रीढ़ की हड्डी की चोट (एससीआई): कार्य को बहाल करने के लिए जैव-सक्रिय मचानों का शोषण

जैव सक्रिय अनुक्रमों वाले पेप्टाइड एम्फिफाइल्स (पीए) युक्त सुपरमॉलिक्यूलर पॉलिमर का उपयोग करके निर्मित स्व-संयोजित नैनोसंरचनाओं ने रीढ़ की हड्डी की चोट के माउस मॉडल में शानदार परिणाम दिखाए हैं और मनुष्यों में इस दुर्बल करने वाली स्थिति के प्रभावी उपचार के लिए अपार संभावनाएं रखती हैं, जो प्रभावित लोगों के साथ-साथ उनके परिवार के सदस्यों के जीवन की गुणवत्ता और मानसिक स्वास्थ्य को गंभीर रूप से प्रभावित करती है और स्वास्थ्य और सामाजिक देखभाल प्रणाली पर एक गंभीर बोझ है।

रीढ़ की हड्डी में चोट, जो अक्सर रीढ़ पर अचानक आघात या कट लगने से होती है, चोट के स्थान के नीचे के हिस्से में ताकत, संवेदना और कार्यक्षमता की स्थायी हानि का कारण बनती है। हालांकि ऐसी चोटों का कोई पुख्ता इलाज नहीं है, फिर भी रीढ़ की हड्डी की चोटों की आणविक विकृति को समझने और प्रभावित ऊतकों के पुनर्जनन के लिए सुझाव देने हेतु अनेक शोध लेख प्रकाशित किए गए हैं, जिससे कार्यात्मक पुनर्प्राप्ति को बढ़ावा मिलता है और अंततः लोग अधिक उत्पादक और स्वतंत्र जीवन जी सकते हैं। रीढ़ की हड्डी की चोट के अंतर्निहित आणविक तंत्रों और उपचारात्मक उपायों को समझने में विज्ञान और प्रौद्योगिकी की प्रगति, पुनर्वास और सहायक उपकरणों के अलावा, ऐसी गंभीर चोटों से उबरने में लोगों की बहुत मदद करेगी और उन्हें अधिक सार्थक जीवन जीने में सहायक होगी।

11 नवंबर 2021 को साइंस पत्रिका में प्रकाशित एक हालिया लेख में, अल्वारेज़ और उनके सहयोगियों ने लकवाग्रस्त मानव रीढ़ की हड्डी की चोट (एससीआई) ¹ के माउस मॉडल में पेप्टाइड एम्फ़िफ़ाइल (पीए) युक्त सुपरमॉलिक्यूलर पॉलिमर का परीक्षण किया । इन पीए में दो विशिष्ट संकेत थे, पहला ट्रांसमेम्ब्रेन रिसेप्टर β1-इंटीग्रिन को सक्रिय करता है और दूसरा बेसिक फ़ाइब्रोब्लास्ट ग्रोथ फ़ैक्टर 2 रिसेप्टर को सक्रिय करता है। पेप्टाइड एम्फ़िफ़ाइल (पीए) छोटे अणु होते हैं जिनमें हाइड्रोफ़ोबिक घटक अमीनो एसिड (पेप्टाइड) की एक श्रृंखला से सहसंयोजक रूप से जुड़े होते हैं। पेप्टाइड अनुक्रम को β-शीट बनाने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, जबकि पूंछ से सबसे दूर के अवशेष घुलनशीलता को बढ़ावा देने के लिए आवेशित होते हैं और इनमें एक जैवसक्रिय अनुक्रम हो सकता है। पानी में घुलने पर, ये PA β-शीट निर्माण और एलिफैटिक पूंछों के हाइड्रोफोबिक पतन से गुजरते हैं, जिससे अणु अतिआणविक एक-आयामी नैनोसंरचनाओं (जैसे, उच्च-आस्पेक्ट-अनुपात बेलनाकार या रिबन जैसी नैनोफाइबर) में एकत्रित हो जाते हैं। यह संयोजन आमतौर पर सांद्रता, pH और द्विसंयोजक धनायनों के प्रवेश को बदलकर प्रेरित किया जाता है ^। ये नैनोसंरचनाएं जैवचिकित्सा कार्यों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि ये मार्गों को लक्षित करने या सक्रिय करने के लिए अपनी सतह पर उच्च घनत्व वाले जैविक संकेतों को प्रदर्शित करने की क्षमता रखती हैं।

नॉन-सिग्नलिंग, नॉन-बायोएक्टिव डोमेन में पेप्टाइड अनुक्रम में उत्परिवर्तन पैदा करके, नैनोफाइबर के भीतर तीव्र सुपरमॉलेक्यूलर गति देखी गई, जिससे एससीआई से रिकवरी में सुधार हुआ। उच्चतम तीव्र गतिकी के साथ उत्परिवर्तन, न केवल अक्षतंतु पुनर्विकास और माइलिनेशन के परिणामस्वरूप हुआ, बल्कि रक्त वाहिका निर्माण (पुनरोद्धार), और मोटर न्यूरॉन अस्तित्व को भी जन्म दिया। 

पेप्टाइड एम्फिफाइल्स (पीए) युक्त ये अतिआणविक पॉलिमर रीढ़ की हड्डी की चोटों से उबरने में लोगों की मदद करने की अपार संभावनाएं रखते हैं, जो रोगियों के शारीरिक और भावनात्मक जीवन पर विनाशकारी प्रभाव डाल सकती हैं। इसके अलावा, पेप्टाइड एम्फिफाइल्स (पीए) युक्त अतिआणविक पॉलिमर से बनी इन स्व-संयोजन नैनोसंरचनाओं का उपयोग विभिन्न जैवचिकित्सा अनुप्रयोगों जैसे दवा वितरण, हड्डी पुनर्जनन और आंतरिक रक्तस्राव के दौरान रक्त की हानि को कम करने के लिए किया जा सकता है।

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संदर्भ 

1. अल्वारेज़ जेड।, एट अल 2021. बढ़ी हुई सुपरमॉलेक्यूलर गति के साथ बायोएक्टिव मचान रीढ़ की हड्डी की चोट से वसूली को बढ़ावा देते हैं। विज्ञान। 11 नवंबर 2021 को प्रकाशित। वॉल्यूम 374, अंक 6569। पीपी। 848-856। डीओआई: https://doi.org/10.1126/science.abh3602 

2. हार्टगेरिंक, जेडी; बेनिआश, ई.; स्टुप, एसआई पेप्टाइड-एम्फीफाइल नैनोफाइबर: स्व-संयोजन सामग्री की तैयारी के लिए एक बहुमुखी मचान। प्रोक। नेटल। एकेड। विज्ञान यूएसए 2002, 99, 5133-5138, डीओआई: https://doi.org/10.1073/pnas.072699999 

3. पशुक, ईटी; कुई, एच.; स्टुप, एसआई ट्यूनिंग आणविक संरचना के माध्यम से पेप्टाइड फाइबर की सुपरमॉलेक्यूलर कठोरता। जाम। रसायन। समाज. 2010, 132, 6041– 6046, डीओआई: https://doi.org/10.1021/ja908560n 

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