पौधे अंतरिक्ष यात्रियों को अंतरिक्ष में दवा बनाने में मदद कर सकते हैं

अंतरिक्ष में आत्मनिर्भरता का एक नया चरण

लो अर्थ ऑर्बिट से आगे जाने वाले दीर्घकालिक मिशन मिशन योजनाकारों को एक कठिन सीमा में धकेलते हैं: पुनः आपूर्ति धीमी होती है, सीमित होती है, या असंभव होती है। इसी वास्तविकता ने स्थानीय संसाधन उपयोग पर वर्षों के काम को आगे बढ़ाया है, जिसमें ऑक्सीजन और पानी का उत्पादन करने से लेकर भोजन उगाने और कचरे के पुनर्चक्रण तक शामिल है। University of California San Diego के शोधकर्ताओं के नेतृत्व वाली एक टीम अब उसी तर्क को मिशन सहायता के एक और महत्वपूर्ण क्षेत्र तक ले जा रही है: चिकित्सा।

इस सप्ताह उजागर किए गए शोध के अनुसार, समूह ने एक ऐसी विधि विकसित की है जो अंतरिक्ष यात्रियों को पौधों को छोटे औषधीय कारखानों की तरह इस्तेमाल करने दे सकती है, जिससे वे मिशन के दौरान उपयोगी यौगिकों का उत्पादन और बार-बार संग्रह कर सकें, बजाय इसके कि हर खुराक पृथ्वी से ले जाई जाए। चंद्रमा, मंगल या अन्य दूरस्थ गंतव्यों के अभियानों के लिए, ऐसी क्षमता केवल सुविधा से कहीं अधिक बन सकती है। यह उस बुनियादी ढांचे का हिस्सा हो सकती है जो आपूर्ति शृंखलाएँ समाप्त हो जाने पर भी दल को चिकित्सकीय रूप से सक्षम बनाए रखे।

यह काम cowpea mosaic virus, या CPMV, नामक एक पौधों के वायरस पर केंद्रित है। शोधकर्ताओं ने CPMV का वर्षों से अध्ययन किया है क्योंकि इसमें प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को उत्तेजित करने की क्षमता है, जिसमें कैंसर से जुड़ी अनुप्रयोग भी शामिल हैं। चूहों पर किए गए प्रीक्लिनिकल अध्ययनों और canine cancer patients पर किए गए क्लिनिकल अध्ययनों में, स्रोत पाठ के अनुसार CPMV ने ट्यूमर के विरुद्ध प्रभावशीलता दिखाई है। नई प्रगति स्वयं अणु की खोज से कम और अंतरिक्ष-संगत परिस्थितियों में इसे व्यावहारिक रूप से बनाने तथा पुनः प्राप्त करने का तरीका खोजने से अधिक जुड़ी है।

अंतरिक्ष में दवा एक लॉजिस्टिक्स समस्या क्यों है

अंतरिक्ष वास्तुकला में दवाओं को कम करके आँकना आसान है क्योंकि उनका द्रव्यमान ईंधन, आवास प्रणालियों या भोजन की तुलना में कम होता है। लेकिन दवाएँ एक अलग तरह की चुनौती पैदा करती हैं। वे समय के साथ खराब हो सकती हैं, उन्हें अलग-अलग formulations की आवश्यकता हो सकती है, और किसी दल को हर संभावित स्थिति के लिए असीमित मात्रा में भंडारित करना कठिन होता है। मिशन जितना अधिक पृथ्वी से दूर जाएगा, उतना ही अधिक मूल्यवान यह हो जाता है कि कम से कम कुछ उपचारों का निर्माण आवश्यकता के अनुसार किया जाए।

जैसे-जैसे एजेंसियाँ और निजी ऑपरेटर महीनों या वर्षों तक चलने वाले मिशनों की योजना बनाते हैं, यह समस्या और भी तीखी हो जाती है। गहरे अंतरिक्ष के दलों को तुरंत निकासी के बिना सामान्य बीमारी, सूजन, चोट, और संभवतः अधिक विशिष्ट स्थितियों का प्रबंधन करना होगा। जीवित पौधों का उपयोग करने वाला एक छोटा, नवीकरणीय उत्पादन मंच भंडारण बोझ को कम कर सकता है और जरूरत पड़ने पर ताज़ा जैविक सामग्री प्रदान कर सकता है।

