કેન્સરના કોષોમાં જ દવાનું કારખાનું: ઝેરી ગેસનો ઉપયોગ કરી ટ્યુમરનો ખાતમો કરવાની નવી ટેકનિક

કેન્સરની સારવારમાં સૌથી મોટો પડકાર એ છે કે તંદુરસ્ત કોષોને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના માત્ર કેન્સરગ્રસ્ત કોષોનો જ નાશ કરવો. પરંપરાગત કીમોથેરાપીમાં દવા આખા શરીરમાં ફેલાય છે, જેના કારણે દર્દીને ગંભીર આડઅસરોનો સામનો કરવો પડે છે. પરંતુ હવે જાપાનની 'RIKEN' પાયોનિયરિંગ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ (PRI) ના વૈજ્ઞાનિકોએ એક ક્રાંતિકારી પદ્ધતિ વિકસાવી છે. આ પદ્ધતિમાં કેન્સરના કોષો પોતે જ જે ઝેરી ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે, તેનો ઉપયોગ કરીને તેમની અંદર જ કેન્સર વિરોધી દવા બનાવવામાં આવે છે. આ સંશોધન 'Nature Communications' સામયિકમાં પ્રકાશિત થયું છે અને તે કેન્સરની સારવારમાં એક નવો અધ્યાય ખોલી શકે તેમ છે.

કેન્સર એ રોગોનો એક એવો સમૂહ છે જેમાં કોષો અનિયંત્રિત રીતે વધવા લાગે છે અને શરીરમાં ગાંઠ (tumor) બનાવે છે. વિશ્વભરમાં દર વર્ષે લાખો લોકો આ બીમારીનો ભોગ બને છે. ૨૦૧૯ ના આંકડા મુજબ, વિશ્વમાં ૨.૩૬ કરોડ નવા કેન્સરના કેસ નોંધાયા હતા અને ૧ કરોડ લોકોના મોત થયા હતા. કેન્સરના કોષોની એક ખાસિયત એ છે કે તેઓ સામાન્ય કોષો કરતા અલગ રીતે વર્તે છે અને અમુક ચોક્કસ રસાયણોનું વધુ પ્રમાણમાં ઉત્પાદન કરે છે. આ સંશોધકોએ કેન્સરના કોષો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા કાર્બન મોનોક્સાઇડ (carbon monoxide) ને નિશાન બનાવ્યો છે.

કાર્બન મોનોક્સાઇડ (CO) સામાન્ય રીતે વાહનોના ધુમાડામાંથી નીકળતા ઝેરી ગેસ તરીકે ઓળખાય છે, જે રંગહીન અને ગંધહીન હોય છે. પરંતુ માનવ શરીરમાં પણ તે કુદરતી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે. ખાસ કરીને કેન્સરના કોષોમાં આ ગેસનું પ્રમાણ અસાધારણ રીતે વધારે હોય છે. વૈજ્ઞાનિકોએ વિચાર્યું કે જો આ ગેસનો ઉપયોગ એક 'બાયોલોજિકલ માર્કર' તરીકે કરવામાં આવે, તો કેન્સરના કોષોને ઓળખીને ત્યાં જ પ્રક્રિયા શરૂ કરી શકાય. આ માટે તેમણે એક ખાસ પ્રકારના મેટલ કેટાલિસ્ટ એટલે કે ઉદ્દીપકનો ઉપયોગ કર્યો છે.

