An integrative network medicine approach identifies Erlotinib as a repurposed therapeutic candidate for obesity
यह अध्ययन एक कोशिका-प्रकार-विशिष्ट एकीकृत नेटवर्क मेडिसिन फ्रेमवर्क स्थापित करता है जो लिपिड चयापचय और सूजन को नियंत्रित करने के लिए BMP2K को लक्षित करके मोटापे के लिए एक संभावित चिकित्सीय उम्मीदवार के रूप में पुनरुद्देश्यित कैंसर विरोधी दवा एरलोटिनिब (Erlotinib) की पहचान और पुष्टि करता है।
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मोटापा केवल वजन की अधिकता मात्र नहीं है; यह एक जटिल अवस्था है जहाँ शरीर के वसा ऊतक (fat tissues) सही ढंग से कार्य करना बंद कर देते हैं। इन ऊतकों के भीतर, ऊर्जा संचय करने वाली नन्ही कोशिकाएं और संक्रमण से लड़ने वाली कोशिकाएं असामान्य रूप से व्यवहार करने लगती हैं, जिससे सूजन (inflammation) की एक कम-स्तर की, पुरानी और निरंतर आग पैदा होती है जो शरीर द्वारा चीनी और वसा को संभालने के तरीके में व्यवधान डालती है। दशकों से, वैज्ञानिक इसे ठीक करने के लिए दवाओं की खोज करने का प्रयास कर रहे हैं, लेकिन नए अणुओं का निर्माण करना धीमा, महंगा और अक्सर विफल होने वाला काम है। एक अलग रणनीति उभरी है जिसे 'ड्रग रिपर्पजिंग' (drug repurposing) कहा जाता है। एक नया अणु आविष्कार करने के बजाय, शोधकर्ता पहले से स्वीकृत दवाओं को देखते हैं जो अन्य बीमारियों, जैसे कि कैंसर या हृदय संबंधी स्थितियों के लिए उपयोग की जाती हैं, ताकि यह देखा जा सके कि क्या वे मोटापे के लिए काम आ सकती हैं। यह दृष्टिकोण तेज़ है क्योंकि दवा की सुरक्षा पहले से ही ज्ञात है। हालाँकि, चुनौती यह थी कि यह पता लगाना कि शरीर की कौन सी विशिष्ट कोशिकाओं को लक्षित किया जाना चाहिए, क्योंकि मानव शरीर हजारों अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं से बना है जो अपने स्थान के आधार पर अलग-अलग व्यवहार करती हैं।
हुनान नॉर्मल यूनिवर्सिटी और हेनान यूनिवर्सिटी ऑफ चाइनीज मेडिसिन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस समस्या को हल करने के लिए मोटापे से ग्रस्त लोगों के वसा ऊतकों का एक विस्तृत मानचित्र तैयार करके इस समस्या का समाधान किया। उन्होंने ऊतक को केवल एक संपूर्ण इकाई के रूप में नहीं देखा; उन्होंने व्यक्तिगत कोशिकाओं की जांच करने के लिए एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन तकनीक का उपयोग किया, और उन्हें उनके विशिष्ट कार्यों के आधार पर समूहों में विभाजित किया। उन्होंने वसा के दो मुख्य क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित किया: त्वचा के ठीक नीचे जमा वसा और पेट के अंदर की गहरी वसा, जो स्वास्थ्य जोखिमों से अधिक निकटता से जुड़ी होती है। इस कोशिकीय मानचित्र को मोटापे के बड़े आनुवंशिक अध्ययनों के साथ जोड़कर, उन्होंने चार विशिष्ट समूहों की पहचान की जो मोटापे से ग्रस्त व्यक्तियों में असामान्य रूप से व्यवहार कर रहे थे। इन समूहों में त्वचा के नीचे और पेट की वसा में मौजूद वसा-संचय करने वाली कोशिकाएं और प्रतिरक्षा कोशिकाएं शामिल थीं। शोधकर्ताओं ने कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करके यह पता लगाया कि ये कोशिकाएं आपस में कैसे संवाद करती हैं और कौन से जीन उनकी शिथिलता (dysfunction) को संचालित कर रहे हैं।
