UTMD targeted silencing of SLC34A2 inhibits the malignant phenotype of ovarian cancer cells
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि SLC34A2-shRNA को वितरित करने के लिए LHRHa-संयुग्मित माइक्रोबबल्स का उपयोग करते हुए अल्ट्रासाउंड-लक्षित माइक्रोबबल विनाश (UTMD), डिम्बग्रंथि कैंसर कोशिकाओं में ऑन्कोजीन SLC34A2 को प्रभावी ढंग से साइलेंस करता है, जिससे PI3K/AKT सिग्नलिंग पाथवे और इंट्रासेल्युलर फास्फोरस संचय के दमन के माध्यम से प्रसार और प्रवासन को बाधित करते हुए एपोप्टोसिस को प्रेरित किया जाता है।
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डिम्बग्रंथि का कैंसर (ओवेरियन कैंसर) आधुनिक चिकित्सा में सबसे कठिन चुनौतियों में से एक बना हुआ है, मुख्य रूप से इसलिए क्योंकि यह रोग अक्सर मानक कीमोथेरेपी का विरोध करता है और इसके उपचार के लिए उपयोग की जाने वाली दवाएं शरीर के बाकी हिस्सों को गंभीर नुकसान पहुंचा सकती हैं। इस कैंसर से लड़ने में एक बड़ी बाधा उपचार को सीधे ट्यूमर तक पहुँचाना है ताकि वह कहीं और खो न जाए या नुकसान न पहुँचाए। वैज्ञानिकों ने एक विशिष्ट प्रोटीन की पहचान की है, जिसे SLC34A2 कहा जाता है, जो फास्फोरस के लिए एक द्वारपाल (गेटकीपर) की तरह कार्य करता है, जो एक ऐसा पोषक तत्व है जिसे कैंसर कोशिकाएं अपनी तीव्र वृद्धि को ईंधन देने के लिए जमा करती हैं। डिम्बग्रंथि के कैंसर में, यह द्वार खुला छोड़ दिया जाता है, जिससे बहुत अधिक फास्फोरस अंदर आता है और बीमारी को आगे बढ़ाता है। हालांकि शोधकर्ताओं ने इस द्वार को बंद करने के लिए आनुवंशिक उपकरण विकसित किए हैं, लेकिन ये उपकरण नाजुक हैं और ट्यूमर कोशिकाओं तक पर्याप्त संख्या में पहुँचने के लिए संघर्ष करते हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, वैज्ञानिक एक ऐसी विधि की खोज कर रहे हैं जो ध्वनि तरंगों और सूक्ष्म गैस से भरे बुलबुलों का उपयोग एक सटीक वितरण वाहन के रूप में करती है, जिसका लक्ष्य आनुवंशिक निर्देशों को ठीक वहीं पहुँचाना है जहाँ उनकी आवश्यकता है।
एक नए अध्ययन में, 'सेवेंथ मेडिकल सेंटर ऑफ चाइनीज पीएलए जनरल हॉस्पिटल' के शोधकर्ताओं ने डिम्बग्रंथि के कैंसर कोशिकाओं में विशेष रूप से SLC34A2 जीन को शांत करने के लिए डिज़ाइन किए गए एक सिस्टम का परीक्षण किया। उन्होंने लिपिड से बने सूक्ष्म बुलबुले बनाए, जो वसायुक्त अणु हैं जो कोशिका झिल्ली (सेल मेम्ब्रेन) में पाए जाने वाले अणुओं के समान होते हैं। इन बुलबुलों में shRNA नामक एक आनुवंशिक उपकरण भरा गया था, जो SLC34A2 जीन को बंद करने वाले एक आणविक स्विच के रूप में कार्य करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये बुलबुले कैंसर कोशिकाओं को ढूंढ लें, वैज्ञानिकों ने उनकी सतह पर एक विशिष्ट लक्ष्यीकरण अणु (टारगेटिंग मॉलिक्यूल) जोड़ा जो केवल डिम्बग्रंथि के कैंसर कोशिकाओं पर पाए जाने वाले रिसेप्टर्स से जुड़ता है। इसके बाद, उन्होंने कैंसर कोशिकाओं को आठ सेकंड के लिए कम तीव्रता वाली अल्ट्रासाउंड बीम के संपर्क में रखा। इस ध्वनि तरंग ने बुलबुलों को कोशिकाओं के ठीक बगल में फूटने के लिए प्रेरित किया, जिससे एक प्रक्रिया शुरू हुई जिसने कोशिका झिल्ली में क्षणिक रूप से सूक्ष्म छिद्र खोल दिए और आनुवंशिक सामग्री को अंदर जाने की अनुमति दी।
