Inhibitory potential of 1,10-phenanthroline against Acinetobacter baumannii
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि 1,10-फेनैन्थ्रोलाइन मल्टीड्रग-रेसिस्टेंट *एसीनेटोबैक्टर बॉमनी* क्लिनिकल आइसोलेट्स के विरुद्ध कम साइटोटॉक्सिसिटी और अनुकूल फार्माकोकाइनेटिक गुणों के साथ शक्तिशाली रोगाणुरोधी और एंटीबायोफिल्म गतिविधि प्रदर्शित करता है, जो एक आशाजनक चिकित्सीय एजेंट के रूप में इसकी क्षमता का सुझाव देता है।
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अस्पताल ऐसी जगहें हैं जहाँ लोग ठीक होने के लिए जाते हैं, फिर भी वे एक विशेष प्रकार के खतरे का प्रजनन स्थल भी बन सकते हैं: ऐसे बैक्टीरिया जिन्होंने उन्हें मारने के लिए बनाई गई दवाओं को अनदेखा करना सीख लिया है। इन समस्या पैदा करने वाले जीवाणुओं में से एक एसीनेटोबैक्टर बाउमानी (Acinetobacter baumannii) है, एक ऐसा कीटाणु जो चिकित्सा सेटिंग्स में पनपता है और जिसे उपचारित करना तेजी से कठिन होता जा रहा है। यह बैक्टीरिया विशेष रूप से चतुर है क्योंकि यह जीवित रहने और बढ़ने के लिए लोहे (आयरन) पर बहुत अधिक निर्भर करता है, ठीक वैसे ही जैसे एक पौधे को सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता होती है। अपनी रक्षा प्रणाली बनाने और संक्रमण पैदा करने के लिए, इसे अपने परिवेश से इस धातु को जुटाना पड़ता है। वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह रहा है कि यदि वे बैक्टीरिया की लोहे तक पहुँच को रोक सकें, तो वे इसे उसके रास्ते में ही रोक सकते हैं। इस रणनीति में 'कीलेटर्स' (chelators) नामक रासायनिक यौगिकों का उपयोग शामिल है, जो छोटे चुंबकों की तरह कार्य करते हैं जो लोहे को पकड़ लेते हैं और उसे कसकर थामे रखते हैं, जिससे बैक्टीरिया भूखा रह जाता है और कार्य करने में असमर्थ हो जाता है।
ब्राजील के फेडरल यूनिवर्सिटी ऑफ रियो ग्रांडे के शोधकर्ताओं की एक टीम ने रोगियों में पाए गए एसीनेटोबैक्टर बाउमानी के दस अलग-अलग स्ट्रेन के खिलाफ इस विचार का परीक्षण करने का निर्णय लिया। उन्होंने दो विशिष्ट लोहे को पकड़ने वाले यौगिकों पर ध्यान केंद्रित किया: एथिलीनडायमाइन टेट्राएसिटिक एसिड, जिसे आमतौर पर EDTA के रूप में जाना जाता है, और 1,10-फेनैंथ्रोलाइन (1,10-phenanthroline) नामक एक पदार्थ। लक्ष्य यह देखना था कि क्या ये रसायन बैक्टीरिया को बढ़ने से रोक सकते हैं, उन्हें सुरक्षात्मक ढाल बनाने से रोक सकते हैं जिन्हें बायोफिल्म (biofilms) कहा जाता है, और क्या वे मानव कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाए बिना ऐसा कर सकते हैं। बायोफिल्म बैक्टीरिया की चिपचिपी परतें हैं जो सतहों से चिपक जाती हैं और कॉलोनी को एंटीबायोटिक्स से बचाती हैं, जिससे संक्रमण को साफ करना बहुत कठिन हो जाता है। शोधकर्ताओं ने कंप्यूटर मॉडल का भी उपयोग किया ताकि यह अनुमान लगाया जा सके कि यदि भविष्य में इनका उपयोग दवाओं के रूप में किया गया, तो ये शरीर के माध्यम से कितनी अच्छी तरह यात्रा कर सकते हैं।
