Minimally Invasive in Situ Perfusion Method for Targeted AAV Delivery in Native Kidney: Proof of Concept in Pigs
यह अध्ययन सूअरों में एक न्यूनतम आक्रामक, फ्लोरोस्कोपी-निर्देशित इन सीटू परफ्यूजन तकनीक के लिए एक प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट प्रदर्शित करता है जो मूल गुर्दों तक एडेनो-एसोसिएटेड वायरस (AAV) की कुशल, लक्षित डिलीवरी को सक्षम बनाता है और साथ ही ऑफ-टारगेट हेपेटोटॉक्सिसिटी को महत्वपूर्ण रूप से सीमित करता है।
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क्रोनिक किडनी डिजीज (दीर्घकालिक गुर्दा रोग) एक शांत, बढ़ता हुआ बोझ है जो दुनिया भर में लाखों लोगों को प्रभावित करता है, और अक्सर एक ऐसे चरण तक ले जाता है जहाँ शरीर रक्त से अपशिष्ट को छानने में असमर्थ हो जाता है। जब ऐसा होता है, तो मरीजों के पास डायलिसिस, जो एक मशीन है और गुर्दे का काम करती है, या ट्रांसप्लांट (अंग प्रत्यारोपण) के बीच चयन करने का विकल्प होता है। हालांकि ये विकल्प लोगों को जीवित रखते हैं, लेकिन वे एक स्वस्थ अंग के जटिल, प्राकृतिक कार्यों को पूरी तरह से बहाल नहीं करते हैं, और अक्सर इनके साथ गंभीर दुष्प्रभाव आते हैं जो जीवन की गुणवत्ता को कम कर देते हैं। हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने जीन थेरेपी की ओर देखा है ताकि क्षतिग्रस्त गुर्दों को पूरी तरह विफल होने से पहले मरम्मत करने या पुनर्जीवित करने का एक तरीका खोजा जा सके। इस काम के लिए सबसे आशाजनक उपकरण एडिनो-एसोसिएटेड वायरस (AAV) नामक छोटे, हानिरहित वायरस हैं, जिन्हें कोशिकाओं में आनुवंशिक निर्देश ले जाने के लिए इंजीनियर किया जा सकता है। हालांकि, इन वायरसों को किडनी के उपचार के लिए उपयोग करने के मार्ग में एक बड़ी बाधा खड़ी रही है: जब इन्हें रक्तप्रवाह में इंजेक्ट किया जाता है, तो लिवर एक स्पंज की तरह काम करता है, जो किडनी तक पहुँचने से पहले ही अधिकांश वायरसों को सोख लेता है। यह न केवल उपचार को किडनी के लिए अप्रभावी बनाता है बल्कि लिवर को नुकसान पहुँचाने का जोखिम भी पैदा करता है।
स्पेन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब इस समस्या को दरकिनार करने का एक नया तरीका प्रदर्शित किया है, जिससे यह सिद्ध हुआ है कि किडनी को शरीर से बाहर निकाले बिना सीधे उस तक जीन थेरेपी पहुँचाना संभव है। सुअर, जिनके अंग मनुष्यों के समान आकार और कार्य वाले होते हैं, के साथ काम करते हुए, वैज्ञानिकों ने एक न्यूनतम आक्रामक (मिनिमली इनवेसिव) तकनीक विकसित की जो एक जीवित किडनी को शेष परिसंचरण प्रणाली से अस्थायी रूप से अलग करती है। पैर में एक छोटे से छेद के माध्यम से पतली नलिकाएं डालकर, उन्होंने किडनी की धमनी और शिरा को अवरुद्ध करने के लिए एक गुब्बारे का उपयोग किया, जिससे एक बंद लूप बन गया। इसके बाद उन्होंने जीन ले जाने वाले वायरस युक्त एक विशेष तरल पदार्थ को सीधे उस अलग की गई किडनी में एक घंटे के लिए पंप किया। इस पद्धति ने वायरस को किडनी के ऊतकों में भर दिया जबकि उसे रक्तप्रवाह में और लिवर से दूर रखा। छह दिन बाद, शोधकर्ताओं ने पाया कि आनुवंशिक निर्देश सफलतापूर्वक किडनी की कोशिकाओं में प्रवेश कर गए थे, जिससे वे एक विशिष्ट लाल रोशनी के साथ चमकने लगे, जबकि लिवर में वायरस प्राप्त होने या किसी भी क्षति के कोई संकेत नहीं मिले।
