Characterization and Validation of a Novel Patent-Pending Autologous Exosome Purification Kit from Human Peripheral Blood: Morphological and Immunophenotypic Evidence

मानव शरीर के भीतर, कोशिकाओं के बीच एक निरंतर, शांत संवाद होता रहता है। वे शब्दों से बात नहीं करते, बल्कि सूक्ष्म, झिल्ली-बद्ध पैकेटों के माध्यम से संचार करते हैं जो रक्त में तैरते हैं और शरीर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से तक संदेश ले जाते हैं। वैज्ञानिक इन पैकेटों को एक्स्ट्रासेलुलर वेसिकल्स (extracellular vesicles) कहते हैं, और इनमें सबसे छोटे और सबसे अधिक अध्ययन किए जाने वाले कणों को एक्सोसोम (exosomes) के रूप में जाना जाता है। ये सूक्ष्म गोले हैं, जिनका व्यास तीस से एक सौ पचास नैनोमीटर के बीच होता है, और इन्हें लगभग हर प्रकार की कोशिका द्वारा छोड़ा जाता है। ये प्रोटीन, वसा और आनुवंशिक निर्देशों से भरे होते हैं जो उस कोशिका के स्वास्थ्य और स्थिति को दर्शाते हैं जिसने उन्हें बनाया है। क्योंकि वे बहुत स्वतंत्र रूप से यात्रा करते हैं, डॉक्टर और शोधकर्ता लंबे समय से उन्हें शरीर की आंतरिक कार्यप्रणाली को समझने वाली खिड़कियों के रूप में उपयोग करने की आशा करते रहे हैं, जिससे पारंपरिक दवाओं के दुष्प्रभावों के बिना बीमारियों का जल्दी निदान किया जा सके या क्षतिग्रस्त ऊतकों तक उपचार के संकेत पहुँचाए जा सकें।

हालाँकि, मानव रक्त के नमूने से इन छोटे संदेशवाहकों को पकड़ना एक निराशाजनक पहेली साबित हुआ है। रक्त एक गाढ़ा, जटिल सूप है जिसमें कोशिकाएं, प्रोटीन और वसा होती है जो अक्सर इन वेसिकल्स की तुलना में बहुत बड़ी या चिपचिपी होती हैं। वर्षों तक, इन वेसिकल्स को अलग करने का मानक तरीका एक अल्ट्रासेंट्रीफ्यूज (ultracentrifuge) नामक मशीन में अत्यधिक उच्च गति पर रक्त के नमूनों को घुमाना था। यह विधि कठोर है; तीव्र बल नाजुक वेसिकल्स को कुचल सकता है, उन्हें आपस में गुंथ सकता है, या पीछे ऐसे घटकों का मिश्रण छोड़ सकता है जो परिणामों को भ्रमित कर देते हैं। अन्य विधियाँ भी मौजूद हैं, लेकिन वे अक्सर नमूने को पतला कर देती हैं या उनके लिए महंगे, विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है जिन्हें अस्पताल के वातावरण में उपयोग करना कठिन होता है। यह क्षेत्र इन कणों को अलग करने के एक अधिक कोमल, स्वच्छ तरीके की प्रतीक्षा कर रहा था, जो उनकी आकृति और शुद्धता को बनाए रखे और चिकित्सा उपयोग के लिए पर्याप्त सरल हो।

भारत में बायोटेक्स लाइफ सॉल्यूशंस (Biotex Life Solutions) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब एक नए उपकरण का परीक्षण किया है जिसे इस समस्या को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उन्होंने एक किट विकसित की है जो दावा करती है कि वह उच्च गति पर घुमाने या जटिल रासायनिक कॉलमों की आवश्यकता के बिना, मानव रक्त से इन सूक्ष्म वेसिकल्स को एक सीधे, सरल चरण में बाहर निकाल सकती है। यह प्रक्रिया एक स्वस्थ स्वयंसेवक से रक्त निकालने के एक साधारण कार्य से शुरू होती है। रक्त को एक विशेष ट्यूब में रखा जाता है जिसके नीचे एक अद्वितीय जेल होता है। यह जेल एक स्थिर अवरोध नहीं है; यह एक स्मार्ट सामग्री है जो घूमने पर अपनी मोटाई बदल लेती है। घुमाने से पहले, रक्त को थोड़ा गर्म किया जाता है ताकि कोशिकाएं अपने वेसिकल पैकेटों को अधिक मात्रा में छोड़ सकें। फिर ट्यूब को एक मानक प्रयोगशाला सेंट्रीफ्यूज में रखा जाता है, जो दस मिनट तक धीमी गति से घूमता है। जैसे ही यह घूमता है, जेल एक तरल अवरोध में बदल जाता है जो भारी रक्त कोशिकाओं को हल्के प्लाज्मा के साथ मिलने से रोकता है, जिससे एक स्वच्छ पृथक्करण होता है। वेसिकल्स वाले तरल परत को बाहर निकाला जाता है और दो परतों वाली झिल्ली वाले एक विशेष सीरिंज फिल्टर से गुजारा जाता है। यह फिल्टर एक बहुत महीन छलनी की तरह काम करता है, जो लक्षित वेसिकल्स से बड़े किसी भी कण को रोक लेता है जबकि तीस से एक सौ पचास नैनोमीटर के गोलों को एक स्वच्छ संग्रह ट्यूब में जाने देता है।

