હૈદરાબાદ: નેનો લેટર્સ નામની જર્નલમાં 17 જૂન, 2020 ના રોજ પ્રસિદ્ધ થયેલી માહિતી પ્રમાણે માણસના ફેફસાના કોષ પટલમાં અને માનવના રોગપ્રતિકારક કોષ પટલમાં ભરાયેલા નેનોપાર્ટીકલ્સ SARS-CoV-2 વાયરસને આકર્ષિત કરીને તેને બેઅસર બનાવવા માટે સક્ષમ છે. તેના પરીણામે વાયરસ હોસ્ટ સેલને હાઇજેક કરવાની અને પ્રજનન કરવાની ક્ષમતા ગુમાવે છે. આ ‘નેનોસ્પોન્જીસને યુનિવર્સીટી ઓફ કેલીફોર્નીયા સન ડીએગોના એન્જીનીયર્સે તૈયાર કર્યા છે અને બોસ્ટન યુનિવર્સીટીન સંશોધકોએ તેનું પરીક્ષણ કર્યુ છે.’
યુનિવર્સીટી ઓફ કેલીફોર્નીયા સન ડીએગોના સંશોઘકો તેમના નેનો-સ્કેલ પાર્ટીકલને ‘નેનોસ્પોન્જીસ’ એટલા માટે કહે છે કારણ કે તે હાનિકારક પેથજીન્સ અને ટોક્સીન્સને ચુસી લે છે.
લેબોરેટરીમાં થયેલા પ્રયોગમાં ફેફસાના કોષો અને રોગ પ્રતિકારક ક્ષમતાના કોષો બંન્નેમાં રહેલા નેનોસ્પોન્જીસ SARS-CoV-2 વાયરસની 90% વાયરલ ઇન્ફેક્ટીવીટીને ઓછી કરે છે. આ અસર તેને આપવામાં આવતા ડોઝ અને તેની માત્રા પર આધારીત છે. ‘વાઇરલ ઇન્ફેક્ટીવીટી’ એટલે એક વાયરસની હોસ્ટ સેલમાં પ્રવેશ કરીને તેના સ્ત્રોતનુ શોષણ કરવાની અને પ્રજનન થકી અન્ય નવા ચેપી વાયરસ કણો પેદા કરવાની ક્ષમતા.
વાયરસને નિશાન બનાવવાની જગ્યાએ આ નેનોસ્પોન્જીસ વાયરસ દ્વારા હુમલો કરાયેલા તંદુરસ્ત કોષોને સુરક્ષિત રાખવા માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યા છે. યુસી સન ડીઆગો જેકોબ્સ સ્કુલ ઓફ એન્જીનીયરીંગના નેનોઇન્જીનીયરીંગના પ્રોફેસર, લીયાંગફંગ ઝાંગ એ જણાવ્યુ હતુ કે, “પરંપરાગત રીતે, ડ્રગેબલ ટાર્ગેટને શોધવા માટે ડ્રગ ડેવલપર્સ પેથજીનની ખુબ જ ઉંડાણપૂર્વકની માહિતી મેળવવાની કોશીષ કરે છે. અમારો અભિગમ ખુબ જુદો છે. ટાર્ગેટ સેલ કયા છે તે જાણવાની અમે કોશીષ કરીએ છીએ. ત્યારબાદ બાયોમીમીટીક ડીકોઇઝ તૈયાર કરીને અમે ટાર્ગેટનુ રક્ષણ કરવાનું ધ્યેય રાખીએ છીએ.”
તેની લેબોરેટરીએ લગભગ એક દશક પહેલા આ બાયોમીમીટીક નેનોસ્પોન્જ પ્લેટફોર્મ તૈયાર કર્યુ હતુ અને ત્યારથી તેઓ વિશાળ એપ્લીકેશન માટે તેને તૈયાર કરી રહ્યુ છે. તેમણે જણાવ્યુ હતુ કે જ્યારે નોવેલ કોરોના વાયરસ ફાટી નીકળ્યો ત્યારે કોરોના વાયરસ સામે લડવા માટે નેનોસ્પોન્જનો ઉપયોગ કરવાનો આઇડિયા તેમને તુરન્ત આવ્યો હતો.
