चूहों को विषयों के रूप में उपयोग करते हुए, हाल के शोध से मूत्र में यूरिया द्वारा संचालित नैनोमशीनों के उपयोग का पता चलता है, जो रेडियोआइसोटोप प्रदान करके ट्यूमर पर उनके हमले को सटीक रूप से निर्देशित करता है – एक संभावित गेम-चेंजर मूत्राशय कैंसर उपचार, जैसा कि प्रतिष्ठित पत्रिका में प्रकाशित हुआ है प्रकृति नैनोटेक्नोलॉजी
जबकि मूत्राशय में सीधे दवा देने वाले वर्तमान उपचार अच्छी जीवित रहने की दर दिखाते हैं, उनकी चिकित्सीय प्रभावकारिता कम रहती है।
ए आशाजनक विकल्प में चिकित्सीय एजेंट प्रदान करने में सक्षम नैनोकणों का उपयोग शामिल है सीधे ट्यूमर पर. विशेष रूप से, नैनोरोबोट्स-नैनोकण जो शरीर के भीतर स्वयं-प्रगति करने की क्षमता से संपन्न हैं-उल्लेखनीय हैं।
अब, अध्ययन से पता चलता है कि कैसे एक शोध दल ने यूरिया-संचालित नैनोरोबोट्स की एक खुराक के माध्यम से चूहों में मूत्राशय के ट्यूमर के आकार को 90% तक सफलतापूर्वक कम कर दिया।
मूत्राशय के कैंसर में नैनोमैचिन्स की क्षमता
ये छोटी नैनोमशीनें सिलिका से बने एक छिद्रपूर्ण गोले से बनी होती हैं। उनकी सतहों में विशिष्ट कार्यों के साथ विभिन्न घटक होते हैं। उनमें से एंजाइम यूरियाज़ है, एक प्रोटीन जो मूत्र में पाए जाने वाले यूरिया के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे नैनोकण खुद को आगे बढ़ाने में सक्षम होता है।
एक अन्य महत्वपूर्ण घटक रेडियोधर्मी आयोडीन है, एक रेडियोआइसोटोप आमतौर पर ट्यूमर के स्थानीय उपचार के लिए उपयोग किया जाता है।
इंस्टीट्यूट फॉर बायोइंजीनियरिंग ऑफ कैटेलोनिया (आईबीईसी) और सीआईसी बायोमागुनी के नेतृत्व में इंस्टीट्यूट फॉर रिसर्च इन बायोमेडिसिन (आईआरबी बार्सिलोना) और ऑटोनॉमस यूनिवर्सिटी ऑफ बार्सिलोना (यूएबी) के सहयोग से किया गया शोध, नवीन मूत्राशय कैंसर उपचार का मार्ग प्रशस्त करता है।
इन प्रगतियों का लक्ष्य है अस्पताल में भर्ती होने की अवधि कम करें, जिससे लागत कम होगी और रोगियों के लिए आराम बढ़ेगा।
“एकल खुराक के साथ, हमने ट्यूमर की मात्रा में 90% की कमी देखी। यह काफी अधिक कुशल है क्योंकि इस प्रकार के ट्यूमर वाले रोगियों को वर्तमान उपचार के साथ आमतौर पर 6 से 14 अस्पताल में नियुक्तियाँ करनी पड़ती हैं।
इस तरह के उपचार दृष्टिकोण से दक्षता बढ़ेगी, अस्पताल में भर्ती होने की अवधि और उपचार की लागत कम होगी,” आईबीईसी में आईसीआरईए शोध प्रोफेसर और अध्ययन के नेता सैमुअल सांचेज़ बताते हैं।
अगला कदम, जो पहले से ही चल रहा है, यह निर्धारित करना है कि क्या ये ट्यूमर उपचार के बाद दोबारा हो जाते हैं।
पिछले शोध में, वैज्ञानिकों ने पुष्टि की थी कि नैनोरोबोट्स की स्व-प्रणोदन क्षमता उन्हें सभी मूत्राशय की दीवारों तक पहुंचने की अनुमति देती है।
यह सुविधा मौजूदा प्रक्रिया की तुलना में फायदेमंद है, जहां मूत्राशय में सीधे उपचार देने के बाद, रोगी को यह सुनिश्चित करने के लिए हर आधे घंटे में स्थिति बदलनी होगी कि दवा सभी दीवारों तक पहुंच जाए।
