सुपरबग्स से लड़ने का एक उपकरण रेगिस्तान में गहरा पाया गया है

दवा प्रतिरोध का मुकाबला करने के नए तरीके खोजने के लिए वैज्ञानिक दुनिया के सबसे चरम वातावरण की ओर रुख कर रहे हैं।

उत्तरी चीन में,जहां गोबी मरुस्थल तिब्बती पठार से मिलता है, वहां रेत के टीलों, पहाड़ों और नंगे चट्टान का एक विशाल विस्तार है। यहाँ सर्दियाँ लंबी और कठोर होती हैं, तापमान -25 डिग्री सेल्सियस से नीचे चला जाता है, और वर्षा इतनी छिटपुट होती है कि केवल अच्छी तरह से अनुकूलित प्रजाति ही जीवित रह पाती है। दशकों से, शोधकर्ताओं ने इस शत्रुतापूर्ण वातावरण में मौजूद जीवन की खोज के लिए यहां उद्यम किया है।

हाल ही में वे विशेष रूप से कुछ खोज रहे हैं। वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि कठिन वातावरण में रहने वाले जीव एंटीबायोटिक प्रतिरोधी बैक्टीरिया के तत्काल और लगातार बढ़ते खतरे से निपटने में मदद कर सकते हैं, जो तेजी से घातक होते जा रहे हैं। इस साल की शुरुआत में जारी उनके प्रभाव का पहला व्यापक मूल्यांकन, अनुमान लगाता है कि 2019 में दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया ने सीधे तौर पर एक मिलियन से अधिक लोगों को मार डाला और उस वर्ष कई मिलियन अधिक लोगों की मृत्यु में एक भूमिका निभाई।

इस खतरे का मुकाबला करने का एक तरीका नए एंटीबायोटिक्स-पदार्थों को खोजना है जिनके लिए बैक्टीरिया को प्रतिरोधी बनने का मौका नहीं मिला है- और बैक्टीरिया स्वयं इनके लिए एक अच्छा स्रोत हैं। आज हम जिन कई दवाओं का उपयोग करते हैं, वे ऐसे पदार्थ हैं जो बैक्टीरिया खुद को अन्य रोगाणुओं से बचाने के लिए पैदा करते हैं। इसलिए बहुत सारे शोध रोगाणुरोधी गुणों वाले नए बैक्टीरिया को खोजने पर ध्यान केंद्रित करते हैं – इसलिए रेगिस्तान में ट्रेकिंग करते हैं।

यूके में स्वानसी यूनिवर्सिटी मेडिकल स्कूल में एक आणविक सूक्ष्म जीवविज्ञानी पॉल डायसन कहते हैं, “विचार यह है कि जितनी अधिक चरम स्थितियां मौजूद हैं, उतने अधिक जीव विकसित होने और अनुकूलन करने के लिए मजबूर होने जा रहे हैं।” जहां कठिन परिस्थितियों का मतलब अस्तित्व के लिए उच्च प्रतिस्पर्धा है, आपको ऐसे बैक्टीरिया मिलेंगे जो अपने प्रतिद्वंद्वियों के खिलाफ मजबूत सुरक्षा पैदा करते हैं, सिद्धांत जाता है।

और रेगिस्तान की गहराई में, चीनी विज्ञान अकादमी में डायसन और उनके सहयोगियों ने बैक्टीरिया की एक प्रजाति की खोज की है जिसमें वास्तव में बढ़त है- और एंटीबायोटिक खोज की प्रक्रिया को ही बदल सकता है।