परिणामों ने दिखाया कि यह लक्षित दृष्टिकोण पिछले तरीकों की तुलना में बहुत बेहतर था। जब शोधकर्ताओं ने कैंसर कोशिकाओं के भीतर लक्षित बुलबुलों को फोड़ने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग किया, तो कोशिकाओं ने SLC34A2 प्रोटीन का उत्पादन लगभग पूरी तरह से बंद कर दिया। इस प्रोटीन के बिना, कोशिकाएं उच्च स्तर का फास्फोरस जमा करने में सक्षम नहीं रहीं जिसकी उन्हें जीवित रहने और बढ़ने के लिए आवश्यकता होती है। इस चयापचय व्यवधान (मेटाबॉलिक डिसरप्शन) ने एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू की: वे आंतरिक संकेतन मार्ग (सिग्नलिंग पाथवे) जो कोशिकाओं को बढ़ने और फैलने का निर्देश देते हैं, धीमे हो गए, और कोशिकाएं स्वाभाविक रूप से मरने लगीं। अध्ययन में पाया गया कि इस पद्धति ने कैंसर कोशिकाओं के बढ़ने और फैलने की क्षमता को काफी कम कर दिया, साथ ही उन्हें प्रोग्राम की गई कोशिका मृत्यु (प्रोग्राम्ड सेल डेथ) की उच्च दर पर भी धकेला, जो केवल आनुवंशिक उपकरण या गैर-लक्षित बुलबुलों के उपयोग की तुलना में बहुत अधिक थी।
शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं के भीतर प्रोटीन के स्तर और सिग्नलिंग मार्गों की गतिविधि को मापकर इन निष्कर्षों की पुष्टि की। उन्होंने देखा कि लक्षित बुलबुलों और अल्ट्रासाउंड तरंगों का संयोजन ही एकमात्र तरीका था जिसने फास्फोरस के संचय को सफलतापूर्वक रोका और विकास संकेतों को बंद कर दिया। अध्ययन ने यह भी प्रदर्शित किया कि अल्ट्रासाउंड ने स्वयं और खाली बुलबुलों ने कोशिकाओं को कोई नुकसान नहीं पहुँचाया, जिससे वितरण पद्धति की सुरक्षा सिद्ध हुई। विशिष्ट लक्ष्यीकरण अणु को अल्ट्रासाउंड की भौतिक शक्ति के साथ जोड़कर, टीम ने एक ऐसा सिस्टम बनाया जो वायरस या विषाक्त रसायनों की आवश्यकता के बिना सीधे कैंसर कोशिकाओं में एक शक्तिशाली आनुवंशिक उपचार पहुंचा सकता था।
हालांकि ये परिणाम आशाजनक हैं, लेकिन यह अध्ययन पूरी तरह से प्रयोगशाला सेटिंग में एक डिश में उगाई गई कोशिकाओं का उपयोग करके किया गया था। शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि एक जीवित शरीर के भीतर का जटिल वातावरण, जिसमें रक्त प्रवाह और प्रतिरक्षा प्रणाली शामिल है, यह प्रभावित कर सकता है कि ये बुलबुले ट्यूमर तक कितनी अच्छी तरह पहुँचते हैं। इसलिए, जबकि इस पद्धति ने लैब में प्रभावशीलता दिखाई है, यह देखने के लिए कि क्या यह एक जीवित जीव में सुरक्षित और प्रभावी ढंग से काम कर सकती है, पशु मॉडलों में आगे के परीक्षण की आवश्यकता है। यह कार्य एक नए प्रकार की जीन थेरेपी के लिए एक मजबूत प्रयोगात्मक आधार प्रदान करता है जो भविष्य में डिम्बग्रंथि के कैंसर के उपचार के लिए एक अधिक सटीक और कम विषाक्त तरीका प्रदान कर सकती है, जिससे इसके स्रोत पर ही इसकी ईंधन आपूर्ति को काटा जा सके।
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