पौधे पहले से ही दीर्घ-सीमा अंतरिक्ष अवधारणाओं में स्वाभाविक रूप से फिट होते हैं। वे कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में बदलने में मदद कर सकते हैं, भोजन या प्रोटीन में योगदान दे सकते हैं, और बंद आवासों में मनोवैज्ञानिक कल्याण का समर्थन कर सकते हैं। UC San Diego का कार्य सुझाव देता है कि वे एक निर्माण परत के रूप में भी काम कर सकते हैं, जीवन समर्थन और आवास को सहारा देने के लिए पहले से अपेक्षित उन्हीं जैविक प्रणालियों में चिकित्सीय उत्पादन जोड़ते हुए।

यह तरीका कैसे काम करता है

टीम ने CPMV के उत्पादन के लिए Nicotiana benthamiana और black-eyed pea पौधों का उपयोग किया। पारंपरिक रूप से, ऐसे पौधों से सामग्री निकालने में पत्तियाँ हटाना और उन्हें पीसना शामिल होता है, एक प्रक्रिया जो पौधों के ऊतक को नष्ट करती है और अपशिष्ट पैदा करती है। यह अंतरिक्ष संचालन के लिए उपयुक्त नहीं है, जहाँ हर इनपुट सीमित होता है और हर अपशिष्ट धारा मायने रखती है।

इसके बजाय शोधकर्ताओं ने एक सरलीकृत दृष्टिकोण बताया है जो फार्मास्यूटिकल्स को उगाने और बार-बार काटने की अनुमति देता है, बिना पूरे पौधे को नष्ट किए और बिना बड़ी मात्रा में अपशिष्ट उत्पन्न किए। यही मुख्य परिचालन सफलता है। किसी अंतरिक्षयान या पृथ्वी से बाहर के आवास में, बार-बार कटाई की क्षमता जैविक उपज जितनी ही महत्वपूर्ण है। जो प्रक्रिया उत्पादन जीव को सुरक्षित रखती है, वह एक बार उपयोग होने वाली सामग्री को निरंतर संपत्ति में बदल सकती है।

स्रोत पाठ इसे स्पष्ट रूप से microgravity के संदर्भ में रखता है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि पृथ्वी पर ग्रीनहाउस में काम करने वाली प्रक्रियाएँ स्वतः ही कक्षा या गहरे अंतरिक्ष के वातावरण में अनुवादित नहीं हो जातीं। तरल पदार्थ अलग तरह से व्यवहार करते हैं, हैंडलिंग चरण अधिक जटिल हो जाते हैं, और क्रू का समय सीमित होता है। जो तरीके मैनुअल प्रोसेसिंग को कम करते हैं और भारी उपकरणों से बचते हैं, उनके वास्तविक मिशन डिज़ाइन के साथ टिके रहने की अधिक संभावना होती है।

यह कार्य 5 जून को npj Science of Plants में प्रकाशित हुआ था, और इसमें UC San Diego के कई इंजीनियरिंग, सामग्री, और कैंसर अनुसंधान केंद्रों के बीच एक बहु-विषयक सहयोग शामिल था। विशेषज्ञता का यह मिश्रण परियोजना के व्यापक महत्व को दर्शाता है। यह केवल एक क्षेत्र से संबंधित होने के बजाय अंतरिक्ष प्रणालियों की इंजीनियरिंग, पौध विज्ञान, और बायोमैन्युफैक्चरिंग के संगम पर स्थित है।