2013 में, डायसन के चीनी सहयोगियों ने स्ट्रेप्टोमाइसेस बैक्टीरिया की एक पूर्व अज्ञात प्रजाति को अलग कर दिया था, जिसे उन्होंने गोबी रेगिस्तान के सुदूर दक्षिण में, अल्क्सा पठार नामक क्षेत्र में खोजा था। जीवाणु के जीनोम को अनुक्रमित करने के बाद, उन्होंने पाया कि यह न केवल एंटीबायोटिक्स का उत्पादन करता है जो अन्य जीवाणुओं को मारता है, बल्कि यह भी कि स्ट्रेप्टोमाइसेस की पहले से ज्ञात प्रजातियों की तुलना में यह बहुत तेजी से बढ़ रहा था।

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अनुक्रमण से यह भी पता चला कि इस रेगिस्तानी जीवाणु में स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) के लिए पहले कभी नहीं देखा गया जीन था। यह एक अणु है जो जीवों को उनकी आनुवंशिक सामग्री को पढ़ने की अनुमति देता है और ऐसा करके, अन्य अणुओं का निर्माण करता है जिनकी उन्हें आवश्यकता होती है। डायसन और उनकी टीम ने जल्द ही पता लगाया कि इस नए खोजे गए टीआरएनए जीन ने आणविक स्विच को ट्रिगर किया जो एंटीबायोटिक उत्पादन को पारंपरिक एंटीबायोटिक-उत्पादक बैक्टीरिया की तुलना में अधिक कुशलता से नियंत्रित करते हैं।

सबसे अधिक चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण बैक्टीरिया जीनस स्ट्रेप्टोमाइसेस से संबंधित हैं : एक समूह जिसमें 500 से अधिक ज्ञात प्रजातियां शामिल हैं। ये जमीन में इतने व्यापक रूप से पाए जाते हैं कि स्ट्रेप्टोमाइसेस द्वारा निर्मित अणु ही मिट्टी को इसकी विशिष्ट मिट्टी की गंध देते हैं। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि स्ट्रेप्टोमाइसेस दवा का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। आज इस्तेमाल होने वाले दो-तिहाई से अधिक स्वाभाविक रूप से होने वाले एंटीबायोटिक्स इसी जीवाणु समूह से प्राप्त होते हैं।

और निस्संदेह कई और बैक्टीरिया हैं जो हमें उपयोग करने के लिए उपयोगी नई एंटीबायोटिक्स दे सकते हैं। लेकिन अगर आप पाते हैं कि क्या आशाजनक प्रतीत होता है, तो अगला कदम विश्लेषण के लिए पर्याप्त मात्रा में एंटीबायोटिक्स पैदा करने के लिए इसे मनाना है – और यह एक वास्तविक चुनौती हो सकती है।

जिनेवा में ग्लोबल एंटीबायोटिक आरएंडडी पार्टनरशिप (GARDP) की वैज्ञानिक निदेशक लौरा पिडॉक कहती हैं, “एंटीबायोटिक खोज “अक्सर कम उपज से बाधित होती है।” इसके अलावा, कभी-कभी एक जीवाणु में उपयोगी पदार्थों का उत्पादन करने की क्षमता होती है, लेकिन “आनुवंशिक तंत्र बंद हो जाता है, इसलिए कोई एंटीबायोटिक नहीं बनाया जाता है,” पिडॉक कहते हैं।

यह जानकर, डायसन और उनके सहयोगियों ने तेजी से बढ़ते रेगिस्तानी जीवाणु से टीआरएनए जीन लेने और इसे पारंपरिक स्ट्रेप्टोमाइसेस बैक्टीरिया में जोड़ने का फैसला किया जो पहले से ही नैदानिक ​​​​एंटीबायोटिक्स बनाने के लिए उपयोग किया जाता था। टीम की परिकल्पना यह थी कि तेजी से बढ़ने वाले जीवाणु से जीन इन अन्य जीवाणुओं के एंटीबायोटिक उत्पादन को सुपरचार्ज कर देगा-जो वास्तव में हुआ था। संशोधित बैक्टीरिया ने दो से तीन दिनों में एंटीबायोटिक यौगिकों का उत्पादन किया- आम तौर पर पारंपरिक स्ट्रेप्टोमाइसेस प्रजातियों में लगभग आधा समय लगता है।