यह नया अध्ययन न केवल मूत्राशय में नैनोकणों की गतिशीलता को प्रदर्शित करता है बल्कि ट्यूमर में उनके विशिष्ट संचय को भी प्रदर्शित करता है।
यह उपलब्धि चिकित्सा सहित विभिन्न तकनीकों से संभव हुई पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) चूहों की इमेजिंग, साथ ही अध्ययन पूरा होने के बाद निकाले गए ऊतकों की माइक्रोस्कोपी छवियां।
यूरिया का गुप्त हथियार
बाद वाले को आईआरबी बार्सिलोना में इस परियोजना के लिए विशेष रूप से विकसित एक प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी प्रणाली का उपयोग करके कैप्चर किया गया था। सिस्टम मूत्राशय की विभिन्न परतों को स्कैन करता है और 3डी पुनर्निर्माण प्रदान करता है, जिससे पूरे अंग का अवलोकन करना संभव हो जाता है।
“हमने जो नवोन्वेषी ऑप्टिकल सिस्टम विकसित किया है, उसने हमें ट्यूमर से परावर्तित प्रकाश को खत्म करने में सक्षम बनाया है, जिससे हमें अभूतपूर्व रिज़ॉल्यूशन पर बिना पूर्व लेबलिंग के पूरे अंग में नैनोकणों की पहचान करने और उनका पता लगाने की अनुमति मिलती है। हमने देखा कि नैनोरोबोट न केवल ट्यूमर तक पहुंचे लेकिन इसमें प्रवेश भी किया, जिससे रेडियोफार्मास्युटिकल की कार्रवाई में वृद्धि हुई, “आईआरबी बार्सिलोना में एडवांस्ड डिजिटल माइक्रोस्कोपी प्लेटफॉर्म के नेता जूलियन कोलोम्बेली बताते हैं।
यह समझना कि नैनोरोबोट ट्यूमर में क्यों प्रवेश कर सकते हैं, एक चुनौती है। नैनोरोबोट्स में ट्यूमर को पहचानने के लिए विशिष्ट एंटीबॉडी की कमी होती है, और ट्यूमर ऊतक आमतौर पर स्वस्थ ऊतकों की तुलना में अधिक कठोर होता है।
“हालांकि, हमने देखा कि ये नैनोरोबोट स्व-चालित रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से पीएच को स्थानीय रूप से बढ़ाकर ट्यूमर के बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स को तोड़ सकते हैं। इस घटना ने ट्यूमर के अधिक प्रवेश को बढ़ावा दिया और ट्यूमर में अधिमान्य संचय प्राप्त करने में फायदेमंद था,” मेरिटक्सेल बताते हैं सेरा कैसाब्लांकास, अध्ययन के सह-प्रथम लेखक और आईबीईसी शोधकर्ता।
इस प्रकार, वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि नैनोरोबोट यूरोटेलियम से ऐसे टकराते हैं जैसे कि यह एक दीवार हो, लेकिन ट्यूमर में, जो स्पंजी होता है, वे ट्यूमर में घुस जाते हैं और अंदर जमा हो जाते हैं।
एक प्रमुख कारक नैनोबॉट्स की गतिशीलता है, जिससे ट्यूमर तक पहुंचने की संभावना बढ़ जाती है।
इसके अलावा, सीआईसी बायोमागुन के एक शोधकर्ता और अध्ययन के सह-नेता जोर्डी लोप के अनुसार, “रेडियोआइसोटोप ले जाने वाले नैनोरोबोट का स्थानीय प्रशासन प्रतिकूल प्रभाव उत्पन्न करने की संभावना को कम करता है, और ट्यूमर ऊतक में उच्च संचय रेडियोथेराप्यूटिक का पक्ष लेता है।” प्रभाव।”
