कर्करोगाच्या पेशींपर्यंत औषध पोहोचवण्यासाठी आयआयटी मुंबई येथील संशोधकांनी प्रथिने असलेला वाहक तयार केला आहे.
केवळ कर्करोगाच्या पेशी मराव्यात आणि निरोगी उतींची कमीतकमी हानी व्हावी म्हणून कर्करोगविरोधी औषधाची अचूक मात्रा शरीरात सोडणे ही कर्करोगावर उपचार करण्याची परिणामकारक पद्धत आहे. ठराविक पेशींपर्यंत आणि नियंत्रित पद्धतीने कर्करोगविरोधी औषधाचा प्रयोग करता यावा यासाठी शास्त्रज्ञांचे प्रयत्न चालू आहेत. नुकत्याच प्रसिद्ध झालेल्या शोधनिबंधानुसार भारतीय तंत्रज्ञान संस्था, मुंबई येथील संशोधकांनी गायीच्या सीरमपासून (रक्तद्रव्यापासून ) तयार होणाऱ्या प्रथिनाचा वापर सलाईन द्रव्यात केला. या रक्तद्रव्याला बोव्हाईन सीरम अल्बुमिन (बीएसए) असे म्हणतात. या रक्तद्रव्यापासून तयार झालेले हायड्रोजेल औषधाचा वाहक म्हणून काम करते.
हायड्रोजेल हा पदार्थ जेलीसारखा असून तो बहुधा द्रव स्वरूपात असतो. त्याचे गुणधर्म मात्र घनपदार्थांसारखे असतात. पाण्यात विखुरलेल्या कृत्रिम किंवा नैसर्गिक बहुवारिकांच्या (पॉलिमर्स) जालापासून तो बनलेला असतो. कोणत्याही घन पदार्थाप्रमाणे स्थिर अवस्थेत असताना (म्हणजे हलवला नसता) या बहुवारिकांचा आकार बदलत नाही. त्यासाठी बहुवारिकांचे रेणू एकमेकांना जोडून तयार झालेली घन पदार्थासारखी रचना कारणीभूत असते. प्रथिनांसारख्या नैसर्गिक बहुवारिकांपासून तयार केलेले हायड्रोजेल औषधांमध्ये वापरले जाते. हे हायड्रोजेल जैविकदृष्ट्या अनुरूप असून वापरानंतर ते नैसर्गिकरित्या शरीराबाहेर टाकता येते. औषधांमध्ये, उतींशी संबंधित प्रक्रिया करताना, संवेदकांमध्ये तसेच कृत्रिम अवयव तयार करताना, अंतर्गत मापन करताना, अशा विविध ठिकाणी ते वापरता येते.
“कर्करोगावरील उपचार पद्धतीत आतापर्यंत विशेष प्रगती झालेली आहे. मात्र अजूनही अनेक आव्हाने समोर आहेत. त्या आव्हानांना तोंड देण्यासाठी नवीन प्रणाली आणि धोरणे आखण्याची नितांत आवश्यकता आहे. त्यादृष्टीने हायड्रोजेल्स कार्यक्षम ठरतात,” असे शोधप्रकल्पाचे प्रमुख आणि आयआयटी मुंबई येथील प्राध्यापक चेबरोलू पुल्ला राव म्हणतात.
हा शोधनिबंध एसीएस सस्टेनेबल केमिस्ट्री अँड इंजिनीरिंग या नियतकालिकात प्रसिद्ध झाला. या शोधनिबंधाद्वारे संशोधकांनी सलाईनमधील बीएसएचे रेणू एपिक्लोरोहायड्रिन या परस्पर संबंध कारकाच्या मदतीने एकत्र करण्याचा प्रयत्न केला. त्यामुळे तयार झालेला परस्पर दुवा पॉलिमरच्या विविध साखळ्यांना एकत्र जोडतो आणि जेलसारखी रचना तयार करण्यास मदत करतो. त्यातून तयार झालेले हायड्रोजेल हे मोठ्या प्रमाणात सच्छिद्र असून एखाद्या कॅप्सूलप्रमाणे औषध वाहून नेते. हायड्रोजेल तयार करताना वापरण्यात येणाऱ्या बीएसएची तीव्रता कमीजास्त करून छिद्रांचा आकार कमीजास्त करता येतो हे देखील संशोधकांनी दाखवून दिले.