न्यूक्लिक एसिड रिसर्च जर्नल में प्रकाशित ये निष्कर्ष, नए उपचारों की तलाश में अत्यधिक उपयोगी हो सकते हैं। यदि वैज्ञानिकों को एक नया जीवाणु मिलता है जो कुछ ऐसा उत्पन्न करता है जिसे दवा के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन इसका बहुत अधिक उत्पादन नहीं होता है (जैसा कि अक्सर होता है), संभावित रूप से इसे और अधिक उत्पादक बनाने के लिए एक उपकरण है। डायसन कहते हैं, “मैं दृढ़ता से मानता हूं कि यह किसी भी नए एंटीबायोटिक खोज कार्यक्रम में एकीकृत होने की एक बहुत ही सरल रणनीति है।”

पिडॉक सहमत हैं। वह कहती हैं कि बैक्टीरिया को अधिक मात्रा में एंटीबायोटिक पदार्थों का उत्पादन करने के लिए “इस क्षेत्र में शोधकर्ताओं के लिए बहुत रुचि होगी” और मानव स्वास्थ्य पर सकारात्मक प्रभाव पड़ेगा, वह कहती हैं। “इससे उन्हें नई एंटीबायोटिक दवाओं की खोज करने में सक्षम होना चाहिए जो संक्रमण के इलाज के लिए नई दवाओं का आधार बन सकती हैं।”

यह अच्छी खबर है, क्योंकि अभी विश्व बैंक का अनुमान है कि रोगाणुरोधी प्रतिरोध (एएमआर) वैश्विक स्वास्थ्य, खाद्य सुरक्षा और विकास के लिए सबसे बड़े खतरों में से एक है।

संयुक्त राष्ट्र की 2019 की एक खतरनाक रिपोर्ट के अनुसार , यदि इन व्यापक सुपरबग्स से निपटने के लिए कोई कार्रवाई नहीं की जाती है, तो 2050 तक प्रति वर्ष 10 मिलियन लोग दवा प्रतिरोधी बीमारियों से मर सकते हैं। महामारी के दौरान एंटीबायोटिक दवाओं का बढ़ता उपयोग (कोविद -19 की रक्षा के लिए) माध्यमिक संक्रमण के रोगियों) में दवा प्रतिरोध में वृद्धि देखी गई है।

प्रतिरोध तब होता है जब बैक्टीरिया बार-बार एंटीबायोटिक दवाओं के संपर्क में आते हैं और उनका सामना करने के तरीके विकसित करते हैं। मनुष्यों और पशुओं दोनों में एंटीबायोटिक दवाओं के दुरुपयोग और अति प्रयोग से घटना तेज और तेज हो जाती है – जिसमें जब मनुष्य वायरल बीमारियों के लिए एंटीबायोटिक्स लेते हैं (वे केवल बैक्टीरिया के खिलाफ काम करते हैं) और जब अन्यथा स्वस्थ पशुधन उन्हें बीमारी की रोकथाम के लिए दिया जाता है।

विश्व स्वास्थ्य संगठन में रोगाणुरोधी प्रतिरोध प्रभाग के हातिम सती कहते हैं, “किसी भी बिंदु पर एएमआर को पूरी तरह से रोकना असंभव है, क्योंकि यह एक प्राकृतिक घटना है, लेकिन दर और खतरे को कम और नियंत्रित किया जा सकता है।”

डायसन का रेगिस्तानी जीवाणु एक ऐसी प्रजाति है जो मदद कर सकती है, लेकिन ऐसे बहुत से अन्य हैं जो अत्यधिक वातावरण के अनुकूल हैं जो एक रास्ता भी पेश कर सकते हैं। डब किए गए चरमपंथी, ऐसे जीवों को पृथ्वी के कुछ सबसे दुर्गम स्थानों से अलग किया गया है: पनडुब्बी ज्वालामुखी , गहरे समुद्र में स्पंज , और पृथ्वी पर सबसे शुष्क स्थान की रेत के बीच । इन आवासों में अत्यधिक उच्च या निम्न तापमान, पीएच, दबाव, या लवणता, या इन सभी का संयोजन होता है।

