Therapeutic Evaluation and Toxicity Profiling of Ornithine D7 and Hypotaurine from Black and White Turmeric as ROR1-Targeting Anticancer Agents

कैंसर अनियंत्रित विकास की एक बीमारी है, लेकिन हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने सीखा है कि कई ट्यूमर जीवित रहने और फैलने के लिए विशिष्ट आणविक स्विचों (molecular switches) पर निर्भर करते हैं। ऐसा ही एक स्विच ROR1 नामक प्रोटीन है। स्वस्थ वयस्क शरीर में, यह प्रोटीन ज्यादातर शांत रहता है, एक सुप्त मशीन की तरह जो कुछ नहीं करती है। हालांकि, स्तन, डिम्बग्रंथि (ovarian) और अग्नाशय (pancreatic) के ट्यूमर सहित कई प्रकार के कैंसर में, यह मशीन जाग जाती है और बीमारी को आगे बढ़ाने लगती है। यह कैंसर कोशिकाओं को गुणा करने, शरीर के नए हिस्सों में जाने और उपचार का विरोध करने में मदद करती है। चूंकि यह स्वस्थ ऊतकों में लगभग अनुपस्थित है लेकिन ट्यूमर में सक्रिय है, इसलिए ROR1 नए उपचारों के लिए एक आशाजनक लक्ष्य बन गया है। लक्ष्य इस स्विच को शरीर के बाकी हिस्सों को नुकसान पहुँचाए बिना बंद करने का तरीका खोजना है। प्रकृति लंबे समय से ऐसे औषधियों का स्रोत रही है, जहाँ पौधे जटिल रासायनिक संरचनाएं प्रदान करते हैं जिन्हें सिंथेटिक प्रयोगशालाएं अक्सर शून्य से डिजाइन करने में संघर्ष करती हैं।

भारत के कलासिंगम एकेडमी ऑफ रिसर्च एंड एजुकेशन के शोधकर्ताओं ने इन दो विशिष्ट किस्मों का उपयोग करके इस संभावना को तलाशने का निर्णय लिया: काली हल्दी और सफेद हल्दी। जबकि रसोई में पाई जाने वाली सामान्य पीली हल्दी अपने सूजन-रोधी (anti-inflammatory) गुणों के लिए जानी जाती है, इन दो कम सामान्य किस्मों का उपयोग सदियों से पारंपरिक भारतीय चिकित्सा में घावों और संक्रमणों के इलाज के लिए किया जाता रहा है। टीम यह देखना चाहती थी कि क्या इन पौधों के भीतर छिपे रासायनिक यौगिक ROR1 प्रोटीन के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं और संभावित रूप से इसे काम करने से रोक सकते हैं। उन्होंने नई फसलें उगाने या प्रयोगशाला में शुद्ध रसायनों को अलग करने से शुरुआत नहीं की। इसके बजाय, उन्होंने पौधों की सूखी जड़ों को पाउडर में पीसकर उनके अर्क को अल्कोहल के साथ निकाला। फिर उन्होंने हजारों सूक्ष्म अणुओं को अलग करने और उनकी पहचान करने के लिए गैस क्रोमैटोग्राफ-मास स्पेक्ट्रोमीटर नामक एक परिष्कृत मशीन का उपयोग किया। यह प्रक्रिया एक भीड़ भरे कमरे को सुनने और पिच के आधार पर विशिष्ट आवाजों को चुनने के समान है, हालांकि शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि यह विधि प्रत्येक अणु की अंतिम, पुष्ट पहचान के बजाय संदिग्धों की एक प्रारंभिक सूची प्रदान करती है।

काली हल्दी में पाए गए रसायनों के जटिल मिश्रण से, शोधकर्ताओं ने एक यौगिक पर ध्यान केंद्रित किया जिसे उन्होंने 'ऑर्निथिन D7' (Ornithine D7) के रूप में पहचाना। सफेद हल्दी से, उन्होंने 'हाइपोटौरिन' (Hypotaurine) नामक एक यौगिक का चयन किया। ये दोनों सामान्य शारीरिक रसायन विज्ञान में भूमिका निभाने वाले छोटे अणु हैं, लेकिन टीम यह जानना चाहती थी कि क्या वे ROR1 लॉक को जाम करने वाली चाबियों के रूप में भी कार्य कर सकते हैं। जीवित जानवरों या मानव कोशिकाओं का उपयोग किए बिना इसका परीक्षण करने के लिए, वे कंप्यूटर सिमुलेशन की ओर मुड़े। उन्होंने ROR1 प्रोटीन का एक डिजिटल मॉडल और प्रत्येक के दो पादप यौगिकों का एक डिजिटल मॉडल बनाया। फिर उन्होंने यह देखने के लिए एक आभासी प्रयोग चलाया कि यौगिक प्रोटीन की बाइंडिंग पॉकेट (binding pocket) में कितनी अच्छी तरह फिट होते हैं, ठीक वैसे ही जैसे यह परीक्षण करना कि क्या एक चाबी ताले में फिट बैठती है। कंप्यूटर ने दोनों के आपस में जुड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा की गणना की; कम ऊर्जा मान एक मजबूत, अधिक स्थिर संबंध का सुझाव देता है।