આ પ્રક્રિયામાં મુખ્ય ભૂમિકા 'પેલેડાસાયકલ' (palladacycle) નામના સંયોજનની છે. પેલેડાસાયકલ એ ધાતુ ધરાવતું એક એવું સંયોજન છે જે કાર્બન મોનોક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને 'ફેનાન્થ્રિડિનોન' (phenanthridinone) નામનો પદાર્થ બનાવી શકે છે. ફેનાન્થ્રિડિનોન એ એક ઝેરી કાર્બનિક અણુ છે, જેનો ઉપયોગ કેન્સર વિરોધી દવાઓમાં થાય છે. વૈજ્ઞાનિકોનો વિચાર એવો હતો કે જો પેલેડાસાયકલને કેન્સરના કોષો સુધી પહોંચાડવામાં આવે, તો ત્યાં રહેલો કાર્બન મોનોક્સાઇડ તેની સાથે પ્રક્રિયા કરશે અને કોષની અંદર જ ઝેરી દવા પેદા થશે, જે તે કોષનો નાશ કરશે.

પરંતુ આ માર્ગમાં એક મોટી અડચણ હતી. જ્યારે પેલેડાસાયકલને સીધું જ કોષોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કોષોમાં રહેલો 'ગ્લુટાથિઓન' (glutathione) નામનો પદાર્થ પેલેડિયમ ઉદ્દીપકને તરત જ નિષ્ક્રિય કરી દે છે. જો ઉદ્દીપક જ કામ ન કરે, તો દવાનું ઉત્પાદન થઈ શકે નહીં. આ સમસ્યાના ઉકેલ માટે કાત્સુનોરી તાનાકા અને તેમની ટીમે 'આલ્બ્યુમિન' (albumin) નામના પ્રોટીનનો ઉપયોગ કર્યો. આલ્બ્યુમિન લોહીમાં જોવા મળતું એક સામાન્ય પ્રોટીન છે. સંશોધકોએ પેલેડાસાયકલને આલ્બ્યુમિનના કવચમાં સુરક્ષિત રીતે પેક કરી દીધું. આ કવચ ઉદ્દીપકને ગ્લુટાથિઓન જેવા અવરોધકોથી બચાવે છે અને તેને સુરક્ષિત રીતે કેન્સરના કોષો સુધી પહોંચાડે છે.

સંશોધકોએ પ્રયોગશાળામાં માનવ લીવર, ગ્રીવા (cervical), સ્તન અને ફેફસાના કેન્સરના કોષો પર આ પદ્ધતિનું પરીક્ષણ કર્યું. તેમણે આ કોષોને ૪૮ કલાક સુધી આલ્બ્યુમિન અને પેલેડાસાયકલના મિશ્રણ સાથે રાખ્યા. પરિણામો આશ્ચર્યજનક હતા. કેન્સરના કોષોમાં ફેનાન્થ્રિડિનોન દવાનું ઉત્પાદન થયું હતું, જ્યારે સામાન્ય તંદુરસ્ત કોષોમાં આવી કોઈ પ્રક્રિયા જોવા મળી નહોતી. આનો અર્થ એ થયો કે આલ્બ્યુમિન કવચે ઉદ્દીપકનું રક્ષણ કર્યું હતું અને કેન્સરના કોષોમાં રહેલા કાર્બન મોનોક્સાઇડનો ઉપયોગ કરીને સફળતાપૂર્વક દવા બનાવી હતી.

એક મહત્વનો પ્રશ્ન એ હતો કે શું આ પ્રક્રિયા લોહીમાં પણ થઈ શકે? જો લોહીમાં રહેલા કાર્બન મોનોક્સાઇડ સાથે આ પ્રક્રિયા થાય, તો તે લોહીના કોષોને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. પરંતુ પ્રયોગોમાં જાણવા મળ્યું કે લોહીમાં આ ઝેરી દવા બનતી નથી. તેનું કારણ એ છે કે લોહીમાં રહેલો મોટાભાગનો કાર્બન મોનોક્સાઇડ 'હિમોગ્લોબિન' (hemoglobin) સાથે જોડાયેલો હોય છે. હિમોગ્લોબિન સાથે બંધાયેલો હોવાને કારણે આ ગેસ રાસાયણિક પ્રક્રિયા માટે ઉપલબ્ધ હોતો નથી. આ શોધ આ પદ્ધતિની સુરક્ષામાં વધારો કરે છે.

