एक बड़े पैमाने पर नई जीन संपादन परियोजना अल्जाइमर को कुचलने के लिए बाहर है

जब अल्जाइमर बनाम विज्ञान की बात आती है, तो विज्ञान हार रहा है।

अल्जाइमर सबसे घातक तरीके से क्रूर है। यह विकार कुछ उम्रदराज़ लोगों के दिमागों में घर कर जाता है, धीरे-धीरे उनकी सोचने और तर्क करने की क्षमता को ख़त्म कर देता है, यादों और वास्तविकता पर उनकी पकड़ कम कर देता है। जैसे-जैसे दुनिया की आबादी की उम्र बढ़ रही है, अल्जाइमर चौंकाने वाली दर से अपना भयानक रूप ले रहा है। और दशकों के शोध के बावजूद, हमारे पास कोई इलाज नहीं है—इलाज का तो जिक्र ही नहीं।

बहुत ज्यादा गिरावट? राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (एनआईएच) सहमत है। में सबसे महत्वाकांक्षी परियोजनाओं में से एक जीव विज्ञान में, एनआईएच अल्जाइमर और स्टेम सेल शोधकर्ताओं को एक साथ आने के लिए प्रेरित कर रहा है सबसे बड़ा जीनोम संपादन प्रोजेक्ट कभी कल्पना की.

विचार सरल है: दशकों के शोध में कुछ ऐसे जीन पाए गए हैं जो अल्जाइमर और अन्य मनोभ्रंश की संभावना को बढ़ाते हैं। संख्या सैकड़ों से अधिक है। यह पता लगाने में कि प्रत्येक व्यक्ति दूसरे को कैसे जोड़ता है या प्रभावित करता है - यदि ऐसा है - तो अलग-अलग प्रयोगशालाओं में वर्षों के शोध की आवश्यकता होती है। क्या होगा यदि वैज्ञानिक एकजुट हों, एक साझा संसाधन का उपयोग करें और सामूहिक रूप से इस मामले को हल करें कि अल्जाइमर पहले स्थान पर क्यों होता है?

पहल का गुप्त हथियार प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल या आईपीएससी है। अधिकांश स्टेम कोशिकाओं के समान, उनमें किसी भी चीज़ में बदलने की क्षमता होती है - यदि आप चाहें तो एक सेलुलर जिन्न। IPSCs का पुनर्जन्म नियमित वयस्क कोशिकाओं, जैसे त्वचा कोशिकाओं, से होता है। हालाँकि, जब मस्तिष्क कोशिका में परिवर्तित हो जाते हैं, तो वे अपने दाता के मूल जीन को ले जाते हैं, जिसका अर्थ है कि वे मूल व्यक्ति की आनुवंशिक विरासत को संजोते हैं - उदाहरण के लिए, पहले स्थान पर अल्जाइमर विकसित होने की संभावना। क्या होगा यदि हम इन पुनर्जन्मित स्टेम कोशिकाओं में अल्जाइमर से संबंधित जीन पेश करें, और देखें कि वे कैसे व्यवहार करते हैं?

इन आईपीएससी का अध्ययन करके, हम उन सुरागों का पता लगाने में सक्षम हो सकते हैं जो आनुवांशिक कारणों का कारण बनते हैं अल्जाइमर और अन्य मनोभ्रंश - उन्हें जड़ से खत्म करने के लिए जीन थेरेपी के लिए मार्ग प्रशस्त करना।

IPSC न्यूरोडीजेनेरेटिव डिजीज इनिशिएटिव (iNDI) ऐसा करने के लिए तैयार है। परियोजना का उद्देश्य "अनुसंधान को प्रोत्साहित करना, गति देना और समर्थन करना है जिससे इन बीमारियों के लिए बेहतर उपचार और रोकथाम के विकास को बढ़ावा मिलेगा," एनआईएच कहा. सभी परिणामी डेटासेट खुले तौर पर ऑनलाइन साझा किए जाएंगे, ताकि कोई भी मेरा उपयोग कर सके और उसकी व्याख्या कर सके।

सीधी भाषा में? आइए हमारे सभी नए बायोटेक सुपरस्टार्स को साथ लेकर आएं CRISPR सबसे आगे - अल्जाइमर के खिलाफ ठोस प्रयास में, अंततः बढ़त हासिल करने के लिए। यह हमारे सबसे कठिन दुश्मनों में से एक के प्रति "एवेंजर्स, इकट्ठा" क्षण है - जो हमारे अपने दिमाग को भीतर से नष्ट करना चाहता है।

