Isolation and Anti-Ferroptotic Activity of the New Tetrahydrocannabilactolvarin and Cannabinol Derivatives from a ∆9-THCV chemotype of Cannabis sativa L
यह अध्ययन एक लंबे समय तक रखे गए *कैनबिस सैटिवा* (Cannabis sativa) के केमोटाइप से एक नए टेट्राहाइड्रोकैनैबिलाटोल्वारिन (tetrahydrocannabilactolvarin) व्युत्पन्न के पृथक्करण और संरचनात्मक लक्षण वर्णन की रिपोर्ट करता है, जबकि इसके अग्रदूतों के विशिष्ट डिकार्बोक्सिलेशन गतिकी की जांच करता है और कैनबिनोल (cannabinol) तथा कैनबिनोवारिन (canninovarin) को एंटी-फेरोप्टोटिक गतिविधि के लिए जिम्मेदार प्राथमिक कारकों के रूप में पहचानता है।
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पौधे रसायनों के स्थिर संग्रहालय नहीं हैं; वे गतिशील प्रयोगशालाएं हैं जहाँ अणु निरंतर रूपांतरित होते रहते हैं। कैनबिस (भांग) के पौधे में यह विशेष रूप से सत्य है। यह पौधा कैनबिनोइड्स नामक जटिल कार्बनिक यौगिकों का उत्पादन करता है, जो ताजे पौधे में अम्लीय रूप में मौजूद होते हैं। समय के साथ, या गर्मी और प्रकाश के संपर्क में आने पर, ये अम्लीय अणु अपनी संरचना का एक छोटा हिस्सा—एक कार्बन डाइऑक्साइड समूह—खो देते हैं और अपने तटस्थ, स्थिर संस्करण बन जाते हैं। इस प्रक्रिया को डिकार्बोक्सिलेशन (decarboxylation) कहा जाता है, जो शरीर द्वारा उन्हें अवशोषित करने के तरीके को बदल देती है। एक अन्य रूपांतरण तब होता है जब पौधे के सक्रिय तत्वों को हवा के संपर्क में लाया जाता है, जिससे वे धीरे-धीरे अलग, कम मनोदैहिक (psychoactive) यौगिकों में बदल जाते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से इन परिवर्तनों को समझने के लिए पौधे के रसायन विज्ञान का अध्ययन करते रहे हैं, लेकिन वे आमतौर पर ताजे नमूनों या भंडारण की अल्प अवधि को देखते हैं। एक महत्वपूर्ण प्रश्न बना हुआ है: जब ये नाजुक अणु एक दशक तक बिना किसी छेड़छाड़ के रखे रहते हैं, तो क्या होता है?
हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने एक विशिष्ट प्रकार के कैनबिस पौधे का परीक्षण किया जिसे 2014 में काटा गया था और नियंत्रित परिस्थितियों में एक सीलबंद बैग में दस वर्षों तक संग्रहीत किया गया था। इस पुराने (aged) पदार्थ का विश्लेषण करके, उन्होंने एक ऐसी रासायनिक कहानी का पता लगाया जो एक दशक से धीरे-धीरे विकसित हो रही थी। टीम ने पाया कि पौधे के मूल यौगिक न केवल अपने अपेक्षित तटस्थ रूपों में बदल गए थे; बल्कि वे एक अद्वितीय पुनर्गठन से भी गुजरे थे जिससे एक बिल्कुल नया अणु बना जो प्रकृति में पहले कभी नहीं देखा गया था। इसके अलावा, उन्होंने परीक्षण किया कि क्या ये पुराने और नए यौगिक कोशिकाओं को लोहे और वसा से होने वाले नुकसान द्वारा संचालित एक विशिष्ट प्रकार की कोशिका मृत्यु, जिसे फेरोप्टोसिस (ferroptosis) कहा जाता है, से बचा सकते हैं। इस प्रकार की कोशिका मृत्यु कई गंभीर स्वास्थ्य स्थितियों से जुड़ी है, जिसमें तंत्रिका क्षति और यकृत (लीवर) की चोट शामिल है, जिससे प्राकृतिक यौगिकों की खोज चिकित्सा अनुसंधान के लिए एक प्राथमिकता बन गई है।
शोधकर्ताओं ने पहले दस साल पुराने पौधे के पदार्थ को लिया और उसके रासायनिक घटकों को अलग करने के लिए उसे विलायकों (solvents) में घोला। उन्होंने मौजूद प्रत्येक अणु को तौलने और पहचानने के लिए उन्नत उपकरणों का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि पौधे में अपेक्षित परिवर्तन वास्तव में हुए थे: मुख्य यौगिकों के अम्लीय संस्करण अधिकांशतः अपने तटस्थ रूपों में परिवर्तित हो गए थे। हालाँकि, इस रूपांतरण की गति सभी यौगिकों के लिए एक समान नहीं थी। पांच-कार्बन पूंछ वाले अणु ने अपने तीन-कार्बन पूंछ वाले चचेरे भाई की तुलना में तेजी से रूपांतरण किया। इस समय अंतराल के कारण, एक दुर्लभ मध्यवर्ती यौगिक, जो एक टूटे हुए उत्पाद का अम्लीय संस्करण था, नमूने में जमा हो गया। अधिक आश्चर्यजनक रूप से, विश्लेषण ने एक अज्ञात पदार्थ का खुलासा किया जो किसी भी ज्ञात कैनबिस रसायन से मेल नहीं खाता था।