કાર્બન મોનોક્સાઇડના અણુની રચના પણ ખૂબ જ રસપ્રદ છે. તેમાં કાર્બન અને ઓક્સિજન વચ્ચે ટ્રિપલ બોન્ડ (triple bond) એટલે કે ત્રિ-બંધ હોય છે. આ બંધ એટલો મજબૂત હોય છે કે તેને તોડવા માટે ૧૦૭૨ કિલોજ્યુલ પ્રતિ મોલ જેટલી ઉર્જાની જરૂર પડે છે, જે રસાયણ વિજ્ઞાનમાં જાણીતા સૌથી મજબૂત બંધોમાંનો એક છે. આ અણુની લંબાઈ માત્ર ૧૧૨.૮ પીકોમીટર હોય છે. આટલો નાનો અને મજબૂત અણુ હોવા છતાં, પેલેડિયમ જેવા ઉદ્દીપકની મદદથી તેને પ્રક્રિયામાં જોડી શકાય છે.

કેન્સરના કારણો તપાસીએ તો, લગભગ ૯૦-૯૫% કેસ પર્યાવરણીય અને જીવનશૈલીના પરિબળોને કારણે હોય છે. તમાકુનો ઉપયોગ ૨૫-૩૦% અને ખોટા આહાર તેમજ મેદસ્વીતા ૩૦-૩૫% કેન્સરના મોત માટે જવાબદાર છે. આ નવી ટેકનિક જો સફળ થાય, તો તે જીવનશૈલી કે અન્ય કારણોસર થતા વિવિધ પ્રકારના કેન્સર સામે લડવામાં ખૂબ જ અસરકારક સાબિત થઈ શકે છે. ખાસ કરીને સ્તન કેન્સર અને કોલોરેક્ટલ કેન્સર જેવા સામાન્ય પ્રકારોમાં તે વરદાનરૂપ બની શકે છે.

આ સંશોધન 'ઇન વિવો સિન્થેટિક કેમિસ્ટ્રી' (in vivo synthetic chemistry) ના ક્ષેત્રમાં એક મોટું ડગલું છે. ઇન વિવો એટલે કે જીવંત શરીરની અંદર થતી પ્રક્રિયા. તાનાકાના જણાવ્યા મુજબ, આ વ્યૂહરચનામાં શરીરની અંદર કુદરતી રીતે હાજર રહેલા અથવા રોગને કારણે ઉત્પન્ન થતા પદાર્થોનો જ ઉપયોગ કરીને રોગના સ્થળે દવા બનાવવામાં આવે છે. આ એક રીતે 'ટ્રોજન હોર્સ' (Trojan Horse) જેવી યુક્તિ છે, જ્યાં દુશ્મન (કેન્સર) ના પોતાના જ સંસાધનોનો ઉપયોગ તેની સામે કરવામાં આવે છે.

હાલમાં આ સંશોધન માત્ર સંવર્ધિત કોષો (cultured cells) પર કરવામાં આવ્યું છે. હવે પછીનું પગલું પ્રાણીઓ પરના પ્રયોગોનું હશે. જો પ્રાણીઓ પરના પરીક્ષણોમાં પણ આ પદ્ધતિ સુરક્ષિત અને અસરકારક સાબિત થશે, તો ભવિષ્યમાં માનવીય ક્લિનિકલ ટ્રાયલ્સ શરૂ કરવામાં આવશે. આ ટેકનિકનો સૌથી મોટો ફાયદો એ હશે કે દર્દીઓને કીમોથેરાપીની ભયાનક આડઅસરો જેમ કે વાળ ખરવા, અત્યંત નબળાઈ અને ઉબકા આવવા જેવી સમસ્યાઓમાંથી મુક્તિ મળી શકે છે. કેન્સરની સારવાર વધુ સચોટ, સુરક્ષિત અને અસરકારક બનવાની દિશામાં આ એક આશાસ્પદ કિરણ છે.