Macrophage membrane camouflaged puerarin and probucol co-assembled nanoparticles for targeted anti-atherosclerosis therapy

एथेरोस्क्लेरोसिस (Atherosclerosis) धमनियों के सख्त होने की एक धीमी, शांत प्रक्रिया है, जो बिल्कुल पाइप में जंग लगने की तरह है। इसकी शुरुआत तब होती है जब रक्त वाहिकाओं की भीतरी परत में सूजन आ जाती है, जिससे प्रतिरक्षा कोशिकाएं उस स्थान पर खिंची चली आती हैं। ये कोशिकाएं, जिन्हें मैक्रोफेज (macrophages) कहा जाता है, मलबे को साफ करने के लिए होती हैं, लेकिन इस बीमारी में, वे अत्यधिक भार के कारण थक जाती हैं और वसा से भरी 'फोम कोशिकाओं' (foam cells) में बदल जाती हैं, जो प्लाक (plque) का निर्माण करती हैं। यह प्लाक वाहिकाओं को संकरा कर देता है और फट सकता है, जिससे दिल का दौरा या स्ट्रोक आ सकता है। डॉक्टरों के लिए लंबे समय से चुनौती यह रही है कि कैसे दवाओं को सीधे इन छिपे हुए, सूजन वाले स्थानों तक पहुँचाया जाए, बिना शरीर के बाकी हिस्सों को उन दवाओं से प्रभावित किए जिनसे दुष्प्रभाव होते हैं। पारंपरिक गोलियां अक्सर अवरोध के विशिष्ट स्थान तक पर्याप्त सांद्रता में नहीं पहुँच पातीं, जबकि आक्रामक सर्जरी अपने साथ जोखिम लेकर आती है। वैज्ञानिक एक ऐसा तरीका खोज रहे थे जिससे शरीर को इस तरह चकमा दिया जा सके कि वह इलाज को ठीक वहीं पहुँचा दे जहाँ उसकी आवश्यकता है, और इसके लिए शरीर के अपने जैविक संकेतों का उपयोग एक मानचित्र के रूप में किया जा सके।

चोंगकिंग मेडिकल यूनिवर्सिटी और सहयोगी संस्थानों के शोधकर्ताओं ने एक नया दृष्टिकोण विकसित किया है जो दो अलग-अलग रणनीतियों को जोड़ता है: कुछ पौधों के यौगिकों की आपस में जुड़ने की प्राकृतिक क्षमता और शरीर की अपनी छलावरण (camouflage) तकनीक। उन्होंने दो विशिष्ट पदार्थों पर ध्यान केंद्रित किया। पहला है प्यूरेरिन (puerarin), जो कुडज़ू (kudzu) पौधे की जड़ से निकाला गया एक यौगिक है, जिसका उपयोग लंबे समय से हृदय स्वास्थ्य के समर्थन के लिए पारंपरिक चिकित्सा में किया जाता रहा है। दूसरा है प्रोब्यूकोल (probucol), जो एक सिंथेटिक एंटीऑक्सीडेंट है जिसे कोलेस्ट्रॉल कम करने के लिए अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (FDA) द्वारा अनुमोदित किया गया है। दोनों पदार्थ स्वाभाविक रूप से तैलीय होते हैं और पानी को दूर धकेलते हैं, जिसके कारण उन्हें रक्तप्रवाह में घोलना और पहुँचाना कठिन होता है। टीम ने पाया कि जब इन दोनों यौगिकों को एक विशिष्ट अनुपात में मिलाया जाता है, तो वे स्वतः ही छोटे, ठोस गोलों के रूप में आपस में जुड़ जाते हैं, जिससे उन कृत्रिम वाहकों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है जो अक्सर दवा ले जाने की क्षमता को सीमित करते हैं।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये दवा के गोले रोगग्रस्त धमनियों तक पहुँचें, शोधकर्ताओं ने उन्हें उन्हीं कोशिकाओं से बनी एक बाहरी परत (shell) में लपेटा जो समस्या का कारण बनती हैं। उन्होंने मैक्रोफेज से प्राप्त बाहरी झिल्लियों (outer membranes) का उपयोग किया, जो वे प्रतिरक्षा कोशिकाएं हैं जो प्लाक स्थलों पर जमा होती हैं। इन दवा के गोलों को इस प्राकृतिक झिल्ली से ढककर, शोधकर्ताओं ने एक छलावरण तैयार किया। परिणामी नैनोकण मैक्रोफेज के सतही प्रोटीन को वहन करते हैं, जिससे वे शरीर की अपनी प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ घुलमिल जाते हैं। यह छलावरण कणों को लिवर द्वारा खाए जाने से बचाता है और इसके बजाय उन्हें उन सूजन वाली रक्त वाहिकाओं की ओर निर्देशित करता है, जहाँ उन्हें उन्हीं रिसेप्टर्स द्वारा पहचाना जाता है जो रोग पैदा करने वाली कोशिकाओं को आकर्षित करते हैं।

