जीन-संपादित प्रतिरक्षा पेशी उंदरांच्या अभ्यासात शरीराला प्रोटीन कारखाना बनवतात

जैविक औषधे तयार करण्याचा वेगळा मार्ग

Science मध्ये प्रकाशित झालेला एक अभ्यास जैविक उपचार निर्मितीच्या नेहमीच्या मॉडेलसाठी एक लक्षवेधी पर्याय मांडतो: शरीराच्या बाहेर प्रोटिने तयार करून ती वारंवार औषध म्हणून देण्याऐवजी, संशोधक पेशींना अशा प्रकारे संपादित करू इच्छितात की शरीर स्वतः ती प्रोटिने तयार करेल.

रॉकफेलर विद्यापीठातील संशोधकांच्या नेतृत्वाखाली झालेल्या या कामात दिसून आले की थोड्या स्टेम पेशी संपादित केल्याने उंदरांमध्ये अँटिबॉडींचे दीर्घकालीन उत्पादन सुरू होऊ शकते. त्या अँटिबॉडी केवळ टिकाऊच नव्हत्या, तर त्यांना वाढवता देखील येत होते, आणि त्यांनी प्राण्यांना अन्यथा जीवघेण्या इन्फ्लूएंझा संसर्गांपासून संरक्षण दिले. हा निष्कर्ष अजून सुरुवातीच्या संकल्पना-पुराव्याच्या पातळीवर आहे, पण तो वैद्यकशास्त्रातील व्यापक महत्त्वाकांक्षेकडे निर्देश करतो: प्रतिरक्षा प्रणालीला एक प्रोग्राम करता येणारे उत्पादन व्यासपीठ बनवणे.

ही कल्पना संसर्गजन्य रोगांच्या पलीकडेही जाऊ शकते. संशोधकांनी सांगितले की हेच चौकट अखेरीस प्रोटीन कमतरता, चयापचय विकार, ऑटोइम्युनिटी, आणि कर्करोगासाठीच्या उपचारांनाही आधार देऊ शकते.

काही उपचारात्मक प्रोटिने नेहमीच्या पद्धतीने तयार करणे का कठीण आहे

आधुनिक वैद्यकशास्त्र उपचारात्मक प्रोटिनांवर, विशेषतः अँटिबॉडींवर, मोठ्या प्रमाणावर अवलंबून आहे. पण सर्वाधिक प्रभावी उमेदवारांपैकी अनेकांना पारंपरिक पद्धतींनी उपयुक्त पातळीवर तयार करणे आणि टिकवणे कठीण असते. काहींना वारंवार मात्रा द्यावी लागते. काहींना लसीकरणाद्वारे नैसर्गिकरीत्या निर्माण करणे कठीण असते. इतर काही प्रकरणांमध्ये, उत्पादन आणि वितरण मर्यादा ठरतात.

हा अभ्यास विशेषतः दीर्घकाळ चालत आलेल्या प्रतिरक्षा-शास्त्रीय समस्येला हात घालतो. पारंपरिक लसी शरीराला एका अँटिजनच्या संपर्कात आणून आणि बी पेशींना धोका ओळखणाऱ्या अँटिबॉडी विकसित करण्यास प्रवृत्त करून काम करतात. रोगकारक स्थिर लक्ष्ये सादर करत असतील तेव्हा हे मॉडेल प्रभावी ठरू शकते. पण उदाहरणार्थ HIV विशेषतः कठीण आहे, कारण ते शरीराच्या स्वतःच्या ऊतींसारखी दिसणारी साखर-अणुंनी आपली असुरक्षित क्षेत्रे लपवते, ज्यामुळे प्रतिरक्षा प्रणालीसाठी त्यांना लक्ष्य करणे कठीण होते.

व्यापकपणे निष्प्रभ करणाऱ्या अँटिबॉडी ही छुपी व्यवस्था मोडू शकतात, पण त्या दुर्मीळ असतात. संशोधकांच्या मते, अशा अँटिबॉडी केवळ असामान्य पूर्वज पेशींमधून आणि तेही दीर्घ, गुंतागुंतीच्या उत्परिवर्तन प्रक्रियेनंतरच तयार होतात. काळजीपूर्वक आखलेल्या लस धोरणांसहही अनेक लोक कदाचित त्या कधीच तयार करू शकणार नाहीत.