इस विस्तृत नेटवर्क का उपयोग करते हुए, टीम ने एक ऐसी दवा खोजने के लिए खोज चलाई जो इन हानिकारक संकेतों को रोक सके। कंप्यूटर विश्लेषण ने 'एर्लोटिनिब' (Erlotinib) नामक दवा की ओर संकेत किया। एर्लोटिनिब पहले से ही एक विशिष्ट प्रोटीन को ब्लॉक करके कुछ प्रकार के कैंसर के इलाज के लिए स्वीकृत है जो ट्यूमर को बढ़ने में मदद करता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि वही प्रोटीन, और उससे संबंधित अन्य प्रोटीन, मोटे लोगों की वसा कोशिकाओं में भी सक्रिय थे। यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह संबंध वास्तविक है न कि केवल एक संयोग, उन्होंने आनुवंशिक डेटा का उपयोग करने वाली एक सांख्यिकीय विधि का उपयोग किया ताकि यह देखा जा सके कि क्या इन प्रोटीनों में परिवर्तन वास्तव में मोटापे का कारण बनते हैं। परिणामों ने इस विचार का समर्थन किया कि इन प्रोटीनों को लक्षित करना मददगार हो सकता है। इसके बाद उन्होंने यह जांचने के लिए कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग किया कि क्या एर्लोटिनिब अणु वसा कोशिकाओं के भीतर विशिष्ट प्रोटीनों के साथ भौतिक रूप से फिट और जुड़ सकता है, जिसमें उन्होंने पाया कि यह अत्यधिक स्थिरता के साथ ऐसा करता है।
यह परीक्षण करने के लिए कि क्या यह विचार जीवित प्रणाली में काम करता है, शोधकर्ताओं ने जेब्राफिश (zebrafish) की ओर रुख किया, जो एक छोटी मछली है जिसका उपयोग अक्सर चिकित्सा अनुसंधान में किया जाता है क्योंकि उनका शरीर मनुष्यों की तरह दवाओं के प्रति प्रतिक्रिया देता है। उन्होंने मछलियों को मोटापा करने के लिए उच्च-वसा वाला आहार दिया, फिर उन्हें एर्लोटिनिब दिया। उपचारित मछलियों ने अनुपचारित मोटापे से ग्रस्त मछलियों की तुलना में काफी कम वजन बढ़ाया, और उनके शारीरिक माप में सुधार हुआ। उनके शरीर के भीतर, दवा ने ट्राइग्लिसराइड्स (रक्त में वसा का एक प्रकार) के स्तर को कम किया और उन जीनों की अभिव्यक्ति को कम किया जो शरीर को अधिक वसा संग्रहीत करने का निर्देश देते हैं। इसने सूजन के लिए जिम्मेदार जीनों को भी शांत किया। अध्ययन ने 'BMP2K' नामक एक विशिष्ट प्रोटीन की भी पहचान की, जो मोटापे से ग्रस्त मछलियों में बढ़ा हुआ पाया गया और दवा द्वारा कम कर दिया गया, जिससे यह संकेत मिलता है कि यह प्रोटीन इस बात का मुख्य हिस्सा हो सकता है कि दवा कैसे काम करती है।
शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि एर्लोटिनिब मोटापे के उपचार के रूप में आशाजनक है, इसलिए नहीं कि यह एक नया आविष्कार है, बल्कि इसलिए क्योंकि यह उस विशिष्ट कोशिकीय मशीनरी को लक्षित करता है जो इस बीमारी में गलत हो जाती है। हालांकि वर्तमान में इस दवा का उपयोग कैंसर के लिए किया जाता है, यह अध्ययन सुझाव देता है कि इसका उपयोग वजन और चयापचय (metabolism) को प्रबंधित करने में मदद के लिए किया जा सकता है। टीम ने इस बात पर जोर दिया कि उनके निष्कर्ष कंप्यूटर मॉडल और पशु परीक्षणों पर आधारित हैं, और मनुष्यों में दवा के प्रभाव को भविष्य के नैदानिक परीक्षणों (clinical trials) में पुष्ट करने की आवश्यकता होगी। फिर भी, यह कार्य इस बात का एक स्पष्ट उदाहरण है कि कैसे व्यक्तिगत कोशिकाओं के स्तर पर शरीर को देखने से पुरानी दवाओं के उपयोग के नए तरीके सामने आ सकते हैं, जो दुनिया भर के लाखों लोगों को प्रभावित करने वाली स्थिति के लिए एक संभावित मार्ग प्रदान करता है।
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