EGFR Specific Affibody for Diagnostic Detection and Therapeutic Targeting of Thyroid Cancer Cells

थायराइड कैंसर शरीर की हार्मोन बनाने वाली ग्रंथियों को प्रभावित करने वाला सबसे आम प्रकार का कैंसर है। हालांकि इस बीमारी के कई मामले धीमी गति से बढ़ने वाले होते हैं और उनमें जीवित रहने की दर बहुत अच्छी होती है, लेकिन रोगियों का एक छोटा समूह अधिक खतरनाक वास्तविकता का सामना करता है। इन आक्रामक मामलों में, कैंसर शरीर के अन्य हिस्सों में फैल जाता है या उपचार के बाद वापस आ जाता है, अक्सर इसलिए क्योंकि ट्यूमर कोशिकाएं इस तरह से बदल जाती हैं जो उन्हें मानक उपचारों के प्रति प्रतिरोधी बना देती हैं। इस आक्रामक व्यवहार में एक प्रमुख कारक कोशिका की सतह पर मौजूद एक प्रोटीन है जिसे एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर कहा जाता है। इस प्रोटीन को कोशिका के बाहर एक स्विच की तरह समझें, जिसे चालू करने पर यह कोशिका को बढ़ने और विभाजित होने का निर्देश देता है। कई थायराइड कैंसर में, यह स्विच "ऑन" स्थिति में फंसा रहता है, जो ट्यूमर को आगे बढ़ाता है। चूंकि यह प्रोटीन इन खतरनाक ट्यूमर में बहुत आम है, इसलिए वैज्ञानिक इसे सटीक रूप से खोजने और इसके कार्य को रोकने के तरीके खोज रहे हैं, ताकि बीमारी को जल्दी पकड़ा जा सके या स्वस्थ ऊतकों को नुकसान पहुंचाए बिना सीधे उस पर हमला किया जा सके।

इस चुनौती से निपटने के लिए, ईरान के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक नए प्रकार के जैविक उपकरण को डिजाइन करने का लक्ष्य रखा। उन्होंने छोटे, इंजीनियर किए गए प्रोटीन जिन्हें 'अफीबॉडीज' (affibodies) कहा जाता है, बनाने पर ध्यान केंद्रित किया। वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले कई उपचारों में इस्तेमाल होने वाले बड़े एंटीबॉडीज के विपरीत, जो जटिल होते हैं और शरीर में धीरे चलते हैं, अफीबॉडीज छोटे, सरल और मजबूत होते हैं। उन्हें उच्च सटीकता के साथ एक विशिष्ट लक्ष्य, इस मामले में एपिडermal ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर, से जुड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या वे इन सूक्ष्म जांच उपकरणों (प्रोब्स) को दो काम एक साथ करने के लिए बना सकते हैं: कैंसर कोशिकाओं को पहचानने के लिए एक संकेत (बीकन) के रूप में काम करना, और उन कोशिकाओं को मारने के लिए एक हथियार के रूप में कार्य करना। उन्होंने इन प्रोब्स के तीन अलग-अलग संस्करण बनाए। एक बुनियादी संस्करण था, जबकि अन्य को एक छोटे टैग के साथ संशोधित किया गया था जो उन्हें रक्तप्रवाह में लंबे समय तक रहने में मदद करता है, और एक संस्करण में दो लक्ष्य इकाइयों को भी शामिल किया गया था ताकि यह देखा जा सके कि क्या इससे उनका चिपकना बेहतर होता है।

टीम ने बैक्टीरिया में इन प्रोटीनों को उगाकर शुरुआत की, अनिवार्य रूप से सूक्ष्मजीवों का उपयोग उन उपकरणों को बनाने के लिए किया जिनकी उन्हें आवश्यकता थी। एक बार जब उन्होंने प्रोटीनों को शुद्ध कर लिया, तो उन्होंने लैब डिश में उगाई गई थायराइड कैंसर की दो अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं पर इनका परीक्षण किया। एक प्रकार की कोशिका जानी जाती थी जिसमें लक्ष्य प्रोटीन का स्तर उच्च था, जबकि दूसरी में कम स्तर था। उन्होंने एक तीसरी प्रकार की कोशिका को भी शामिल किया जिसमें यह प्रोटीन बिल्कुल नहीं था, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि उनके उपकरण विशिष्ट हैं और गलती से स्वस्थ ऊतकों से नहीं जुड़ेंगे। पहला परीक्षण यह देखने के लिए था कि क्या प्रोब कैंसर कोशिकाओं को मार सकते हैं। उन्होंने कई दिनों तक विभिन्न मात्राओं में प्रोब्स के साथ कोशिकाओं का उपचार किया और मापा कि कितनी कोशिकाएं जीवित रहीं। परिणामों ने दिखाया कि प्रोब्स प्रभावी थे, लेकिन उनकी शक्ति कोशिका के प्रकार और प्रोब के विशिष्ट डिजाइन पर निर्भर करती थी। बुनियादी प्रोब और दो लक्ष्य इकाइयों वाले संस्करण विशेष रूप से उच्च-लक्ष्य समूह में जीवित कोशिकाओं की संख्या को कम करने में बहुत अच्छे थे, जिससे कोशिकाएं एक नियंत्रित, प्रोग्राम्ड तरीके से मर गईं। संशोधित प्रोब जिसमें लंबे समय तक रहने वाला टैग था, उसने भी कोशिका मृत्यु का कारण बनाया, हालांकि यह अलग तरह से काम करता था, जिसने एक विशिष्ट प्रकार के सेल सुसाइड (कोशिका आत्महत्या) को प्रेरित किया जो कोशिकाओं द्वारा ऊर्जा उत्पन्न करने की क्षमता खोने से पहले ही दिखाई दे रहा था।