CPMV क्यों महत्वपूर्ण है

CPMV एक असामान्य उम्मीदवार है क्योंकि यह एक पौध वायरस है जिसे मानव और पशु चिकित्सीय उपयोग के लिए, विशेष रूप से इसकी प्रतिरक्षा-उत्तेजक विशेषताओं के कारण, खोजा जा रहा है। यह एक व्यापक विचार के लिए एक उपयोगी प्रदर्शन मंच बनाता है: जैविक रूप से सक्रिय दवाओं को हमेशा तैयार, स्थिर उत्पादों के रूप में भेजने की आवश्यकता नहीं होती। कुछ को जरूरत के अनुसार जीवित प्रणालियों से बनाया जा सकता है।

यदि यह अवधारणा पैमाने पर लागू होती है, तो भविष्य की अंतरिक्ष बायोमैन्युफैक्चरिंग एक वायरस या एक उपचार श्रेणी से आगे बढ़ सकती है। निकट-अवधि का मूल्य इस बात का प्रमाण है कि एक हल्का, पौध-आधारित उत्पादन तंत्र मिशन आत्मनिर्भरता के तर्क में फिट हो सकता है। दीर्घकालिक निहितार्थ एक विविध ऑनबोर्ड फार्मेसी है, जो पहले से पैक दवाओं की अलमारियों पर नहीं, बल्कि नवीकरणीय जैविक प्रक्रियाओं के एक समूह पर आधारित हो।

• पौधे एक साथ कई मिशन भूमिकाएँ निभा सकते हैं, जिनमें वायु सहायता, भोजन उत्पादन, और चिकित्सीय निर्माण शामिल हैं।
• बार-बार कटाई अपशिष्ट को कम करती है और सीमित जैविक संसाधनों को सुरक्षित रखती है।
• आवश्यकतानुसार उत्पादन दलों को उन लंबे मिशनों में मदद कर सकता है जहाँ पुनः आपूर्ति व्यावहारिक नहीं होती।

अंतरिक्ष उपयोग से पृथ्वी के अनुप्रयोगों तक

यह शोध पृथ्वी की ओर भी संकेत करता है। पौधों पर आधारित कम लागत वाली औषधीय उत्पादन विधि दूरस्थ क्षेत्रों, कठिन चिकित्सीय परिस्थितियों, या उन जगहों के लिए उपयोगी हो सकती है जहाँ पारंपरिक विनिर्माण और cold-chain वितरण कठिन है। अंतरिक्ष अनुसंधान को अक्सर सार्वजनिक वैधता तब मिलती है जब वह पृथ्वी पर लाभ देता है, और इस परियोजना के पास उस तर्क की एक स्पष्ट राह है।

फिर भी, इस काम का तत्काल महत्व व्यावसायिक की तुलना में रणनीतिक है। यह मानव अंतरिक्ष उड़ान में एक वास्तविक सीमा को संबोधित करता है: अन्वेषण ढाँचे अनिश्चित काल तक पृथ्वी-आधारित प्रचुरता पर निर्भर नहीं रह सकते। यदि मिशन वास्तव में टिकाऊ बनने वाले हैं, तो उन्हें आवश्यक सामग्रियाँ वहीं बनाने के तरीके चाहिए, जिनमें चिकित्सीय सामग्री भी शामिल है।

यह UC San Diego प्रयास यह नहीं दर्शाता कि अंतरिक्ष यात्री मंगल की ओर जाते हुए एक पूरा फार्मेसी ग्रीनहाउस चलाने लगेंगे। लेकिन यह इस बात में एक सार्थक बदलाव अवश्य दर्शाता है कि मिशन चिकित्सा की कल्पना कैसे की जा रही है। दवाओं को केवल कार्गो मानने के बजाय, शोधकर्ता अब उन्हें ऐसी चीज़ के रूप में देखना शुरू कर रहे हैं जिसे दल एक दिन आवास का हिस्सा बनाकर उगा, पुनः प्राप्त और नवीनीकृत कर सकेंगे।

यह अन्वेषण के अधिक आत्मनिर्भर मॉडल की ओर एक उल्लेखनीय कदम है, और ऐसा कदम जो हर बार मानव अंतरिक्ष उड़ान के घर से और दूर जाने पर अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।

यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.