शोधकर्ता यह जानना चाहते थे कि क्या यह विधि वास्तव में काम करती है और क्या पकड़े गए कण वास्तविक हैं। यह पता लगाने के लिए, उन्होंने तीन अलग-अलग स्वयंसेवकों से शुद्ध तरल लिया और उसे दो शक्तिशाली प्रकार के सूक्ष्मदर्शी (microscopes) के नीचे देखा। सबसे पहले, उन्होंने एक ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग किया, जो अविश्वसनीय विवरण के साथ चित्र बनाने के लिए एक नमूने के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को भेजता है। छवियों ने ठीक वही दिखाया जिसकी उन्हें उम्मीद थी: तरल में तैरते हजारों छोटे, गोल कण। इन कणों में वह विशिष्ट कप के आकार की आकृति थी जिसे वैज्ञानिक एक्सोसोम से जोड़ते हैं, और वे सभी सही आकार सीमा के भीतर थे। महत्वपूर्ण रूप से, छवियों ने दिखाया कि कणों की बाहरी दीवारें सुरक्षित थीं और वे कुचले या गुंथे हुए नहीं थे, जो यह सुझाव देता है कि कोमल प्रक्रिया ने उनकी संरचना को संरक्षित रखा है। शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि तरल पदार्थ प्रोटीन के बड़े गुच्छों और कोशिकीय मलबे से काफी मुक्त था जो आमतौर पर पुरानी, कठोर विधियों द्वारा तैयार किए गए नमूनों को दूषित करते हैं।

यह पुष्टि करने के लिए कि ये कण वास्तव में वे विशिष्ट प्रकार के वेसिकल्स हैं जिन्हें वे खोज रहे थे, टीम ने फ्लो साइटोमेट्री (flow cytometry) नामक दूसरी विधि का उपयोग किया। यह तकनीक कणों के पास से बहते समय उन पर लेजर डालती है, जिससे उनकी सतह पर मौजूद विशिष्ट मार्करों का पता चलता है। शोधकर्ताओं ने CD9 और CD63 के लिए परीक्षण किया, जो ऐसे प्रोटीन हैं जो एक्सोसोम की सतह पर स्थित होते हैं, और CD45 के लिए भी, जो सफेद रक्त कोशिकाओं का एक मार्कर है जिसे वे बाहर निकालना चाहते थे। शुद्धिकरण से पहले कच्चे रक्त के नमूनों में, कणों का मिश्रण अव्यवस्थित था, जिसमें सफेद रक्त कोशिकाओं के अवांछित मार्करों की एक महत्वपूर्ण मात्रा मौजूद थी। लेकिन किट द्वारा नमूनों को संसाधित करने के बाद, परिणाम नाटकीय रूप से बदल गए। शुद्ध नमूनों में CD9 और CD63 मार्कर वाले कणों का बहुत उच्च प्रतिशत दिखा, जबकि अवांछित सफेद रक्त कोशिका मार्कर काफी हदना हटा दिए गए। एक नमूने में, CD9 मार्कर वाले कणों का प्रतिशत शुद्धिकरण के बाद निम्न आधार रेखा से बढ़कर ८३ प्रतिशत से अधिक हो गया। दूसरे में, CD63 मार्कर ९० प्रतिशत के करीब पहुंच गया। नियंत्रण (controls), जिनमें रक्त बिल्कुल नहीं था, उनमें शून्य मार्कर मिले, जिससे यह सिद्ध हुआ कि संकेत उपकरण या किट से नहीं बल्कि रक्त के नमूनों से आए थे।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि यह नया किट उच्च शुद्धता और गति के साथ मानव रक्त से छोटे एक्स्ट्रासेलुलर वेसिकल्स को सफलतापूर्वक अलग करता है। पूरी प्रक्रिया, रक्त निकालने से लेकर अंतिम शुद्ध तरल एकत्र करने तक, पैंतालीस मिनट से कम समय लेती है और इसके लिए केवल एक मानक सेंट्रीफ्यूज की आवश्यकता होती है जो अधिकांश चिकित्सा प्रयोगशालाओं में उपलब्ध है। शोधकर्ताओं ने पाया कि इस विधि ने लगातार ऐसे वेसिकल्स का उत्पादन किया जो सूक्ष्मदर्शी के नीचे सही दिखते थे और जिनमें सही सतही मार्कर थे, चाहे किसी भी स्वयंसेवक ने रक्त प्रदान किया हो। हालांकि यह अध्ययन अभी यह सिद्ध नहीं करता है कि ये वेसिकल्स बीमारियों को ठीक कर सकते हैं या स्थितियों का निदान कर सकते हैं, लेकिन यह प्रदर्शित करता है कि यह उपकरण विश्वसनीय रूप से इन जैविक संदेशवाहकों की एक स्वच्छ, केंद्रित आपूर्ति उत्पन्न कर सकता है। यह एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो वर्तमान में उपयोग की जाने वाली जटिल और हानिकारक विधियों के लिए एक व्यावहारिक विकल्प प्रदान करता है, और इन वेसिकल्स के लिए अनुसंधान और संभावित भविष्य के उपचारों में आसानी से उपयोग करने के द्वार खोलता है।