સેલ કલ્ચરમાં વાયરસને બેઅસર કરવા વિશેના પ્રોત્સાહક ડેટા ઉપરાંત સંશોધકોએ નોંધ્યુ હતુ કે, મેક્રોફેજના બહારના પટલના ટુકડાઓથી ભરેલા નેનોસ્પોન્જના અન્ય કેટલાક ફાયદાઓ પણ થઈ શકે છે. જેમ કે ઇનફ્લેમેટરી સાયટોનિક પ્રોટીનને ભીંજવવાનું કામ કરે છે કે જે Covid-19ના કેટલાક જોખમી પાસાઓમાં ફસાયેલા છે અને જે ઇન્ફેક્શનના પ્રતિભાવ તરીકે કામ કરે છે.
Covid-19ના નેનોસ્પોન્જને બનાવવા અને તેનું ટેસ્ટીંગ કરવાની પ્રક્રીયા
દરેક Covid-19 નેનોસ્પોન્જ (એક નેનોસ્પોન્જ કે જે માણસના માથાના વાળની પહોળાઈ કરતા હજારગણો નાનો) લંગ એપીથીલીયલ ટાઇપ -2 સેલ અથવા મેક્રોફેજ કોષોમાંથી કાઢવામાં આવેલા કોષ પટલમાં રહેલા કોર કોટેડ પોલીમરનો બનેલો હોય છે. આ પટલ સ્પોન્જીસને એ જ પ્રોટીનથી કવર કરે છે કે જે સેલની તેઓ છબી બનાવે છે અને સ્વાભાવિક રીતે SARS-CoV-2 શરીરમાં દાખલ થવા માટે જે કોષોનો ઉપયોગ કરે છે તેનો સમાવેશ કરે છે.
સંશોધકોએ નોવેલ કોરોના વાયરસના ટેસ્ટ સામેના ઉપાયમાં કેટલાક અલગ અલગ નેનોસ્પોન્જીસનુ એક ક્લસ્ટર તૈયાર કર્યુ છે. SARS-CoV-2ની ઇન્ફેક્ટીવીટીને ધટાડવાની નેનોસ્પોન્જની ક્ષમતાને ચકાસવા માટે યુસી સન ડીઆગોના સંશોધકો બોસ્ટન યુનિવર્સીટીઝ નેશનલની ટીમ પાસે પહોંચ્યા હતા.
નવા સામે આવી રહેલા રોગોની લેબોરેટરી (NEIDL) સ્વતંત્ર ટેસ્ટ તરફ આગળ વધશે. આ BSL-4 લેબ કે જેમાં સંશોધનની સુવિધાઓ માટે બાયોસેફ્ટી લેવલ ખુબ જ ઉચ્ચ પ્રકારનું રાખવામાં આવ્યુ છે તેમાં બોસ્ટન યુનિવર્સીટી સ્કુલ ઓફ મેડીસીનના માઇક્રોબાયોલોજીના એસોસીએટ પ્રોફેસર એન્થોની ગ્રીફિથ્સની આગેવાનીમાં સંશોધકોએ SARS-CoV-2ની સંક્રમણ ફેલાવવાની ક્ષમતાને ઘટાડતા દરેક નેનોસ્પોન્જની ક્ષમતાનુ પરીક્ષણ કર્યુ, આ એ જ સ્ટ્રેઇન્સ હતા કે જેમને Covid-19ની થેરાપ્યુટીક કે વેક્સીન રીસર્ચ માટેના ટેસ્ટ માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.
એક મીલિમીટરે પાંચ મીલીગ્રામનું જુથ ફેફસાના કોષ પટલમાં રહેલા સ્પોન્જ SARS-CoV-2ની વાયરલ ઇન્ફેક્ટીવીટીની 93% અસરને અવરોધે છે. મેક્રોફેજમાં ભરાયેલા સ્પોન્જ SARS-CoV-2ની 88% ઇન્ફેક્ટીવીટીને રોકે છે. વાયરસ ઇનફેક્ટીવીટી એટલે કે વાયરસની હોસ્ટ સેલમાં પ્રવેશીને તેના સ્ત્રોતનુ શોષણ કર્યા બાદ તેની નકલ કરીને અન્ય ચેપી વાયરલ પાર્ટીકલ્સને તૈયાર કરવાની ક્ષમતા.