दाबामुळे किंवा हालचालीमुळे, उदाहरणार्थ- इंजेक्शनच्या सुईमधून जात असताना किंवा शरीरात उद्भवणाऱ्या ताणामुळे, बहुतेक जेलचे रूपांतर द्रवपदार्थात होते. मात्र संशोधकांनी तयार केलेल्या बीएसए हायड्रोजेलची जेलसारखी रचना इंजेक्शनच्या सुईमधून जाताना देखील जराही बदलली नाही. प्रत्यक्ष उपचारात वापरण्याच्या दृष्टीने हा गुणधर्म आवश्यक आहे. औषध वाहून नेण्यासाठी हायड्रोजेलचा उपयोग व्हायला हवा असेल तर रुग्णाच्या शरीरात प्रवेश केल्यानंतरही जेलचा आकार किंवा एकसंधता तशीच राहायला हवी. भौतिक हानी झाल्यावरही बीएसए जेल पुन्हा पूर्वस्थितीत येऊ शकते. तसेच स्वतःच्या वजनापेक्षा ३०० पट अधिक वजनाचा दाब सहन करू शकतात. या गुणधर्मांमुळे हे जेल औषधे वाहून नेण्यासाठी विश्वसनीय ठरते.
त्यानंतर संशोधकांनी हायड्रोजेल किती वेगाने कर्करोगविरोधी औषध सोडते ते मोजले. त्यासाठी दर ठराविक वेळानंतर किती औषध सोडले गेले आहे ते मोजले. १२० तासांनंतरदेखील औषध सोडले जात आहे असे त्यांच्या लक्षात आले. किमोथेरपी यशस्वीरित्या घडून येण्यासाठी अशाच प्रकारे संथ आणि सतत औषध सोडण्याची गरज असते. पेशीत एकदम औषध सोडणे धोकादायक ठरते. आम्लतेच्या विविध पातळ्यांसाठी किती वेगाने औषध सोडले जाते हेदेखील त्यांनी तपासले. त्यांना असे आढळून आले की औषध संथ वेगाने सतत सोडले जात आहे. कर्करोगाच्या पेशींइतक्या आम्लतेच्या पातळीसाठी हा वेग सर्वाधिक असल्याचेही लक्षात आले. “हायड्रोजेल मधून औषध सोडले जाणे हे आम्लतेच्या पातळीनुसार कमीजास्त होताना दिसते. हे नकळत मिळालेले वरदानच म्हणायला हवे कारण कर्करोगाच्या पेशींचा पीएच (pH) देखील आम्लतेकडे झुकणारा असतो.” प्राध्यापक राव सांगतात. शिवाय बीएसए हायड्रोजेल हे विघटनशील असते. माणसाच्या लहान आतड्यात तयार होणारे ट्रिप्सीन नावाचे विकर बीएसएचे विघटन करू शकते.
संशोधकांनी प्रयोगशाळेत कृत्रिमरित्या कर्करोगाच्या पेशी तयार करून हायड्रोजेलची औषधे वाहून नेण्याची आणि इच्छित स्थळी औषध पोहोचवण्याची कार्यक्षमता तपासून पाहिली. त्यांनी औषध असलेले हायड्रोजेल २४ तास संवर्धन माध्यमात बुडवून ठेवले आणि औषधे त्या माध्यमात मिसळू दिली. त्यानंतर हे माध्यम वापरून कर्करोगाच्या पेशींवर उपचार केले. ७०-८०% कर्करोगाच्या पेशी मेल्या असे त्यांना आढळून आले. यावरून बीएसए हायड्रोजेल कर्करोगविरोधी औषधांचा वाहक होऊ शकते हे सिद्ध झाले. ज्या जेलमध्ये कोणतेही औषध मिसळलेले नव्हते ते निरुपद्रवी होते आणि त्याने कोणत्याही पेशी मारल्या गेल्या नाहीत.
प्रस्तावित बीएसए हायड्रोजेल हे बहुपैलू असून कर्करोगाव्यतिरिक्त इतरही रोगांवर उपचार करण्यासाठी वापरता येते. “या हायड्रोजेल्सचे इतरही अनेक उपयोग असू शकतात. त्यावर अजून संशोधन चालू आहे. जखम बरी करण्यासारख्या बाह्य कारणांसाठीची विशिष्ट औषधे किंवा किंवा प्रतिजैविके असलेली औषधे देखील या जेलमधून पाठवता येतात.” प्राध्यापक राव पुढे म्हणतात.
ही जेल्स वापरण्यायोग्य झाली आहेत का? संशोधकांचे म्हणणे आहे की, अजून नाही. “आम्ही अजून केवळ जेलचे गुणधर्म तपासण्यासाठीचे काही मूलभूत प्रयोग केले आहेत. आता आम्ही प्रत्यक्ष सजीव प्राण्यांवर होणाऱ्या परिणामांचा अभ्यास करू. त्या अभ्यासाचे निकाल चांगले आले की मगच त्याच्या बाजारातील उपयुक्ततेचा विचार करता येईल.” प्राध्यापक राव सांगतात. जेलचे पेटंट घेतले नसल्याने कोणीही संशोधक पुढील अभ्यासासाठी त्याचा वापर करू शकतो. वरील संशोधनामुळे, कर्करोगावर परिणामकारकरीत्या नियंत्रण मिळवणाऱ्या आणि कमीतकमी दुष्परिणाम असलेल्या उपचारांबाबत नवीन आशा निर्माण झाल्या आहेत.