scFv-Fcs as a Radiotheranostic Platform for Targeting TRA-1-60 in Pancreatic Cancers

अग्न्याशय का कैंसर (पैनक्रिएटिक कैंसर) सबसे कठिन बीमारियों में से एक है इलाज के लिए, काफी हद तक इसलिए क्योंकि यह कोशिकाओं के एक छोटे समूह को छिपा देता है जो पूरे ट्यूमर के लिए बीज की तरह काम करते हैं। ये कोशिकाएं, जिन्हें कैंसर स्टेम सेल्स (कैंसर स्टेम कोशिकाएं) कहा जाता है, मानक कीमोथेरेपी से मारना कठिन होता है और अक्सर उपचार सफल दिखने के बाद बीमारी के वापस आने के लिए जिम्मेदार होती हैं। डॉक्टर वर्तमान में जीवित व्यक्ति के भीतर इन विशिष्ट कोशिकाओं को पहचानने में कठिनाई महसूस करते हैं क्योंकि वे मुख्य ट्यूमर से बहुत अलग दिखती हैं और व्यवहार करती हैं। समाधान खोजने के लिए, वैज्ञानिक इन स्टेम कोशिकाओं की सतह पर एक अनूठे मार्कर की तलाश कर रहे हैं जिसे सटीकता से लक्षित किया जा सके। ऐसा ही एक मार्कर TRA-1-60 नामक अणु है, जो इन खतरनाक कोशिकाओं की सतह पर स्थित होता है लेकिन स्वस्थ, सामान्य ऊतकों में शायद ही कभी पाया जाता है। यदि डॉक्टर इस मार्कर से एक उपकरण जोड़ सकें, तो वे संभावित रूप से देख सकते हैं कि स्टेम कोशिकाएं वास्तव में कहां हैं और शरीर के बाकी हिस्सों को नुकसान पहुंचाए बिना सीधे उन तक उपचार पहुंचा सकते हैं।

कैर्मानोस कैंसर इंस्टीट्यूट और वेन स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने ठीक ऐसा करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक नया उपकरण विकसित किया है। उन्होंने एक विशेष आणविक खंड (मॉलिक्यूलर फ्रैगमेंट) बनाया है, जो एक पूर्ण एंटीबॉडी का छोटा, हल्का संस्करण है, जिसे TRA-1-60 मार्कर को खोजने और उससे चिपकने के लिए इंजीनियर किया गया है। यह खंड 'थेरानोस्टिक्स' (theranostics) नामक एक दो-भाग वाली रणनीति का हिस्सा है, जो निदान और चिकित्सा को एक ही दृष्टिकोण में जोड़ता है। सबसे पहले, उन्होंने इस खंड के साथ ज़िरकोनियम-89 नामक एक रेडियोधर्मी पदार्थ जोड़ा। यह संस्करण एक चमकते हुए संकेत (बीकन) की तरह कार्य करता है जिसे PET स्कैनर के साथ देखा जा सकता है, जिससे डॉक्टरों को यह मैप करने में मदद मिलती है कि कैंसर स्टेम कोशिकाएं कहाँ स्थित हैं। दूसरा, उन्होंने उसी खंड का एक संस्करण बनाया है जो ल्यूटेटियम-177 नामक एक अलग रेडियोधर्मी पदार्थ से जुड़ा है, जो उन कोशिकाओं को सीधे रेडिएशन (विकिरण) की खुराक पहुंचाता है जिनसे वह जुड़ता है, जिससे उन्हें प्रभावी रूप से नष्ट किया जा सके। लक्ष्य यह सिद्ध करना था कि यह छोटा, तेजी से शरीर से बाहर निकलने वाला उपकरण कैंसर को ढूंढ सकता है, उसे स्कैन पर चमका सकता है, और फिर उपचार कर सकता है, और यह सब शरीर से इतनी जल्दी बाहर निकल सकता है कि स्वस्थ अंगों को नुकसान न पहुंचे।

टीम ने इस दृष्टिकोण का परीक्षण उन चूहों का उपयोग करके किया जिन्हें मानव अग्नाशयी ट्यूमर दिए गए थे। उन्होंने प्रयोग के लिए दो प्रकार के ट्यूमर चुने: एक जिसमें TRA-1-60 मार्कर का उच्च स्तर ज्ञात था और दूसरा जिसमें बहुत कम स्तर था। जब उन्होंने चूहों में चमकने वाले ज़िरकोनियम-89 संस्करण को इंजेक्ट किया, तो स्कैन से पता चला कि उपकरण रक्तप्रवाह के माध्यम से तेजी से यात्रा करता है और कुछ ही घंटों के भीतर उच्च-मार्कर वाले ट्यूमर में स्थिर हो जाता है। छवियां स्पष्ट और तीक्ष्ण थीं, जो दिखा रही थीं कि ट्यूमर चमक रहा है जबकि बाकी शरीर अंधेरा बना हुआ है। महत्वपूर्ण रूप से, यह उपकरण पेट या अग्न्याशय जैसे स्वस्थ ऊतकों में नहीं फंसा, जो पुराने, बड़े एंटीबॉडी दवाओं के साथ एक आम समस्या है। कम-मार्कर वाले ट्यूमर वाले चूहों में, उपकरण ने केवल न्यूनतम अपटेक दिखाया, जो संभवतः लीकी (रिसाव वाली) रक्त वाहिकाओं के कारण था, न कि विशिष्ट बाइंडिंग के कारण, जिससे यह सिद्ध हुआ कि यह विशेष रूप से TRA-1-60 सिग्नल की तलाश कर रहा था और केवल गलती से ट्यूमर में नहीं फंस गया था। शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि यह उपकरण पूर्ण आकार के एंटीबॉडी की तुलना में रक्त से बहुत तेजी से बाहर निकल गया, जिसका अर्थ है कि शरीर के बाकी हिस्सों पर कम रेडिएशन का प्रभाव पड़ा।