प्रतिरक्षा प्रणालीला थेट प्रोग्राम करणे

नवीन रणनीती त्या अडथळ्याला बायपास करण्याचा प्रयत्न करते. प्रतिरक्षा प्रणालीने स्वतःहून अपेक्षित प्रतिसाद विकसित करण्याची वाट पाहण्याऐवजी, संशोधकांनी स्टेम पेशी संपादित केल्या, जेणेकरून परिणामी प्रतिरक्षा पेशी आवडीची प्रोटिने थेट तयार करतील. उंदरांच्या प्रयोगांमध्ये, त्यात इन्फ्लूएंझापासून संरक्षण देऊ शकणाऱ्या अँटिबॉडींचाही समावेश होता.

संकल्पनात्मक बदल महत्त्वाचा आहे. उद्दिष्ट आता फक्त शरीराला योग्य अँटिबॉडी शोधण्यात मदत करणे इतके मर्यादित नाही. ते तयार करण्याची क्षमता कोड करणे हे उद्दिष्ट आहे.

रिसर्च असिस्टंट प्रोफेसर हॅराल्ड हार्टवेगर यांनी हा हेतू एकाच इंजेक्शनने कायमस्वरूपी जीनोमिक बदल करून शरीराला निवडलेले प्रोटीन सातत्याने तयार करता येईल, असा वर्णन केला. तत्त्वतः, ते प्रोटीन HIV किंवा इन्फ्लूएंझाविरुद्ध व्यापक संरक्षण देणारी अँटिबॉडी असू शकते, पण हे व्यासपीठ फक्त संसर्गजन्य रोगांपुरते मर्यादित म्हणून मांडलेले नाही.

उंदरांचे निष्कर्ष काय दाखवतात

अभ्यासात, तुलनेने कमी संख्येतील स्टेम पेशी संपादित करणे दीर्घकालीन अँटिबॉडी उत्पादनासाठी पुरेसे होते. त्या प्रतिसादाला वाढवता देखील आले, यावरून अभियांत्रिक प्रणाली स्थिर आउटपुट यंत्रणेसारखी न वागता उपयुक्त प्रतिरक्षात्मक कार्यक्षमता राखून होती, हे दिसते. सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, प्राण्यांमध्ये तयार झालेल्या अँटिबॉडींनी उंदरांना जीवघेण्या इन्फ्लूएंझा आव्हानापासून वाचवले.

टिकाऊपणा, वाढवता येण्याची क्षमता, आणि संरक्षण यांचे हे संयोजनच या कामाला उल्लेखनीय बनवते. सुरुवातीच्या टप्प्यातील अनेक जैववैद्यकीय संकल्पना अपेक्षित रेणूची अभिव्यक्ती दाखवू शकतात. कमी संकल्पना वेळेनुसार तो रेणू कार्यक्षम राहतो आणि रोग मॉडेलमध्ये जगण्याशी जोडला जातो, हे दाखवू शकतात.

तरीही, हे निष्कर्ष प्री-क्लिनिकलच आहेत. दिलेले अभ्यास-वर्णन उंदरांमधील संकल्पना-पुराव्याला आधार देते, मानव उपचारांसाठी तत्परतेला नाही.

हे कुठे सर्वाधिक महत्त्वाचे ठरू शकते

सरळ लस-रचनेला विरोध करणाऱ्या रोगकारकांसाठी तातडीचे आकर्षण स्पष्ट आहे. जर प्रतिरक्षा प्रणालीला कठीण-प्रेरणीय अँटिबॉडी सतत तयार करण्यास सांगता आले, तर संसर्गजन्य रोग प्रतिबंधातील काही मोठे अडथळे वेगळे दिसू लागतील.

पण मोठे महत्त्व व्यासपीठाच्या तर्कात असू शकते. अनेक गंभीर आजारांमध्ये शरीराकडे नसलेली, चुकीने नियंत्रित होणारी, किंवा पुरेशा स्वरूपात न तयार होणारी प्रोटिने असतात. दीर्घकालीन शरीरांतर्गत उत्पादन शक्य करणारी प्रणाली काही दिशांना उघडते:

• कठीण संसर्गजन्य रोगांविरुद्ध संरक्षक अँटिबॉडी.
• अनुवंशिक विकारांमध्ये नसलेल्या किंवा कमी असलेल्या प्रोटिनांची भरपाई.
• चयापचय रोगासाठी उपचारात्मक प्रोटीन वितरण.
• ऑटोइम्युनिटी आणि कर्करोगासाठी नवीन प्रतिरक्षा-आधारित दृष्टिकोन.