प्रयोगशाला में, टीम ने परीक्षण किया कि ये छलावरण वाले नैनोकण कितनी अच्छी तरह काम करते हैं। उन्होंने पाया कि केवल एक सौ नैनोमीटर से अधिक व्यास वाले ये कण स्थिर थे और मानव कोशिकाओं के लिए विषाक्त नहीं थे। सूजन वाली रक्त वाहिका कोशिकाओं और मैक्रोफेज के संपर्क में आने पर, छलावरण वाले नैनोकण बिना ढके हुए दवा के गोलों की तुलना में बहुत अधिक कुशलता से अवशोषित हुए। कोशिकाओं के भीतर प्रवेश करने के बाद, कणों ने लाइसोसोम (lysosomes) नामक कोशिकीय जाल से खुद को मुक्त किया और अपना भार (cargo) कोशिका के मुख्य भाग में छोड़ दिया। वहाँ, दवाओं ने ऑक्सीडेटिव तनाव (oxidative stress) को कम करने का काम किया, जो अस्थिर अणुओं के कारण होने वाला एक प्रकार का कोशिकीय नुकसान है, और कोशिकाओं को समय से पहले मरने से रोका। महत्वपूर्ण रूप से, इस उपचार ने कोशिकाओं द्वारा अत्यधिक वसा को अवशोषित करने की प्रक्रिया को भी रोक दिया, जो प्लाक के निर्माण का एक प्रमुख चरण है।

यह समझने के लिए कि उपचार ने कोशिकाओं के व्यवहार को वास्तव में कैसे बदला, शोधकर्ताओं ने मैक्रोफेज की आनुवंशिक गतिविधि का विश्लेषण किया। उन्होंने पाया कि नैनोकणों ने सूजन और कोशिका मृत्यु के लिए जिम्मेदार कई प्रमुख मार्गों (pathways) की गतिविधि को कम कर दिया। इस आनुवंशिक बदलाव ने सुझाव दिया कि उपचार ने केवल लक्षणों को दबाया नहीं, बल्कि कोशिकाओं के मौलिक व्यवहार को बदल दिया, जिससे वे आक्रामकता और क्षति की स्थिति से दूर हो गईं। अध्ययन ने पुष्टि की कि प्यूरेरिन और प्रोब्यूकोल का संयोजन अकेले किसी भी एक दवा की तुलना में अधिक प्रभावी था, और मैक्रोफेज कोटिंग दवाओं को सही स्थान पर पहुँचाने के लिए आवश्यक थी।

शोधकर्ताओं ने फिर जीवित चूहों पर प्रयोग किया जिनमें एथेरोस्क्लेरोसिस विकसित होने के लिए प्रजनन कराया गया था। उन्होंने जानवरों की पूंछ में नैनोकणों को इंजेक्ट किया और उनकी गति का पता लगाया। छलावरण वाले कण अनकोटिंग वाले संस्करणों की तुलना में महाधमनी (aorta), जो शरीर की मुख्य धमनी है, में बहुत उच्च स्तर पर जमा हुए, जिससे सिद्ध हुआ कि छलावरण ने सफलतापूर्वक उन्हें घाव (lesion) के स्थानों तक निर्देशित किया। चालीस पांच दिनों की अवधि में, उपचारित चूहों में उनकी धमनी के प्लाक के आकार में उल्लेखनीय कमी देखी गई। अनुपचारित चूहों की तुलना में उनकी धमनियों में कम वसा, कम मृत कोशिकाएं और कम निशान ऊतक (scar tissue) पाए गए। उपचार ने प्रतिरक्षा कोशिकाओं और चिकनी पेशी कोशिकाओं (smooth muscle cells) की संख्या को भी कम किया, जो रोग की प्रगति के उलटाव का संकेत देता है।

पूरे अध्ययन के दौरान, शोधकर्ताओं ने सुरक्षा पर बारीकी से ध्यान दिया। नैनोकणों से उपचारित चूहों का वजन स्थिर रहा, और उनके रक्त परीक्षणों ने लिवर या किडनी की क्षति के कोई संकेत नहीं दिखाए। उनकी रक्त कोशिका गणना और लिपिड स्तर सामान्य सीमा के भीतर रहे, जिससे पता चलता है कि उपचार से वह प्रणालीगत विषाक्तता (systemic toxicity) नहीं हुई जो शक्तिशाली दवाओं के साथ अक्सर देखी जाती है। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि यह बायोमिमेटिक प्लेटफॉर्म, जो पारंपरिक और आधुनिक दवाओं के संयोजन को वितरित करने के लिए शरीर की अपनी कोशिकीय झिल्लियों का उपयोग करता है, एथेरोस्क्लेरोसिस को लक्षित करने के लिए एक आशाजनक और सुरक्षित रणनीति प्रदान करता है। उस कोशिका की नकल करके जो इस बीमारी को चलाती है, यह उपचार शरीर की रक्षा प्रणालियों को दरकिनार कर सटीक, दोहरी कार्रवाई वाला इलाज सीधे समस्या के स्रोत तक पहुँचाता है।