બોસ્ટન યુનિવર્સીટીના નેશનલ ઈમર્જીંગ ઇન્ફેક્શીયસ ડીસીઝ લેબોરેટરીઝ (NEIDL)ના માઇક્રોબાયોલોજી વિભાગના રીસર્ચ એસોસીએટ પ્રોફેસર અને આ અભ્યાસના કો-ફર્સ્ટ ઓથર, અન્ના હોંકોએ જણાવ્યુ હતુ કે, “ઇમ્યુનોલોજીસ્ટ અને વાયરોલોજીસ્ટના દૃષ્ટિકોણથી, કોઈપણ પ્રકારના વાયરસ સામે લડવાની ક્ષમતા ધરાવતો હોવાથી નેનોસ્પોન્જ પ્લેટફોર્મને મજબૂત એન્ટીવાયરલ માની શકાય છે. તેનો મતલબ એ થાય છે કે કોઈ દવા કે એન્ટીબોડી કે જે SARS-CoV-2ના ઇન્ફેક્શન કે રેપ્લીકેશન ને અવરોધે છે તેનાથી તદ્દન વિરૂદ્ધ રીતે કોષ પટલ પર ચોંટેલા નેનોસ્પોન્જ વધુ સાકલ્યવાદી રીતે કામ કરે છે અને વાયરલ ચેપી રોગ પર વિસ્તૃત રીતે હુમલો કરે છે. શરૂઆતમાં હું આશાવાદી હતો પરંતુ મને શંકા હતી કે તે કાર્ય કરશે કે કેમ પરંતુ ત્યાર બાદ મેં પરીણામો જોયા અને હું રોમાંચીત થઈ ગયો કે તે કેવી રીતે રોગનિવારણ કરવા માટે સંપુર્ણ રીતે કામ કરી શકે છે.”
યુસી સન ડીએગોના સંશોધકો અને સહયોગીઓએ ત્યારબાદના થોડા મહિનાઓ સુધી પ્રાણીઓના મોડેલ પર નેનોસ્પોન્જીસની અસરનું મુલ્યાંકન કરશે. આ પહેલા યુસી સન ડીઆગોની ટીમે ઉંદરના શ્વસનમાર્ગ અને ફેફસાની ટુંકાગાળાની સુરક્ષા બતાવી હતી. જ્યારે Covid-19ના નેનોસ્પોન્જને માણસમાં તપાસવામાં આવશે તે અલગ અલગ પાસાઓ પર આધારીત છે પરંતુ સંશોધકો બની શકે તેટલી ઝડપથી કામ કરી રહ્યા છે.
ઝીયાંગે જણાવ્યુ હતુ કે, “અમારા અભિગમની અન્ય એક રસપ્રદ બાજુ એ છી કે, SARS-CoV-2 પરીવર્તન પામે છે, જ્યાં સુધી જે સેલની આપણે નકલ કરી રહ્યા છીએ તે સેલ પર વાયરસ હુમલો કરી શકે છે, ત્યારે આપણો નેનોસ્પોન્જનો અપ્રોચ કામ કરવો જોઈએ. હું ચોક્કસપણે ન કહી શકુ કે હાલમાં તૈયાર થઈ રહેલી રસી કે થેરાપી માટે આમ કહી શકાય કે કેમ.”
સંશોધકો આશા રાખી રહ્યા છે, કોઈપણ નવા કોરોના વાયરસ અથવા શ્વસનતંત્રને લગતી આગામી મહામારી સહીત અન્ય કોઈ પણ શ્વસનને લગતા વાયરસને માત આપવામાં આ નેનોસ્પોન્જ મદદરૂપ થશે.
ફેફસાના બાહ્ય પટલના કોષ અને રોગપ્રતિકારક ક્ષમતાના કોષોની નકલ કરવી
નોવેલ કોરોના વાયરસ સંક્રમણના પ્રથમ પગલા તરીકે ફેફસાના બાહ્ય પટલના કોષોને ચેપગ્રસ્ત કરે છે તેથી ઝુઆંગ અને તેના સહયોગીઓએ કહ્યુ હતુ કે નેનોપાર્ટીકલને ફેફસાના બાહ્ય પટલના કોષોના ટુકડાઓમાં મુકવાથી જાણી શકાશે કે શુ ફેફસાના કોષોના બદલે વાયરસને તેમાં લપસાવવાની તરકીબ કામ લાગી શકે છે કે કેમ.
માઇક્રોફેજ કે જે સફેદ રક્તકણો હોય છે તે પણ ઇન્ફ્લેમેશનમાં મોટી ભૂમીકા ભજવે છે અને તે પણ Covid-19ની બીમારી વખતે ખુબ જ સક્રીય હોય છે તેથી ઝાંગ અને તેના સહયોગીઓએ માઇક્રોફેજના બાહ્યપટલમાં પણ બીજા સ્પોન્જ મુક્યા હતા.
