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।
किडनी फेलियर (जिसे अब एक्यूट किडनी इंजरी (AKI) कहा जाता है) में नाइट्रोजनयुक्त अपशिष्ट पदार्थ तेजी से जमा हो जाते हैं और मूत्र उत्पादन कम हो जाता है, यानी शरीर को मूत्र बनाने में कठिनाई होती है। यह बीमारी शुरू होने के कुछ ही समय (कुछ दिनों या घंटों) के भीतर होता है, जिससे गंभीर जटिलताएं उत्पन्न होती हैं। AKI का प्रमुख कारण ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस है, जो ऑक्सीजन युक्त अपशिष्ट पदार्थों की वृद्धि के कारण फ्री रेडिकल्स और एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा के बीच असंतुलन से उत्पन्न होता है, जिससे लिपिड, प्रोटीन और डीएनए को नुकसान पहुंचता है । यह स्थिति सूजन पैदा करती है और किडनी रोग को बढ़ाती है। इसके बाद हृदय रोग और कैंसर होने की संभावना बढ़ जाती है। यही कारण है कि एंटीऑक्सीडेंट से भरपूर खाद्य पदार्थ और सप्लीमेंट ऑक्सीजन युक्त अपशिष्ट पदार्थों के हानिकारक प्रभावों से बचाने में सहायक माने जाते हैं। किडनी रोग की गंभीरता बढ़ने पर, रीहाइड्रेशन और डायलिसिस जैसी सहायक चिकित्साओं की आवश्यकता होती है और यहां तक कि किडनी प्रत्यारोपण की भी आवश्यकता पड़ सकती है। AKI का कोई इलाज उपलब्ध नहीं है, जिसके कारण हर साल लाखों मौतें होती हैं।
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
हाल के दशकों में चिकित्सा सहित जैवचिकित्सा पद्धतियों में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग में तेज़ी आई है। लेकिन गुर्दे की बीमारियों के उपचार में इसके अनुप्रयोग सीमित रहे हैं। एक नए अध्ययन में, अमेरिका और चीन के वैज्ञानिकों ने नैनो तकनीक का उपयोग करते हुए एक नई निवारक विधि का वर्णन किया है, जिसके द्वारा गुर्दे की सूजन (एकेआई) को रोका जा सकता है और उसका उपचार किया जा सकता है। इस विधि में सूक्ष्म स्व-संयोजनशील संरचनाएं शामिल हैं जिनका व्यास मात्र एक मीटर के अरबवें हिस्से के बराबर है। इन संरचनाओं को ' डीएनए ओरिगामी ' नामक नैनो तकनीक विधि का उपयोग करके डिज़ाइन और विकसित किया गया है, जिसमें चार डीएनए न्यूक्लियोटाइड के आधार युग्मन का उपयोग डीएनए ओरिगामी नैनोस्ट्रक्चर (डीओएन) बनाने के लिए किया जाता है। ये नैनोस्ट्रक्चर - त्रिकोणीय, नलिकाकार या आयताकार आकार के हो सकते हैं - फिर शरीर के भीतर विभिन्न कार्यों को करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। ऐसी नैनोस्ट्रक्चर की संरचना जीवित प्रणालियों के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है क्योंकि ये स्थिर होती हैं और इनमें कम विषाक्तता और कम प्रतिरक्षाजनकता होती है।
डीएनए ओरिगामी नैनोस्ट्रक्चर स्वतः एकत्रित होकर गुर्दे के विभिन्न भागों से जुड़ जाते हैं और उनके चारों ओर एक सुरक्षात्मक परत बना लेते हैं। पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) द्वारा मात्रात्मक इमेजिंग का उपयोग करके उनके शारीरिक वितरण का आकलन करते समय यह देखा गया है। उनका अध्ययन नेचर बायोमेडिकल इंजीनियरिंग में प्रकाशित हुआ है । समूह ने विभिन्न डीएनए ओरिगामी संरचनाएं तैयार कीं और पीईटी इमेजिंग का उपयोग करके उनका विश्लेषण करते हुए चूहे के गुर्दे में उनके व्यवहार का अध्ययन करने के लिए रेडियो लेबलिंग का भी उपयोग किया। यह देखा गया कि वे स्वस्थ चूहों के साथ-साथ एक्यूट किडनी इंजरी (एकेआई) से पीड़ित चूहों के गुर्दे में भी जमा हो जाते हैं।