मूक शत्रु

अल्जाइमर रोग को पहली बार 1900 की शुरुआत में पहचाना गया था। तब से, वैज्ञानिक उस कारण का पता लगाने का प्रयास कर रहे हैं जो मस्तिष्क को बर्बाद कर देता है।

आज का सबसे प्रमुख विचार अमाइलॉइड परिकल्पना है। एक प्रेतवाधित घर के अंदर भूतों के साथ एक डरावनी फिल्म की कल्पना करें जो धीरे-धीरे अपने सताव में तीव्र होती जा रही है। यह अमाइलॉइड हॉरर है - एक प्रोटीन जो धीरे-धीरे लेकिन चुपचाप एक न्यूरॉन, "घर" के अंदर बनता है, अंततः इसे अपने सामान्य कार्य से वंचित कर देता है और अंदर की किसी भी चीज़ की मृत्यु का कारण बनता है। बाद के अध्ययनों में अन्य जहरीले प्रोटीन भी पाए गए जो न्यूरॉन "घर" के बाहर घूमते हैं जो धीरे-धीरे भीतर के आणविक किरायेदारों को जहर देते हैं।

दशकों से वैज्ञानिकों ने सोचा है कि इन भूतों को हराने का सबसे अच्छा तरीका "झाड़-फूंक" है - यानी, इन जहरीले प्रोटीन से छुटकारा पाना। फिर भी परीक्षण दर परीक्षण, वे असफल रहे। अल्जाइमर के उपचार की विफलता दर - अब तक, 100 प्रतिशत - ने कुछ लोगों को उपचार प्रयासों को "सपनों का कब्रिस्तान" कहने के लिए प्रेरित किया है।

यह बिल्कुल स्पष्ट है कि हमें नये विचारों की आवश्यकता है।

सीआरआईएसपीआर दर्ज करें

कुछ साल पहले, दो हॉटशॉट्स शहर में टहल रहे थे। एक है सीआरआईएसपीआर, वंडरकिंड जेनेटिक शार्पशूटर जो एक या दो (या अधिक) जीन को काट सकता है, डाल सकता है या बदल सकता है। दूसरा है आईपीएससी, प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल, जो रासायनिक स्नान के माध्यम से वयस्क कोशिकाओं से "पुनर्जन्म" होता है।

दोनों मिलकर एक डिश में डिमेंशिया 2.0 का अनुकरण कर सकते हैं।

उदाहरण के लिए, सीआरआईएसपीआर का उपयोग करके, वैज्ञानिक आसानी से अल्जाइमर, या इसके संरक्षण से संबंधित जीन को एक आईपीएससी में डाल सकते हैं - या तो एक स्वस्थ दाता से, या मनोभ्रंश के उच्च जोखिम वाले किसी व्यक्ति से, और देख सकते हैं कि क्या होता है। मस्तिष्क कोशिका एक गुंजनमान महानगरीय क्षेत्र की तरह है, जिसके चारों ओर प्रोटीन और अन्य अणु चक्कर लगा रहे हैं। उदाहरण के लिए, प्रो-अल्जाइमर जीन की एक खुराक जोड़ने से गंदगी के साथ यातायात अवरुद्ध हो सकता है, जिससे वैज्ञानिक यह पता लगा सकेंगे कि ये जीन बड़े अल्जाइमर चित्र में कैसे फिट होते हैं। वहां मौजूद फिल्म प्रेमियों के लिए, यह एक सेल में गॉडज़िला के लिए एक जीन और किंग कांग के लिए एक और जीन जोड़ने जैसा है। आप जानते हैं कि दोनों चीजें गड़बड़ कर सकते हैं, लेकिन केवल यह देखकर कि सेल में क्या होता है, आप निश्चित रूप से जान सकते हैं।

IPSC के आविष्कार के बाद से व्यक्तिगत प्रयोगशालाओं ने इस दृष्टिकोण को आजमाया है, लेकिन एक समस्या है। चूंकि आईपीएससी को किसी व्यक्ति की आनुवंशिक "आधार रेखा" विरासत में मिलती है, इसलिए विभिन्न प्रयोगशालाओं में वैज्ञानिकों के लिए यह मूल्यांकन करना वास्तव में कठिन हो जाता है कि क्या कोई जीन अल्जाइमर का कारण बन रहा है, या क्या यह दाता की विशेष आनुवंशिक संरचना के कारण सिर्फ एक आकस्मिक घटना थी।