इसके बाद, शोधकर्ताओं को यह पुष्टि करने की आवश्यकता थी कि उनके प्रोब्स वास्तव में अपने लक्ष्य को ढूंढ रहे हैं और केवल कोशिकाओं से बेतरतीब ढंग से नहीं जुड़ रहे हैं। उन्होंने प्रोटीनों के साथ एक चमकता हुआ हरा रंग (डाई) जोड़ा और सूक्ष्मदर्शी के नीचे देखा कि क्या होता है। जब उन्होंने लक्ष्य प्रोटीन वाली कैंसर कोशिकाओं में चमकते हुए प्रोब्स डाले, तो कोशिकाओं के बाहरी किनारों पर एक चमकीला हरा संकेत दिखाई दिया, जिससे पता चला कि प्रोब्स सफलतापूर्वक उनसे जुड़ गए थे। इसके विपरीत, जब उन्होंने उन कोशिकाओं में प्रोब्स डाले जिनमें लक्ष्य प्रोटीन नहीं था, तो कोई चमक नहीं दिखी, जिससे सिद्ध हुआ कि उनके उपकरण अत्यधिक विशिष्ट थे। यह मापने के लिए कि वे कितनी अच्छी तरह चिपके, टीम ने परीक्षणों की एक श्रृंखला चलाई जहाँ उन्होंने प्रोब्स की विभिन्न मात्रा डाली और बंधन की मजबूती को मापा। उन्होंने पाया कि उनके डिजाइनों में से एक, लंबे समय तक रहने वाले टैग वाला सिंगल यूनिट, सबसे मजबूती से टिका रहा, जिसके लिए कैंसर कोशिकाओं से बंधने के लिए बहुत कम पदार्थ की आवश्यकता थी। यह मजबूत बंधन महत्वपूर्ण था, क्योंकि इसका मतलब था कि प्रोब कैंसर को तब भी ढूंढ सकता है जब लक्ष्य बड़ी संख्या में मौजूद न हो।

अध्ययन ने इन नए, छोटे उपकरणों की तुलना सेटुक्सिमैब (cetuximab) नामक एक प्रसिद्ध, एफडीए-अनुमोदित दवा से भी की, जो उसी प्रोटीन को लक्षित करने वाला एक बड़ा एंटीबॉडी है। हालांकि मानक दवा बहुत प्रभावी थी, लेकिन नए अफीबॉडी प्रोब्स ने कैंसर कोशिकाओं से जुड़ने और उन्हें मारने की समान क्षमता दिखाई, विशेष रूप से उच्च सांद्रता पर। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि अफीबॉडीज का छोटा आकार उन्हें बड़े एंटीबॉडीज की तुलना में बहुत तेजी से ऊतकों में प्रवेश करने की अनुमति देता है, जिससे संभावित रूप से उन ट्यूमर तक पहुँचा जा सकता है जहाँ पहुँचना कठिन होता है। शोधकर्ताओं ने देखा कि प्रोब्स उन कोशिकाओं पर सबसे अच्छा काम करते थे जिनमें लक्ष्य प्रोटीन का स्तर सबसे अधिक था, और उन्होंने उन कोशिकाओं को नुकसान नहीं पहुँचाया जिनमें यह प्रोटीन नहीं था। यह सुझाव देता है कि ये उपकरण उन स्वस्थ ऊतकों के लिए सुरक्षित हैं जिनमें यह प्रोटीन व्यक्त नहीं होता है।

हालांकि लैब के परिणाम उत्साहजनक हैं, शोधकर्ता सावधानी से नोट करते हैं कि यह तो बस शुरुआत है। उन्होंने दिखाया है कि इन सूक्ष्म प्रोटीनों को बनाया जा सकता है, वे थायराइड कैंसर कोशिकाओं को ढूंढ सकते हैं, और एक डिश में उन्हें मार सकते हैं। हालांकि, वे स्वीकार करते हैं कि यह देखने के लिए और अधिक काम करने की आवश्यकता है कि ये उपकरण एक जीवित शरीर के भीतर कैसे व्यवहार करते हैं। भविष्य के अध्ययनों को यह परीक्षण करने की आवश्यकता होगी कि क्या प्रोब्स रक्तप्रवाह के सफर में जीवित रह सकते हैं और बिना किसी दुष्प्रभाव के रोगी के ट्यूमर तक पहुँच सकते हैं। फिलहाल, यह कार्य एक ठोस आधार प्रदान करता है, जो प्रदर्शित करता है कि इन छोटे, इंजीनियर किए गए प्रोटीनों में आक्रामक थायराइड कैंसर को पहचानने और इलाज करने का एक नया तरीका बनने की क्षमता है, जो इस कठिन बीमारी के लिए एक अधिक लक्षित दृष्टिकोण की आशा प्रदान करता है।