য বিবর্তিত হয়েছে যা বেশিরভাগ জীবনকে হত্যা করত, এবং সেই টুলকিটের একটি ছোট টুকরো, একটি প্রোটিন খণ্ড প্লাস একটি চিনি, অভিযোজিত করলে শেষ পর্যন্ত কোষ কীভাবে সংরক্ষণ, পরিবহন ও পুনরুদ্ধার করা হয় তা পরিবর্তন করতে পারে।

ট্রেহালোজ নিজেই একটি ভালো উদাহরণ যে কীভাবে অগ্ল্যামারাস উপাদান গুরুতর কাজ করতে পারে। যে চিনি হিমায়িত খাবারকে ফ্রিজার বার্ন থেকে রক্ষা করে, সেটিই জীবন্ত কোষের জন্য স্থিতিশীলকারী হিসেবে পরীক্ষা করা হচ্ছে, এবং CAHS খণ্ডটি সেই ভূমিকায় এটিকে আরও কার্যকর করে বলে মনে হচ্ছে। প্রক্রিয়াটি জাদু নয়, রসায়ন: বরফ কীভাবে নিউক্লিয়েট হয় ও গলে যায় তাতে হস্তক্ষেপ করে, মিশ্রণটি ভঙ্গুর ঝিল্লির ওপর আরোপিত শারীরিক শাস্তি কমায়।

আপাতত, কাজটি একটি প্রথম পদক্ষেপ হিসেবে রয়ে গেছে, এবং একটি ইঁদুর কোষের পরীক্ষা ও একটি হাসপাতালের ট্রান্সফিউশনের মধ্যে ব্যবধান বিশাল। কিন্তু এটি ইঙ্গিত দেয় যে মহাকাশের শূন্যস্থান সহ্য করতে পারে এমন একটি প্রাণী এবং একটি রক্ত ব্যাংকের ফ্রিজের মধ্যে দূরত্ব প্রথমে যতটা মনে হয় তার চেয়ে কম হতে পারে।

এই নিবন্ধটি Phys.org-এর রিপোর্টিংয়ের ওপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধ পড়ুন।