સંશોધનકારોની ટીમ એ અભ્યાસ કરવાનુ આયોજન પણ કરી રહી છે કે શું માઇક્રોફેજ સ્પોન્જ Covid-19ના દર્દીમાં સાયટોકીન તોફાન લાવવા પણ સક્ષમ છે કે કેમ
ઝાંગે કહ્યુ હતુ કે, “અમે ચકાસવા માગીએ છીએ કે માઇક્રોફેઝ નેનોસ્પોન્જીસ મોટા પ્રમાણમાં સાયટોકીન્સને બેઅસર કરી શકે છે અને સાથે વાયરસને પણ બેઅસર કરી શકે છે કે કેમ”
માઇક્રોફેઝના કોષોના ટુકડાઓનો ઉપયોગ કરીને થેરાપીસ્ટ માઇક્રોફેજ નેનોસ્પોન્જની જાતી તૈયાર કરી શકે છે.
પ્રોસીડીંગ્સ ઓફ ધ નેશનલ એકેડમી ઓફ સાયન્સીઝમાં 2017માં પ્રસીદ્ધ થયેલા એક અભ્યાસમાં ઝાંગ અને યુસી સન ડીઆગો ખાતેના તેની ટીમના અન્ય સંશોધકોએ જણાવ્યુ હતુ કે, ઉંદરના લોહીની વાહિનીઓમાં માઇક્રોફેઝ નેનોસ્પોન્જ એન્ડોટોક્સીન અને પ્રો-ઇન્ફ્લેમેટરી સાયટોકીન્સ બંન્નેને એક સાથે બેઅસર બનાવી શકે છે.
સીલીક્સ થેરાપ્યુટીક્સ નામથી જાણીતી ઝાંગના સહયોગથી સ્થાપવામાં આવેલી સન ડીઆગો બાયોટેક્નોલોજી કંપની આ પ્રકારના સાઇક્રોફેજ નેનોસ્પોન્જના કામને ક્લીનીકમાં ભાષાંતર કરવાનું કામ કરે છે.
Covid-19ની સંભવિત થેરાપી
ઝાંગે ચેતવણી આપી હતી કે વૈજ્ઞાનિકો જાણી શકે કે માણસોમાં વાયરસના પ્રકોપ સામે આ એક અસરકારક અને સુરક્ષીત થેપારી હશે કે કેમ તે પહેલા Covid-19 નેનોસ્પોન્જ પ્લેટફોર્મનું એક નોંધપાત્ર ટેસ્ટીંગ થવુ જરૂરી છે. પરંતુ જો સ્પોન્જીસ ક્લીનીકલ ટ્રાયલના તબક્કા સુધી પહોંચે છે તો ત્યારબાદ આ થેરાપીને તેના અંતીમ પરીણામ સુધી પહોંચાડવાના અનેક સંભવિત માર્ગો હોઈ શકે છે જેમ કે, ફેફસામાં કે ઇન્ટ્યુબેટેડ દર્દીમાં સીધી ડીલીવરી, અસ્થમાના દર્દીમાં થતી હોય છે તેવી રીતે ઇનહીલર વાટે થેરાપી આપવી, દર્દીની નસ વાટે થેરાપી આપવી અને ખાસ કરીને સાયટોકીનની મુશ્કેલી ધરાવતા દર્દીઓની સારવાર કરવી.
નેનોસ્પોન્જનો થેરાપુટીક ડોઝ ફેફસામાં ફેફસામાં ખરબો નેનોસ્પોન્જનુ પુર લાવી શકે છે જે તંદુરસ્ત કોષોથી વાયરસને દુર રાખવામાં સક્ષમ છે. ઝાંગે જણાવ્યુ હતુ કે, “એક વખત વાયરસ સ્પોન્જ સાથે સંપર્કમાં આવે છે કે તરત જ વાયરસ તેની ક્ષમતા ગુમાવે છે અને ત્યારબાદ તે ચેપી રહેતો નથી. ત્યારબાદ તેને આપણા પોતાના રોગપ્રતિકારક કોષો તેને પોતાની તરફ લેશે અને તેનું પાચન કરશે.”