या शक्यता अजूनही भविष्याभिमुख आहेत, पण त्या संशोधकांच्या व्यासपीठ मांडणीमधून थेट येतात. प्रतिरक्षा प्रणालीला केवळ संरक्षण जाळे म्हणून नव्हे, तर टिकाऊ उत्पादन प्रणाली म्हणूनही मांडले जात आहे.

अजून काय सोडवायचे आहे

कायमस्वरूपी परिणाम साधणाऱ्या जीन-संपादन रणनीती कायमस्वरूपी प्रश्नही घेऊन येतात. सुरक्षा, नियंत्रण, उत्पादन, वितरण, टिकाऊपणा, आणि ऑफ-टार्गेट परिणाम, हे सर्व या दृष्टिकोनाने क्लिनिकल वापराकडे वाटचाल केल्यास महत्त्वाचे ठरतील. व्यासपीठ जितके अधिक महत्त्वाकांक्षी होईल, तितके हे बंधन अधिक महत्त्वाचे ठरतील.

एक मूलभूत अनुवादात्मक अडथळा देखील आहे. उंदरांच्या संरक्षणात्मक डेटामुळे शक्यता सिद्ध होऊ शकते, पण प्राणी मॉडेलमध्ये काम करणारी प्रतिरक्षा अभियांत्रिकी मनुष्यात खूप कठीण मार्गाला सामोरी जाते. दीर्घकालीन अभिव्यक्ती ही ताकद असू शकते, पण ती अचूकता आणि पूर्वानुमेयतेची जोखीमही वाढवते.

आणखी एक आव्हान म्हणजे व्याप्ती. सिद्धांततः अनेक वेगवेगळी प्रोटिने तयार करू शकणारे व्यासपीठ, ते अनेक ऊती, रोग, आणि रुग्णसमूहांमध्ये ते सुरक्षितपणे करू शकणाऱ्या व्यासपीठासारखे नसते. अंतर्भूत अभियांत्रिकी पद्धत समान असली, तरी प्रत्येक लक्ष्य प्रोटीन स्वतःची मात्रा आणि नियामक गुंतागुंत आणू शकते.

अर्थपूर्ण संकल्पना-पुरावा

या सावधगिरी असूनही, हा अभ्यास वेगळा ठरतो कारण तो प्रतिरक्षा अभियांत्रिकी काय असू शकते हे पुन्हा परिभाषित करतो. केवळ प्रतिरक्षा ओळख वाढवणे किंवा वळवणे यापुरते मर्यादित न राहता, तो सुचवतो की प्रतिरक्षा प्रणाली स्वतः अंगभूत उपचारात्मक उत्पादनरेषा बनू शकते. ही एक अधिक व्यापक आणि कदाचित अधिक टिकाऊ कल्पना आहे.

सध्या मुख्य यश म्हणजे प्रयोगात्मक पुराव्याने समर्थित संकल्पनात्मक स्पष्टता: मर्यादित स्टेम पेशी संपादित करा, दीर्घकालीन अँटिबॉडी उत्पादन निर्माण करा, आणि उंदरांमध्ये कार्यक्षम संरक्षण दाखवा. कोणतीही क्लिनिकल रूपांतरण प्रक्रिया स्थापन होण्यापूर्वीच हे काम महत्त्वपूर्ण ठरण्यासाठी ते पुरेसे आहे.

नंतरच्या अभ्यासांनी सुरक्षितता राखून ही पद्धत संकल्पना-पुराव्यापलीकडे नेऊ शकली, तर वैद्यकशास्त्राला उपचारांच्या एका नव्या वर्गाचे व्यासपीठ मिळू शकते, जिथे शरीर जैविक औषधे फक्त स्वीकारत नाही, तर आतून सतत त्यांचे उत्पादन करते.

हा लेख Medical Xpress च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.