अध्ययन की सह-प्रथम लेखिका क्रिस्टीना सिमो कहती हैं, “इस अध्ययन के नतीजे चिकित्सीय प्रभाव उत्पन्न करने की अधिक क्षमता वाले अन्य रेडियोआइसोटोप के उपयोग का द्वार खोलते हैं, लेकिन जिनका उपयोग व्यवस्थित रूप से प्रशासित होने पर प्रतिबंधित है।”
मूत्राशय कैंसर के उपचार का लागत-कुशल भविष्य
यह अध्ययन विभिन्न संस्थानों के बीच तीन वर्षों से अधिक के सहयोगात्मक प्रयासों के परिणामों को समेकित करता है। डेटा का एक हिस्सा सांचेज़ के नेतृत्व में IBEC के स्मार्ट नैनो-बायो-डिवाइसेस समूह के दोनों शोधकर्ताओं मेरिटक्सेल सेरा और एना होर्टेलाओ के डॉक्टरेट थीसिस से उपजा है।
इसमें अध्ययन की सह-प्रथम लेखिका क्रिस्टीना सिमो की थीसिस भी शामिल है, जिन्होंने सीआईसी बायोमागुन में जोर्डी लोप के नेतृत्व में रेडियोकैमिस्ट्री और न्यूक्लियर इमेजिंग लैब में अपना प्रीडॉक्टोरल शोध किया था।
बीमारी के पशु मॉडल में यूएबी में एस्तेर जूलियन के समूह की विशेषज्ञता एक अतिरिक्त योगदान है। इसके अलावा, इस परियोजना को यूरोपीय अनुसंधान परिषद (ईआरसी) और “ला कैक्सा” फाउंडेशन से धन प्राप्त हुआ है।
इन नैनोरोबोट्स में अंतर्निहित तकनीक, जिसे सैमुअल सांचेज़ और उनकी टीम सात वर्षों से अधिक समय से विकसित कर रही है, को हाल ही में पेटेंट कराया गया है और यह जनवरी 2023 में स्थापित आईबीईसी और आईसीआरईए के स्पिन-ऑफ, नैनोबॉट्स थेरेप्यूटिक्स की नींव के रूप में कार्य करती है।
सांचेज़ द्वारा स्थापित कंपनी, अनुसंधान और नैदानिक अनुप्रयोग के बीच एक पुल के रूप में कार्य करती है: “इस तकनीक को आगे बढ़ाने के लिए स्पिन-ऑफ के लिए मजबूत फंडिंग सुरक्षित करना महत्वपूर्ण है और, अगर सब कुछ ठीक रहा, तो इसे बाजार और समाज में लाया जाएगा। जून में, नैनोबॉट्स टीएक्स के निर्माण के सिर्फ 5 महीने बाद, हमने फंडिंग के पहले दौर को सफलतापूर्वक पूरा कर लिया, और हम भविष्य को लेकर उत्साहित हैं,” सांचेज़ ने प्रकाश डाला।
नैनोरोबोट्स के साथ काम करने से ऊतकों और ट्यूमर में इन तत्वों को देखने के लिए बायोइमेजिंग तकनीकों में एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक चुनौती सामने आई है।
सामान्य गैर-आक्रामक नैदानिक तकनीकों, जैसे पीईटी, में सूक्ष्म स्तर पर इन बहुत छोटे कणों का पता लगाने के लिए आवश्यक रिज़ॉल्यूशन का अभाव होता है।
इसलिए, आईआरबी बार्सिलोना के वैज्ञानिक माइक्रोस्कोपी प्लेटफ़ॉर्म ने नमूनों को रोशन करने के लिए लेजर प्रकाश की एक शीट का उपयोग करके एक माइक्रोस्कोपी तकनीक का इस्तेमाल किया, जिससे ऊतकों और कणों के साथ बातचीत पर प्रकाश बिखरने के माध्यम से 3 डी छवियों के अधिग्रहण की अनुमति मिलती है।
यह देखने पर कि ट्यूमर स्वयं प्रकाश का कुछ भाग बिखेरता है, जिससे हस्तक्षेप उत्पन्न होता है, वैज्ञानिकों ने ध्रुवीकृत प्रकाश पर आधारित एक नई तकनीक विकसित की जो ट्यूमर के ऊतकों और कोशिकाओं से सभी प्रकीर्णन को रद्द कर देती है।
यह नवाचार आणविक तकनीकों के साथ पूर्व टैगिंग की आवश्यकता के बिना नैनोरोबोट्स के विज़ुअलाइज़ेशन और स्थान को सक्षम बनाता है।