આ ઉપરાંત ઝાંગે ઉમેર્યુ હતુ કે, “હું આ નેનોસ્પોન્જના માધ્યમથી રોગની પ્રવેન્ટીવ સારવાર થઈ શકે તેવી સંભાવનાઓ પણ જોઉ છું. રોગના નિવારણ માટે આ નેનોસેપોન્જની થેરાપી અગાઉથી પણ આપી શકાય છે કારણ કે એક વાર નેનોસ્પોન્જને ફેફસામાં પ્રવેશ આપવામાં આવે ત્યાર બાદ તે કેટલાક સમય સુધી ફેફસામાં જ રહી શકે છે. અને જો વાયરસ શરીરમાં પ્રવેશ કરે અને નેનોસ્પોન્જ પહેલેથી જ ત્યાં રહેલા હોય તો વાયરસને તુરન્ત બ્લોક કરી શકાય છે.”
નેનોસ્પોન્જની વધતી ગતી
યુસી સન ડીઆગો સ્થીત ઝાંગની લેબમાં એક દશક પહેલા જ સૌપ્રથમ વાર કોષપટલમાં રહેતા નેનોપાર્ટીકલ્સને તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા. પહેલી વાર આ નેનોસ્પોન્જને રક્તકણોના પટલ પર મુકવામાં આવ્યા હતા. આ નેનોપાર્ટીકલને બેક્ટેરીયલ ન્યુમોનીયાની સારવાર માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યા છે અને તેને ઝાંગના સહકારથી ઉભા કરવામાં આવેલા સન ડીઆગો ખાતેના સેટઅપ, સીલીક્સ થેરાપ્યુટીસમાં દરેક પ્રકારની પ્રી-ક્લીનીકલ ટેસ્ટીંગમાંથી પસાર કરવામાં આવ્યુ હતુ. હાલમાં આ કંપની FDAને ઇન્વેસ્ટીકેશનલ ન્યુ ડ્રગ (IND) ની અરજી સબમીટ કરવાની તૈયારી કરી રહી છે. આ એક લાલ રક્તકણોના નેનોસ્પોન્જીસ વડે મીથિલીસીન-રેઝીસ્ટન્ટ સ્ટેફાયલોકોક્સ એયુરસ (MSRA) ની સારવાર માટેની ફોર્મ્યુલા છે. આ કંપની અંદાજો લગાવી રહી છે કે આગામી વર્ષે પ્રથમ દર્દીને ક્લીનીકલ ટ્રાયલનો પ્રથમ ડોઝ આપવામાં આવી શકે છે.
યુસી સન ડીઆગોના સંશોધકોએ એ પણ નોંધ્યુ છે કે નેનોસ્પોન્જીસ જખમ પર ડ્રગ પહોંચાડવાનું કામ કરી શકે છે, બેક્ટેરીયલ ટોક્સીનને દુર કરીને સેપ્સીસ થતુ રોકી શકે છે તેમજ માણસના T સેલને HIV સંક્રમીત કરે તે પહેલા તેને અટકાવી શકે છે.
દરેક નેનોસ્પોન્જનું પ્રાથમીક માળખુ એકસમાન હોય છે: એક બાયોડીગ્રેડેબલ, FDA દ્વારા માન્યતા પ્રાપ્ત પોલીમર કોરને એક ખાસ પ્રકારના કોષ પટલમાં કોટ કરેલુ હોય છે જેથી તેને લાલ રક્તકણો કે ઇમ્યુન T સેલ અથવા પ્લેટલેટ સેલ તરીકે અલગ તારવી શકાય. નેનોસ્પોન્જીસનું ક્લોકીંગ ઇમ્યુન સીસ્ટમને કણોને આક્રમણકારો તરીકે જોવા અને તેમના પણ હુમલો કરવાથી રોકે છે.
ઝાંગે જણાવ્યુ હતુ કે, “હું કોષ પટલ પર રહેલા ટુકડાઓને સક્રીય ઘટકો તરીકે જોઉ છું. દવાના વિકાસ તરફ જોવાની આ એક અલગ રીત છે. Covid-19ની વાત કરીએ તો, હું આશા રાખુ છુ કે અન્ય ટીમ પણ બની શકે તેટલુ જલ્દી સુરક્ષીત અને અસરકારક થેરાપી અને રસી લઈને આવશે તો બીજી તરફ વિશ્વના લોકો આ રોગના ઉકેલ માટે અમારા પર વિશ્વાસ રાખી રહ્યા હોય એ જ રીતે કામ કરવાનું આયોજન કરી કહ્યા છીએ ”