इस अध्ययन से पता चला कि डीएनए ओरिगामी नैनोस्ट्रक्चर (डीओएन) किस प्रकार तेजी से (केवल 2 घंटे के भीतर) गुर्दे की रक्षा करते हैं और एक्यूट किडनी इंजरी (एकेआई) के लक्षणों को कम करने में चिकित्सीय रूप से कारगर हैं। पीईटी स्कैन का उपयोग करके उनके वास्तविक समय वितरण की जांच करने पर यह देखा गया कि आयताकार नैनोस्ट्रक्चर विशेष रूप से गुर्दे की रक्षा करने में मानक दवा के समान ही सफल रहे। ये संरचनाएं ऑक्सीजन युक्त अपशिष्ट पदार्थों का पता लगाती हैं और कोशिकाओं को ऑक्सीडेटिव तनाव से होने वाले नुकसान से बचाती हैं। ये गुर्दे के अंदर और आसपास मुक्त कणों और एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा के संतुलन को बनाए रखने में मदद करती हैं, जिससे ऑक्सीडेटिव तनाव कम होता है और राहत मिलती है, जो एक्यूट किडनी इंजरी का प्रमुख कारण और लक्षण है। डीओएन द्वारा उठाए गए कदम गुर्दे की बीमारी को बढ़ने से रोकते हैं। डीओएन का परीक्षण जीवित चूहों के गुर्दे और मानव भ्रूण गुर्दे की कोशिकाओं दोनों पर किया गया। इन संरचनाओं ने एक सुरक्षात्मक कवच के रूप में कार्य किया और एक्यूट किडनी इंजरी में गुर्दे के कार्य में पारंपरिक दवा उपचारों, विशेष रूप से एक्यूट किडनी इंजरी के लिए एनएसी दवा, के समान ही प्रभावी रूप से सुधार किया।
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।
यह बहुविषयक अध्ययन नैनोमेडिसिन और इन-विवो इमेजिंग की विशेषज्ञता को जोड़ता है और जीवित प्रणाली में डीएनए नैनोस्ट्रक्चर के वितरण की जांच करने वाला पहला अध्ययन है, जिसमें उनके व्यवहार को लाइव ट्रैक किया गया है। डीएनए नैनोस्ट्रक्चर शरीर के मुख्य अंगों में कम विषैले होते हैं, जिससे वे मनुष्यों में नैदानिक उपयोग के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त होते हैं। यह आधुनिक तकनीक एक मजबूत आधार प्रदान करती है जो गुर्दे को एक्यूट किडनी इंजरी (एकेआई) से स्थानीयकृत सुरक्षा प्रदान कर सकती है और एक्यूट किडनी इंजरी और अन्य गुर्दे की बीमारियों के उपचार के लिए नए चिकित्सीय दृष्टिकोण तैयार करने में उपयोगी हो सकती है। गुर्दे की बीमारियों का समाधान एक्यूट किडनी इंजरी से पीड़ित रोगियों के लिए वास्तविकता बन सकता है। यह अध्ययन चिकित्सीय प्रोग्रामेबल नैनोस्ट्रक्चर की क्षमता को बढ़ाता है, जिनका उपयोग लक्षित दवा वितरण और शरीर में अंगों और ऊतकों की मरम्मत के लिए किया जा सकता है।
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स्रोत (रों)
जियांग डी एट अल. 2018. डीएनए ओरिगामी नैनोस्ट्रक्चर वृक्क द्वारा अधिमान्य अवशोषण प्रदर्शित कर सकते हैं और तीव्र गुर्दे की क्षति को कम कर सकते हैं। नेचर बायोमेडिकल इंजीनियरिंग । 2(1)। https://doi.org/10.1038/s41551-018-0317-8
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