नई iNDI योजना हर चीज़ को मानकीकृत करने पर विचार करती है। सीआरआईएसपीआर का उपयोग करते हुए, वे जातीय रूप से विविध स्वस्थ दाताओं से अल्जाइमर और संबंधित डिमेंशिया से जुड़े 100 से अधिक जीन को आईपीएससी में जोड़ देंगे। परिणाम एक विशाल जीनोम इंजीनियरिंग परियोजना है, जो क्लोन कोशिकाओं की एक पूरी लाइब्रेरी की ओर ले जाती है जो उत्परिवर्तन करती है जो अल्जाइमर का कारण बन सकती है।

दूसरे शब्दों में, अल्जाइमर से पीड़ित लोगों की कोशिकाओं का अध्ययन करने के बजाय, आइए उन जीनों को इंजेक्ट करके सामान्य, स्वस्थ मस्तिष्क कोशिकाओं को अल्जाइमर देने का प्रयास करें जो विकार में योगदान कर सकते हैं। यदि आप जीन को सॉफ़्टवेयर कोड के रूप में देखते हैं, तो जीन संपादन के माध्यम से उन कोशिकाओं में कोड डालना संभव है जो संभावित रूप से अल्जाइमर को प्रेरित करता है। प्रोग्राम निष्पादित करें, और आप देख पाएंगे कि न्यूरॉन्स कैसे व्यवहार करते हैं।

परियोजना दो चरणों में आती है। पहला सीआरआईएसपीआर के साथ संपादित मास-इंजीनियरिंग कोशिकाओं पर केंद्रित है। दूसरा इन परिणामी कोशिकाओं का गहन विश्लेषण कर रहा है: उदाहरण के लिए, उनकी आनुवंशिकी, उनके जीन कैसे सक्रिय होते हैं, वे किस प्रकार के प्रोटीन ले जाते हैं, वे प्रोटीन कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, इत्यादि।

"अच्छी तरह से विशेषता वाले, आनुवंशिक रूप से विविध आईपीएससी के एक सेट में इंजीनियरिंग रोग पैदा करने वाले उत्परिवर्तन द्वारा, परियोजना को प्रयोगशालाओं में डेटा की पुनरुत्पादकता सुनिश्चित करने और मनोभ्रंश में प्राकृतिक भिन्नता के प्रभाव का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।" कहा डॉ. बिल स्कर्नेस, जैक्सन प्रयोगशाला में सेलुलर इंजीनियरिंग के निदेशक और परियोजना के नेता।

अल्जाइमर के खिलाफ एक हथौड़ा

iNDI एक ऐसी पहल है जो हमारे हालिया बायोटेक बढ़ावा से ही संभव है। अल्जाइमर से संबंधित सैकड़ों कोशिकाओं की इंजीनियरिंग करना - और विश्व स्तर पर वैज्ञानिकों के साथ साझा करना - सिर्फ दो दशक पहले एक सपना था।

स्पष्ट होने के लिए, परियोजना केवल व्यक्तिगत कोशिकाएँ उत्पन्न नहीं करती है। यह अल्जाइमर जीन के साथ कोशिका रेखाएं, या कोशिकाओं की संपूर्ण वंशावली बनाने के लिए सीआरआईएसपीआर का उपयोग करता है जो अगली पीढ़ी तक पहुंच सकता है। और यही उनकी शक्ति है: उन्हें दुनिया भर की प्रयोगशालाओं के साथ साझा किया जा सकता है, ताकि उन जीनों को और बेहतर बनाया जा सके जो विकार पर सबसे बड़ा प्रभाव डाल सकते हैं। iNDI का चरण दो और भी अधिक शक्तिशाली है, इसमें यह इन कोशिकाओं के आंतरिक कामकाज में खुदाई करके एक "चीट कोड" उत्पन्न करता है - जो बताता है कि उनके जीन और प्रोटीन कैसे व्यवहार करते हैं।

साथ में, यह परियोजना अल्जाइमर से संबंधित कोशिकाओं का एक ब्रह्मांड बनाने का कठिन काम करती है, प्रत्येक एक जीन से सुसज्जित है जो मनोभ्रंश पर प्रभाव डाल सकता है। लेखकों ने लिखा, "इस प्रकार के एकीकृत विश्लेषणों से दिलचस्प और कार्रवाई योग्य खोजें होने की संभावना है, जिसे कोई भी दृष्टिकोण अलग से सीखने में सक्षम नहीं होगा।" यह अल्जाइमर और संबंधित बीमारियों को "वास्तव में समझने का सबसे अच्छा मौका" और "आशाजनक उपचार की संभावनाएं" प्रदान करता है।

छवि क्रेडिट: Gerd Altmann से Pixabay

स्रोत: https://singularityhub.com/2021/04/13/a-massive-new-gene-editing-project-is-out-to-crush-alzhemers/