कुछ साल पहले, डायसन एक अन्य टीम का हिस्सा था जिसने उत्तरी आयरलैंड में बोहो हाइलैंड्स में स्ट्रेप्टोमाइसेस की कई नई प्रजातियों की खोज की , जो कि जैव विविधता के लिए जाना जाने वाला क्षेत्र है। परिदृश्य चूना पत्थर, अत्यधिक अम्लीय दलदल और क्षारीय घास के मैदानों से बना है, और इन विशेषताओं की चुनौतियां – जैसे कि गोबी रेगिस्तान में – संभावित रूप से विकसित होने के लिए कठिन बैक्टीरिया के लिए एक अनूठा वातावरण प्रदान करते हैं।

सदियों से, भूमि – जिस पर 1,500 साल पहले ड्र्यूड्स का कब्जा था – ने एक रहस्यमय प्रतिष्ठा रखी है, विशेष रूप से इसकी उपचार और उपचारात्मक शक्तियों के लिए जानी जाने वाली मिट्टी के साथ, अक्सर टिंचर में और घावों के इलाज के लिए उपयोग की जाती है।

बोहो में रहने वाली टीम के एक वैज्ञानिक गेरी क्विन का कहना है कि उनके बड़े चाचा क्षेत्र में एक स्थानीय चिकित्सक थे और कई बीमारियों के इलाज के लिए जाने जाते थे। “हमेशा ऐसे लोगों के किस्से थे जिनके पास ‘इलाज’ था,” क्विन कहते हैं।

“यह वास्तव में बहुत सख्त नियमों के साथ एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक पारित होने वाली दवा का एक करीबी संरक्षित रहस्य था। आप इलाज नहीं बेच सकते थे, आप इलाज की तलाश करने वाले व्यक्ति को धोखा नहीं दे सकते थे, और आपको इसे ठीक वैसे ही बनाना था जैसा आपको सिखाया गया था।”

इस तरह की विद्या को याद करते हुए, क्विन उस भूमि पर लौट आया जहां वह घास इकट्ठा करता था और इसके बजाय बैक्टीरिया के नमूने एकत्र करता था। वैज्ञानिकों ने बैक्टीरिया के एक स्ट्रेन की खोज की, जिसे टीम ने स्ट्रेप्टोमाइसेस एसपी नाम दिया। myrophoria , MRSA सहित शीर्ष छह एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी रोगजनकों में से चार का मुकाबला करने में सक्षम था।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इन रोगाणुओं की खोज नई एंटीबायोटिक दवाओं के विकास में कई चरणों में से पहला है। बहुत कम नए खोजे गए पदार्थ अंततः दवा बन जाएंगे, चाहे वे मनुष्यों के लिए उनकी विषाक्तता के कारण हों या कई अन्य कारकों के कारण । और यहां तक ​​​​कि एक बार उन बाधाओं को पार कर जाने के बाद, नैदानिक ​​​​परीक्षणों के वर्षों का पालन किया जाता है।

फिर भी, डायसन को उम्मीद है कि एएमआर पर काबू पाने की कुंजी प्रकृति में मौजूद है, और यह कि नए खोजे गए टीआरएनए जीन के साथ, वैज्ञानिक प्रकाश में आने वाली चीजों का अधिकतम लाभ उठाने में सक्षम होंगे। अभी के लिए, हालांकि, होनहार बैक्टीरिया की खोज जारी है – जिसका अर्थ है कि शोधकर्ता पृथ्वी के सबसे चरम वातावरण में बाहर निकलते रहेंगे।

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