परिणामों ने दोनों रसायनों के बीच एक स्पष्ट अंतर दिखाया। हालांकि दोनों ही बैक्टीरिया को कुछ हद तक रोकने में सक्षम थे, लेकिन 1,10-फेनैंथ्रोलाइन कहीं अधिक प्रभावी था। लैब परीक्षणों में, इसने बहुत कम सांद्रता (concentration) पर बैक्टीरिया की वृद्धि को रोक दिया, जो 0.85 से 13.5 माइक्रोग्राम प्रति मिलीलीटर के बीच थी। कई मामलों में, इसने सिप्रोफ्लोक्सासिन (ciprofloxacin) से बेहतर काम किया, जो एक मानक एंटीबायोटिक है जिसे बैक्टीरिया पहले ही प्रतिरोध करना सीख चुके थे। दूसरे रसायन, EDTA को समान परिणाम प्राप्त करने के लिए बहुत अधिक मात्रा की आवश्यकता थी, जिसे 167.5 और 223.3 माइक्रोग्राम प्रति मिलीलीटर के बीच की आवश्यकता थी। यह सुझाव देता है कि 1,10-फेनैंथ्रोलाइन इस विशिष्ट कीटाणु के खिलाफ एक बहुत अधिक शक्तिशाली हथियार है।
शोधकर्ताओं ने फिर यह देखा कि ये रसायन बैक्टीरिया की उनकी सुरक्षात्मक बायोफिल्म परतों को बनाने की क्षमता को कैसे प्रभावित करते हैं। उन्होंने उन स्ट्रेन को चुना जो इन मजबूत ढालों को बनाने में सबसे अच्छे थे और उन्हें रसायनों की विभिन्न मात्राओं के संपर्क में लाया। परीक्षण की गई उच्चतम सांद्रता पर, जो बैक्टीरिया को बढ़ने से रोकने के लिए आवश्यक मात्रा से दोगुनी थी, 1,10-फेनैंथ्रोलाइन ने सबसे मजबूत स्ट्रेन में इन सुरक्षात्मक परतों के निर्माण को लगभग 89 प्रतिशत तक रोक दिया। यह एक महत्वपूर्ण खोज है क्योंकि बायोफिल्म अक्सर अस्पतालों में संक्रमण बने रहने का कारण होती हैं; बायोफिल्म को तोड़ना बैक्टीरिया को उपचार के प्रति बहुत अधिक संवेदनशील बना सकता है।
जब किसी नए उपचार पर विचार किया जाता है, तो प्रभावशीलता के साथ सुरक्षा भी उतनी ही महत्वपूर्ण होती है। टीम ने 1,10-फेनैंथ्रोलाइन का मानव किडनी कोशिकाओं की एक लाइन पर परीक्षण किया ताकि यह देखा जा सके कि क्या यह विषाक्त है। उच्चतम सांद्रता पर भी जिसका उन्होंने परीक्षण किया था, जो कि 1,600 माइक्रोग्राम प्रति मिलीलीटर थी, इस रसायन ने किसी भी मानव कोशिका को नहीं मारा। बैक्टीरिया को उन स्तरों से बहुत नीचे रोका गया था जो मानव ऊतकों को नुकसान पहुँचा सकते थे, जो यह संकेत देता है कि यह यौगिक मनुष्यों के उपयोग के लिए संभावित रूप से सुरक्षित हो सकता है। इसके विपरीत, कंप्यूटर मॉडल ने सुझाव दिया कि EDTA को शरीर में प्रवेश करने या सेल मेम्ब्रेन को पार करने में समस्या हो सकती है क्योंकि यह बहुत अधिक जल-प्रेमी (water-loving) है, जबकि 1,10-फेनैंथ्रोलाइन में ऐसे गुण हैं जो इसे शरीर की प्रणालियों के माध्यम से अधिक आसानी से गुजरने की अनुमति देते हैं।
अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि 1,10-फेनैंथ्रोलाइन एसीनेटोबैक्टर बाउमानी से लड़ने के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार है। यह बैक्टीरिया के बढ़ने को रोकता है, उनकी सुरक्षात्मक बायोफिल्म परतों को बाधित करता है, और परीक्षण किए गए स्तरों पर मानव कोशिकाओं के लिए सुरक्षित प्रतीत होता है। हालांकि यह काम प्रयोगशाला सेटिंग में किया गया था और अभी तक रोगियों पर नहीं हुआ है, फिर भी निष्कर्ष बताते हैं कि आयरन-कीलेटिंग यौगिकों को एक नए तरीके के रूप में आगे की जांच की जानी चाहिए जिससे उन संक्रमणों से लड़ा जा सके जिन्हें वर्तमान एंटीबायोटिक्स अब संभाल नहीं पा रहे हैं। यह शोध इस बात पर प्रकाश डालता है कि लोहे की आवश्यकता को लक्षित करके, वैज्ञानिक कुछ सबसे जिद्दी अस्पताल संक्रमणों का इलाज करने का एक नया रास्ता खोज सकते हैं।
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