इस अज्ञात पदार्थ के रहस्य को सुलझाने के लिए, टीम ने इसे शुद्ध रूप में अलग किया और परमाणु नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद (nuclear magnetic resonance) का उपयोग करके इसकी संरचना की जांच की, जो एक तकनीक है जो अणु के भीतर परमाणुओं की स्थिति को मैप करती है। उन्होंने पाया कि इस नए यौगिक ने, जिसे उन्होंने टेट्राहाइड्रोकैनैबिलाटोलेवरिन (tetrahydrocannabilactolvarin) नाम दिया, एक ऐसी संरचना बनाई थी जो पौधे के मूल निर्माण खंडों का एक मुड़ा हुआ, पुनर्गठित संस्करण था। कैनबिस के कई यौगिकों की विशिष्ट सपाट, खुली रिंग संरचना के बजाय, इस नए अणु ने एक ऑक्सीजन ब्रिज के साथ एक कठोर, त्रि-आयामी पिंजरे (cage) का रूप ले लिया था। यह आकार मूल अणु की ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने और फिर स्वयं के ऊपर मुड़ने का परिणाम था, जिससे एक अनूठा ढांचा बना जो पहले कभी किसी कैनबिस किस्म में पहचाना नहीं गया था। शोधकर्ताओं ने यह पुष्टि करने के लिए कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग किया कि परमाणु अंतरिक्ष में कैसे व्यवस्थित हैं, और अपने गणनाओं को प्रयोगात्मक डेटा के साथ पूरी तरह से मिलाकर यह सिद्ध किया कि संरचना सही थी।
नए अणु की पहचान के बाद, टीम उनके संभावित चिकित्सा मूल्य की ओर मुड़ी। वे यह देखना चाहते थे कि क्या यह नया यौगिक, अन्य पुराने रसायनों के साथ मिलकर, फेरोप्टोसिस को रोक सकता है। इसका परीक्षण करने के लिए, उन्होंने यकृत कोशिकाओं को एक ऐसे रसायन के संपर्क में रखा जो इस विनाशकारी प्रक्रिया को सक्रिय करता है और फिर कोशिकाओं के जीवित रहने की संभावना देखने के लिए कैनबिस यौगिकों को जोड़ा। परिणामों ने दिखाया कि तटस्थ, पुराने यौगिक शक्तिशाली रक्षक थे। सबसे प्रभावी यौगिक परिचित कैनबिनोल (cannabinol) था, जिसने बहुत कम सांद्रता पर भी कोशिकाओं को जीवित रखा। उस नए, पिंजरे जैसे अणु ने भी सुरक्षा प्रदान की, लेकिन वह कम शक्तिशाली था और उसका प्रभाव समय के साथ तेजी से कम हो गया। इन यौगिकों के अम्लीय संस्करणों ने, भले ही परीक्षण के लिए उन्हें रासायनिक रूप से स्थिर किया गया था, उनके तटस्थ समकक्षों की तुलना में उतना अच्छा काम नहीं किया।
अध्ययन ने यह भी देखा कि ये यौगिक आणविक स्तर पर कैसे कार्य करते हैं। उन्होंने पाया कि सबसे प्रभावी रक्षक कोशिका झिल्ली के भीतर वसा के ऑक्सीकरण के विरुद्ध एक ढाल की तरह कार्य करते हैं, जो फेरोप्टोसिस प्रक्रिया का एक प्रमुख चरण है। हालाँकि, नया पिंजरे जैसा अणु इस भूमिका में कम स्थिर था; हालांकि इसने अल्पकालिक रूप से अच्छा काम किया, लेकिन लंबे समय तक संपर्क में रहने के बाद इसने वसा के नुकसान को रोकने की अपनी क्षमता खो दी। यह सुझाव देता है कि अणु का विशिष्ट आकार एक जीवित कोशिका के भीतर उसकी स्थिरता और प्रभावशीलता के लिए बहुत मायने रखता है। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि जबकि पौधे की प्राकृतिक उम्र बढ़ने की प्रक्रिया विभिन्न दिलचस्प रसायन बनाती है, इन यौगिकों के पूर्ण रूप से बने, तटस्थ संस्करण इस प्रकार की कोशिका मृत्यु के खिलाफ सबसे विश्वसनीय रक्षक हैं। नए, पुनर्गठित अणु की खोज कैनबिस रसायन विज्ञान के पहेली में एक अद्वितीय टुकड़ा जोड़ती है, जो यह दिखाती है कि दस साल के भंडारण के बाद भी, पौधा नए और जटिल रासायनिक आश्चर्य पेश करना जारी रखता है।
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