इस प्रक्रिया का परीक्षण तीन मादा सूअरों पर किया गया, जिसमें प्रत्येक जानवर को जनरल एनेस्थीसिया के तहत रखा गया था। टीम ने दो अलग-अलग प्रकार के बाहरी परफ्यूजन मशीनों का उपयोग किया, जो वे उपकरण हैं जिनका उपयोग सामान्यतः शरीर के बाहर अंगों को जीवित रखने के लिए किया जाता है, ताकि अलगाव के दौरान किडनी के स्वास्थ्य को बनाए रखा जा सके। एक मशीन व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरण है जिसका उपयोग किडनी ग्राफ्ट को संरक्षित करने के लिए किया जाता है, जबकि दूसरा पंप है जिसका उपयोग आमतौर पर हृदय-फेफड़ों के समर्थन के लिए किया जाता है। पहले दो सूअरों में, शोधकर्ताओं ने केवल यह परीक्षण किया कि क्या वे बिना किसी नुकसान के किडनी को सफलतापूर्वक अलग कर सकते हैं और उसके माध्यम से तरल पदार्थ पंप कर सकते हैं। उन्होंने पुष्टि की कि किडनी व्यवहार्य बनी रही, प्रक्रिया के बाद रक्त प्रवाह सामान्य हो गया, और अंग की त्वचा के नीचे केवल मामूली, प्रबंधनीय नील (ब्रूजिंग) पाया गया। तीसरे सूअर में, उन्होंने वायरस पेश किया जो एक ऐसा जीन ले जाता है जो कोशिकाओं को लाल फ्लोरोसेंट प्रोटीन बनाने के लिए प्रेरित करता है। एक घंटे के परफ्यूजन के बाद, टीम ने किडनी को नमक के घोल से धोया ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि कोई भी वायरस वापस शरीर में न लीक हो।
परिणामों ने दिखाया कि यह विधि बिल्कुल सटीक रूप से काम कर रही थी। जब शोधकर्ताओं ने उपचारित सूअर की जांच की, तो उन्होंने लाल फ्लोरोसेंट सिग्नल केवल उसी किडनी में पाया जिसका परफ्यूजन किया गया था, न कि दूसरी किडनी या लिवर में। सूक्ष्म विश्लेषण ने पुष्टि की कि वायरस किडनी की छोटी फिल्टर इकाइयों और नलिकाओं में प्रवेश कर गया था, जिसमें ग्लोमेरुली (glomeruli) की परत बनाने वाली कोशिकाएं भी शामिल थीं, जो किडनी की मुख्य फिल्टर संरचनाएं हैं। लिवर, जो आमतौर पर पूरे शरीर में इंजेक्ट किए जाने पर इन वायरसों को पकड़ लेता है, वहां वायरस का कोई प्रमाण नहीं मिला और वह स्वस्थ रहा। शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि वायरस मूत्राशय में दिखाई दिया, जिससे पता चलता है कि कुछ हिस्सा स्वाभाविक रूप से फिल्टर होकर मूत्र के माध्यम से उत्सर्जित हुआ था, जो यह समझा सकता है कि क्यों किडनी की सतह के पास की कुछ कोशिकाओं को भी लक्षित किया गया। प्रक्रिया के बाद के पूरे सप्ताह के दौरान, सूअर सामान्य व्यवहार करते रहे, उन्हें दर्द या संकट के कोई लक्षण नहीं दिखे, और उनकी किडनी भी अच्छी तरह से कार्य करती रही।
यह अध्ययन सुझाव देता है कि बड़ी सर्जरी या लिवर विषाक्तता के जोखिम के बिना एक मूल किडनी का जीन थेरेपी से उपचार करना संभव है। शोधकर्ता स्वीकार करते हैं कि नमूना आकार छोटा था और सूअरों में मनुष्यों की तुलना में रक्त के थक्के जमने की प्रवृत्ति अधिक होती है, जो यदि इस पद्धति को मनुष्यों के लिए अनुकूलित किया जाता है तो चुनौतियां पेश कर सकती हैं। उन्होंने यह भी उल्लेख किया कि उपचारित किडनी में देखी गई सूजन वायरस या इसके द्वारा उत्पादित प्रोटीन के प्रति एक प्रतिक्रिया हो सकती है, न कि प्रक्रिया के कारण। हालांकि, दो अलग-अलग परफ्यूजन प्रणालियों के उपयोग की सफलता यह दर्शाती है कि यह तकनीक लचीली है और इसे अस्पतालों में पहले से उपलब्ध उपकरणों के साथ अनुकूलित किया जा सकता है। इंटरवेंशनल रेडियोलॉजी को ऑर्गन परफ्यूजन तकनीक के साथ जोड़कर, यह दृष्टिकोण किडनी के ऊतकों को सीधे ठीक करने वाले उपचार विकसित करने के लिए एक संभावित मार्ग प्रदान करता है, जो भविष्य में डायलिसिस या ट्रांसप्लांट की आवश्यकता को टालने या रोकने में सक्षम हो सकता है।
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