एक बार जब उन्होंने पुष्टि कर ली कि उपकरण कैंसर को ढूंढ सकता है, तो टीम उपचार वाले संस्करण पर आ गई, जो रेडिएशन उत्सर्जित करने वाले ल्यूटेटियम-177 को ले जाता है। उन्होंने उच्च-मार्कर वाले ट्यूमर वाले चूहों में विभिन्न शक्ति स्तरों पर इसे इंजेक्ट किया। परिणामों ने दिखाया कि उपचार 'डोज-डिपेंडेंट' (खुराक पर निर्भर) तरीके से काम करता है, जिसका अर्थ है कि खुराक जितनी अधिक होगी, ट्यूमर की वृद्धि उतनी ही धीमी होगी। उच्चतम खुराक प्राप्त करने वाले चूहों में ट्यूमर की वृद्धि एक महत्वपूर्ण अवधि के लिए रुक गई, और अध्ययन के फॉलो-अप के दौरान उच्चतम खुराक समूहों के लिए ट्यूमर के खतरनाक आकार तक पहुंचने का मध्य समय (median time) प्राप्त नहीं हुआ। हालांकि, शोधकर्ताओं ने नोट किया कि हालांकि उपचार शुरू में प्रभावी था, लेकिन लगभग 48 दिनों के बाद ट्यूमर ग्रोथ कर्व्स कंट्रोल ग्रुप के साथ मिल गए, जिसका अर्थ है कि उस बिंदु के बाद अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण नहीं रह गया। शोधकर्ताओं ने उपचार के बाद ट्यूमर की जांच की और पाया कि कोशिकाएं मर रही थीं और ट्यूमर का कुल द्रव्यमान सिकुड़ गया था। उन्होंने यह भी देखा कि तेजी से विभाजित होने वाली कोशिकाओं की संख्या में काफी गिरावट आई, जिससे पता चलता है कि उपचार सीधे उन्हीं कोशिकाओं पर प्रहार कर रहा था जो कैंसर की फैलने और वापस आने की क्षमता को संचालित करती हैं।

महत्वपूर्ण रूप से, अध्ययन ने दिखाया कि यह दृष्टिकोण जानवरों के लिए सुरक्षित था। शोधकर्ताओं ने रक्त और प्रमुख अंगों, जैसे लिवर, किडनी और प्लीहा (स्प्लीन) की जांच की, और क्षति या विषाक्तता के कोई संकेत नहीं पाए। रक्त की मात्रा सामान्य रही और अंगों की ऊतक संरचना स्वस्थ दिखी, जो यह दर्शाता है कि रेडिएशन को शरीर के बाकी हिस्सों को नुकसान पहुंचाए बिना सटीक रूप से ट्यूमर तक पहुंचाया गया था। उपचार ने ट्यूमर के भीतर के वातावरण को भी बदल दिया, जिससे मैक्रोफेज (macrophages) नामक प्रतिरक्षा कोशिकाएं आकर्षित हुईं, जो शरीर की प्राकृतिक रक्षा प्रणाली का हिस्सा हैं। इससे पता चलता है कि रेडिएशन ने न केवल कैंसर कोशिकाओं को सीधे मारा बल्कि शरीर की अपनी प्रतिरक्षा प्रणाली को बीमारी से लड़ने के लिए जगाने में भी मदद की। हालांकि, शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि हालांकि उपचार प्रभावी था, लेकिन इसने चूहों में हर एक कैंसर कोशिका को पूरी तरह से खत्म नहीं किया, और कुछ मामलों में ट्यूमर फिर से बढ़ने लगा। यह सुझाव देता है कि हालांकि यह उपकरण इन जिद्दी कोशिकाओं को लक्षित करने का एक शक्तिशाली नया तरीका है, लेकिन स्थायी इलाज के लिए इसे अन्य उपचारों के साथ संयोजन में उपयोग करने या बार-बार खुराक देने की आवश्यकता हो सकती है।

अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि यह छोटा एंटीबॉडी खंड उन अग्नाशयी कैंसरों के लिए एक आशाजनक मंच है जिनमें TRA-1-60 मार्कर मौजूद है। एक एकल अणु का उपयोग करके जिसे चमकने वाले ट्रेसर और रेडिएशन हथियार के बीच बदला जा सकता है, डॉक्टर संभावित रूप से यह पहचान सकते हैं कि किन रोगियों में ये कठिन-से-इलाज वाली स्टेम कोशिकाएं हैं और फिर उन्हें सीधे लक्षित कर सकते हैं। यह शोध भविष्य के कार्य के लिए एक मजबूत आधार प्रदान करता है, यह दिखाते हुए कि एक ऐसा ड्रग डिजाइन करना संभव है जो इन 'कैंसर बीजों' को खोजने के लिए पर्याप्त विशिष्ट, रोगी को नुकसान पहुंचाए बिना उपयोग करने के लिए पर्याप्त सुरक्षित और बीमारी को धीमा करने के लिए पर्याप्त प्रभावी हो। हालांकि खुराक को परिष्कृत करने और इसे अन्य उपचारों के साथ संयोजित करने के लिए और अधिक काम की आवश्यकता है, यह दृष्टिकोण इन घातक कैंसरों से निपटने के लिए एक नया मार्ग प्रदान करता है।