कंप्यूटर सिमुलेशन के परिणाम उत्साहजनक थे। दोनों यौगिकों ने ROR1 प्रोटीन से जुड़ने की मजबूत प्रवृत्ति दिखाई। काली हल्दी से प्राप्त ऑर्निथिन D7 ने सफेद हल्दी से प्राप्त हाइपोटौरिन की तुलना में थोड़ा बेहतर फिट दिखाया, जिससे पता चलता है कि यह प्रोटीन की गतिविधि में हस्तक्षेप करने के लिए अधिक शक्तिशाली उम्मीदवार हो सकता है। सिमुलेशन ने यह भी सुझाव दिया कि ये यौगिक प्रतिरक्षा नियमन (immune regulation) और हार्मोन सिग्नलिंग में शामिल अन्य प्रोटीनों के साथ भी परस्पर क्रिया कर सकते हैं, जो यह संकेत देता है कि उनके शरीर की प्रणालियों पर व्यापक प्रभाव हो सकते हैं। हालांकि, शोधकर्ता सावधान रहे कि ये केवल कंप्यूटर द्वारा किए गए अनुमान हैं। सिमुलेशन दिखाता है कि आकार मेल खाते हैं और ऊर्जा अनुकूल है, लेकिन यह साबित नहीं करता कि ये यौगिक वास्तव में किसी जीवित जीव में कैंसर कोशिकाओं को बढ़ने से रोकेंगे।

इन यौगिकों को दवाओं के रूप में उपयोग करने के विचार के साथ आगे बढ़ने से पहले, टीम ने कंप्यूटर जांच भी की कि क्या वे विषाक्त हो सकते हैं। उन्होंने संकेतों की तलाश की कि क्या ये अणु यकृत, हृदय या तंत्रिकाओं को नुकसान पहुंचा सकते हैं, या डीएनए में उत्परिवर्तन (mutations) पैदा कर सकते हैं। परिणाम आम तौर पर सकारात्मक थे। हाइपोटौरिन यौगिक ने इन डिजिटल परीक्षणों में बहुत सुरक्षित प्रोफाइल दिखाया। ऑर्निथिन D7 यौगिक भी काफी हद तक सुरक्षित दिखा, हालांकि कंप्यूटर ने हृदय और फेफड़ों से जुड़ी समस्याओं की थोड़ी अधिक संभावना को चिह्नित किया, जिससे पता चलता है कि यदि इस यौगिक को कभी विकसित किया जाता है, तो वैज्ञानिकों को खुराक और रोगी के इसके संपर्क में रहने की अवधि के बारे में बहुत सावधान रहना होगा। ये सुरक्षा जांच दवा खोज के मानक शुरुआती चरण हैं, जिन्हें वास्तविक दुनिया के परीक्षण शुरू होने से पहले खतरनाक उम्मीदवारों को बाहर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह देखने के लिए कि क्या पौधों के अर्क में कोई वास्तविक जैविक गतिविधि है, शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित की। उन्होंने हानिकारक मुक्त कणों (free radicals) को बेअसर करने की उनकी क्षमता के लिए अर्क का परीक्षण किया, जो अस्थिर अणु हैं जो कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाते हैं और उम्र बढ़ने और बीमारी में योगदान करते हैं। उन्होंने पाया कि काले और सफेद दोनों हल्दी के अर्क ने अच्छा काम किया, जिसमें काली हल्दी ने प्रत्येक सांद्रता (concentration) पर इन कणों को बेअसर करने की थोड़ी अधिक क्षमता दिखाई। उन्होंने त्वचा के संक्रमण का कारण बनने वाले एक सामान्य प्रकार के बैक्टीरिया के विरुद्ध भी परीक्षण किया। अर्क बैक्टीरिया को बढ़ने से रोकने में सक्षम थे, जिसमें काली हल्दी ने फिर से प्रभावशीलता में थोड़ी बढ़त दिखाई। अंत में, उन्होंने सूजन-रोधी गतिविधि के लिए परीक्षण किया कि क्या अर्क गर्मी के तहत प्रोटीनों को अनफोल्ड (unfold) होने से रोक सकते हैं, जो सूजन के दौरान होने वाली प्रक्रिया की नकल करता है। दोनों अर्क प्रोटीनों की रक्षा करने में प्रभावी थे, जिसमें सफेद हल्दी ने विभिन्न सांद्रताओं में अधिक सुसंगत सुरक्षात्मक प्रभाव दिखाया।

अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि हल्दी की इन दो किस्मों में ऐसे यौगिक हैं जो आगे की जांच के योग्य हैं। कंप्यूटर मॉडल बताते हैं कि ऑर्निथिन D7 और हाइपोटौरिन संभावित रूप से ROR1 प्रोटीन से जुड़ सकते हैं और उन संकेतों को बाधित कर सकते हैं जो कैंसर कोशिकाओं को जीवित रहने में मदद करते हैं। प्रयोगशाला परीक्षण पुष्टि करते हैं कि पौधों में स्वयं मजबूत एंटीऑक्सीडेंट, जीवाणुरोधी और सूजन-रोधी गुण मौजूद हैं। हालांकि, शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि यह तो केवल शुरुआत है। यौगिकों की पहचान रासायनिक हस्ताक्षरों के कंप्यूटर मिलान के आधार पर की गई थी, न कि शुद्ध क्रिस्टल को अलग करने और तौलने से। ROR1 प्रोटीन के साथ जुड़ाव केवल एक आभासी वातावरण में देखा गया था, न कि टेस्ट ट्यूब या जीवित शरीर में। सुरक्षा डेटा पूरी तरह से सैद्धांतिक है। यह जानने के लिए कि क्या ये पौधे वास्तव में कैंसर से लड़ सकते हैं, वैज्ञानिकों को शुद्ध यौगिकों को अलग करना होगा, उनकी सटीक रासायनिक संरचना की पुष्टि करनी होगी और जीवित कोशिकाओं और जानवरों में उनका परीक्षण करना होगा ताकि यह देखा जा सके कि कंप्यूटर के अनुमान सच साबित होते हैं या नहीं। तब तक, ये निष्कर्ष एक गंतव्य तक पहुँचने के बजाय, एक आशाजनक दिशा की ओर इशारा करने वाले मानचित्र के रूप में कार्य करते हैं।