नैनोटेक्नोलॉजी पर आधारित एक नया अध्ययन गुर्दे की गंभीर चोट और विफलता के इलाज की उम्मीद जगाता है।
गुर्दा एक आवश्यक महत्वपूर्ण अंग है जो शरीर में महत्वपूर्ण कार्य करता है। यह मूत्र का उत्पादन करने के लिए हमारे रक्त प्रवाह से अपशिष्ट और अतिरिक्त पानी को निकालता है जो फिर गुर्दे से मूत्राशय में मूत्रवाहिनी के माध्यम से बहता है। मांसपेशियों और खाद्य पदार्थों के सामान्य टूटने से हमारे शरीर में उत्पन्न होने वाले इन अपशिष्टों को त्याग दिया जाना चाहिए और कुशलतापूर्वक उत्सर्जित किया जाना चाहिए।
तीव्र में किडनी खराब, जिसे अब एक्यूट किडनी इंजरी (AKI) कहा जाता है, नाइट्रोजनयुक्त अपशिष्ट तेजी से बनते हैं और मूत्र उत्पादन कम हो जाता है अर्थात शरीर मूत्र का उत्पादन करने के लिए संघर्ष करता है। यह बीमारी की शुरुआत के थोड़े समय (दिनों या घंटों) के भीतर होता है जिससे गंभीर जटिलताएं होती हैं। AKI का प्रमुख कारण ऑक्सीडेटिव तनाव है जो ऑक्सीजन युक्त अपशिष्ट उत्पादों में वृद्धि के परिणामस्वरूप मुक्त कणों और एंटी-ऑक्सीडेंट सुरक्षा के बीच असंतुलित संतुलन के कारण होता है, जिससे लिपिड, प्रोटीन और को नुकसान होता है। डीएनए. यह परिदृश्य सूजन का कारण बनता है और गुर्दे की बीमारी को आगे बढ़ाता है। तब हृदय रोगों और कैंसर के विकास की उच्च संभावना होती है। इसीलिए एंटी-ऑक्सीडेंट से भरपूर खाद्य पदार्थ और सप्लीमेंट ऑक्सीजन युक्त अपशिष्ट उत्पादों के हानिकारक प्रभावों से बचाने के लिए जाने जाते हैं। जब गुर्दे की बीमारी की गंभीरता बढ़ती है, तो पुनर्जलीकरण और डायलिसिस जैसे सहायक उपचारों की आवश्यकता होती है और यहां तक कि गुर्दा प्रत्यारोपण की भी आवश्यकता हो सकती है। हर साल लाखों मौतों के लिए इसे जिम्मेदार बनाने के लिए AKI का कोई इलाज उपलब्ध नहीं है।
घायल गुर्दे की रक्षा करना और उनका इलाज करना दवा के क्षेत्र में एक बड़ी चुनौती है। एक एंटी-ऑक्सीडेंट दवा एनएसी (एन-एसिटाइलसिस्टीन) जिसे स्वर्ण मानक माना जाता है, आमतौर पर प्रक्रियाओं के दौरान गुर्दे को विषाक्तता से बचाने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन इस दवा की खराब जैव उपलब्धता है और इस प्रकार इसका सीमित प्रभाव है।
चिकित्सा के लिए नैनो तकनीक दृष्टिकोण
चिकित्सा सहित जैव चिकित्सा पद्धतियों में नैनो प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग ने हाल के दशकों में गति पकड़ी है। लेकिन ऐसे अनुप्रयोगों ने गुर्दे की बीमारियों के इलाज में कमी दिखाई है। एक नए अध्ययन में, संयुक्त राज्य अमेरिका और चीन के वैज्ञानिकों ने एकेआई को रोकने के लिए एक उपन्यास निवारक विधि का वर्णन किया है और नैनो तकनीक का उपयोग करके इसका इलाज करने के लिए छोटे स्व-संयोजन रूपों को शामिल किया है जो व्यास में सिर्फ अरबवें हिस्से को मापते हैं। इन आकृतियों को 'नैनोटेक्नोलॉजी' पद्धति का उपयोग करके डिजाइन और विकसित किया गया था।डीएनए ओरिगामी' जिसमें चार का आधार युग्म है डीएनए nucleotides is used to engineer and fabricate what is called डीएनए origami nanostructures (DONs). These nanostructures – either triangular, tubular or rectangular in shape – can be then used for performing various tasks inside the body. The architecture of such नैनोस्ट्रक्चर जीवित प्रणालियों के लिए आदर्श रूप से अनुकूल है क्योंकि वे स्थिर हैं और उनमें कम विषाक्तता और प्रतिरक्षात्मकता है।
डीएनए origami nanostructures self-assemble and latch onto different parts of the kidneys and form a protective layer around them. This has been seen when assessing their physiological distribution using quantitative imaging by positron emission tomography (PET). Their study is published in प्रकृति बायोमेडिकल इंजीनियरिंग. The group prepared various डीएनए origami structures and also used रेडियो labelling to study their behaviour in mouse kidney while analysing them using PET imaging. They were seen to accumulate in kidneys of healthy mice as well those who had AKI.
The study showed how डीएनए origami nanostructures act as a fast (within only 2 hours) and very active kidney protectant and were also therapeutic in relieving symptoms of AKI. Upon examination of their real-time distribution using PET scan it was see that rectangular nanostructures particularly were most successful in protecting kidneys in the same manner as a standard drug would. These structures track down oxygen-containing waste products and insulate the cells from damage due to oxidative stress. They help maintain balance of free radicals and anti-oxidant defences in and around the kidney reducing and alleviating oxidative stress which is the leading source and symptom of AKI. The measures taken by DONs stop the kidney disease to progress. DONs were tested both on living mice kidney and human embryonic kidney cells. These structures acted as a protective guard and improved kidney function in AKI as effectively as traditional drug therapies particularly NAC drug for AKI.
डीएनए ओरिगेमी संरचनाएं गुर्दे में लगातार मौजूद थीं, जो लेखकों का सुझाव है कि कई कारकों के कारण है, जिसमें पाचन एंजाइमों के लिए डीओएन का प्रतिरोध और प्रतिरक्षा प्रणाली की निगरानी से बचना शामिल है। शारीरिक रूप से, गुर्दे के कार्य में सुधार का आकलन सीरम क्रिएटिनिन और रक्त यूरिया नाइट्रोजन के स्तर को ध्यान में रखते हुए किया गया था और यह स्पष्ट था कि मानक दवा चिकित्सा की तुलना में गुर्दे के उत्सर्जन समारोह में महत्वपूर्ण सुधार हुआ था।
This multidisciplinary study combines expertise of nanomedicine and in-vivo imaging and is the first ever to investigate distribution of डीएनए nanostructures in a living system by live tracking their behaviour. DONs have low toxicity in main organs of the body making them ideally suited for clinical use in humans. This modern technology is a strong foundation which can provide localized protection to kidneys from AKI and can be used to design novel therapeutic approaches for treating AKI and other kidney diseases. A solution for kidney diseases could become a reality for patients suffering from acute kidney injury. The study adds to the potential of therapeutic programmable nanostructures which can be used for targeted drug delivery and organ and tissue repair in the body.
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स्रोत (रों)
Jiang D et al. 2018. डीएनए origami nanostructures can exhibit preferential renal uptake and alleviate acute kidney injury. प्रकृति बायोमेडिकल इंजीनियरिंग। 2 (1)। https://doi.org/10.1038/s41551-018-0317-8
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