Bioprospecting Fermented Millet-Derived Limosilactobacillus fermentum for In Vitro Antiplasmodial Activity, Biochemical Profiling, and In Silico Characterization of Geranyl Pyrophosphate and Novel Bioactive Peptides
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि किण्वित बाजरा (millet) से अलग किए गए *Limosililactobacillus fermentum* स्ट्रेन, बायोजेनिक गेरैनाइल पायरोफॉस्फेट और नवीन बायोएक्टिव पेप्टाइड्स का उत्पादन करते हैं, जिनमें *Plasmodium falciparum* के विरुद्ध शक्तिशाली, गैर-विषाक्त और बहु-लक्ष्य एंटीप्लाज्मोडियल गतिविधि होती है, जिसे एकीकृत *इन विट्रो*, जैव रासायनिक और *इन सिलिको* विश्लेषणों के माध्यम से प्रमाणित किया गया है।
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मलेरिया दुनिया की सबसे निरंतर स्वास्थ्य चुनौतियों में से एक बना हुआ है, यह एक सूक्ष्म परजीवी के कारण होने वाली बीमारी है जो मानव लाल रक्त कोशिकाओं पर आक्रमण करता है। जबकि आधुनिक दवाओं ने अनगिनत जीवन बचाए हैं, परजीवी विकसित हो रहा है, वह उन दवाओं के प्रति प्रतिरोधक क्षमता विकसित कर रहा है जो उसे मारने के लिए बनाई गई हैं। यह प्रतिरोध नए उपचारों की तत्काल आवश्यकता पैदा करता है जो वर्तमान दवाओं की तुलना में अलग तरीकों से काम करते हैं। वैज्ञानिक इन समाधानों के लिए प्रकृति की ओर देख रहे हैं, विशेष रूप से हमारे भोजन के भीतर रहने वाले बैक्टीरिया की विशाल, अदृश्य दुनिया की ओर। कई पारंपरिक किण्वित (fermented) खाद्य पदार्थ, जैसे कि पश्चिम अफ्रीका में प्रचलित बाजरा आधारित पेय, लाभकारी बैक्टीरिया से भरपूर होते हैं। ये सूक्ष्मजीव केवल भोजन को संरक्षित ही नहीं करते; वे प्राकृतिक रसायनों और छोटे प्रोटीन अंशों का एक जटिल मिश्रण भी बनाते हैं जो हानिकारक हमलावरों से लड़ सकते हैं। शोधकर्ता यह सवाल पूछ रहे हैं कि क्या ये प्राकृतिक उपोत्पाद, जो सरल किण्वन से उत्पन्न होते हैं, मलेरिया परजीवी को मात देने की कुंजी हो सकते हैं।
नाइजीरिया के जोस विश्वविद्यालय में किए गए एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों की एक टीम ने Limosilactobacillus fermentum नामक बैक्टीरिया के एक विशिष्ट प्रकार का उपयोग करके इस संभावना को तलाशने का प्रयास किया। उन्होंने दो स्रोतों से नमूने एकत्र किए: 'कुनू-ज़ाकी' नामक एक व्यावसायिक किण्वित बाजरा पेय और प्रयोगशाला में स्वयं किण्वित किया गया बाजरा। उनका लक्ष्य यह देखना था कि क्या इन मिश्रणों में बढ़ने वाले बैक्टीरिया मलेरिया परजीवी को जीवित रहने से रोक सकते हैं। शोधकर्ताओं ने न केवल बैक्टीरिया को देखा; उन्होंने उस तरल का भी परीक्षण किया जिसमें बैक्टीरिया रहते थे और बैक्टीरिया कोशिकाओं के भीतर की सामग्री का भी परीक्षण किया। उन्होंने पाया कि जब उन्होंने इन बैक्टीरियल कल्चर को मलेरिया संक्रमित रक्त के साथ मिलाया, तो परजीवी मर गए। उल्लेखनीय रूप से, बैक्टीरिया ने मानव लाल रक्त कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाए बिना परजीवी को मार दिया, जो किसी भी संभावित दवा के लिए एक महत्वपूर्ण सुरक्षा विशेषता है। बैक्टीरिया के आसपास का तरल लैक्टिक एसिड और प्रोटीन से समृद्ध था, जिससे पता चलता है कि बैक्टीरिया सक्रिय रूप से ऐसे पदार्थ बना रहे थे जो परजीवी पर हमला करते थे।
यह वास्तव में कैसे हुआ, इसे समझने के लिए, टीम ने शक्तिशाली कंप्यूटर सिमुलेशन का सहारा लिया। उन्होंने बैक्टीरिया के पाए गए जेनेटिक कोड का उपयोग किया और यह अनुमान लगाने के लिए कि बैक्टीरिया द्वारा बनाए जाने वाले नए, छोटे प्रोटीन अंश या पेप्टाइड्स की संरचना कैसी होगी। उन्होंने जेरैनी पाइरोफॉस्फेट (geranyl pyrophosphate) नामक एक विशिष्ट रासायनिक अणु को भी देखा, जिसे बैक्टीरिया स्वाभाविक रूप से उत्पन्न करते हैं। उन्नत मॉडलिंग का उपयोग करते हुए, उन्होंने परीक्षण किया कि ये नए अणु मलेरिया परजीवी के साथ कैसे परस्पर क्रिया करेंगे। परजीवी तीन विशिष्ट एंजाइमों पर निर्भर करता है, जो आणविक कैंची की तरह कार्य करते हैं, ताकि हीमोग्लोबिन को तोड़ सकें और अपना पोषण कर सकें। शोधकर्ताओं ने इन एंजाइमों के सक्रिय स्थलों (active sites) में बैक्टीरियल अणुओं के डॉकिंग का अनुकरण किया। परिणामों ने दिखाया कि बैक्टीरियल पेप्टाइड्स और जेरैनी पाइरोफॉस्फेट अणु इन स्थलों में मजबूती से फिट होते हैं, जिससे परजीवी की पोषण प्रणाली प्रभावी रूप से बाधित हो जाती है। कंप्यूटर मॉडल ने भविष्यवाणी की कि ये अणु मजबूती से जुड़ेंगे और परजीवी की जीवित रहने की क्षमता को बाधित करेंगे, जबकि मानव कोशिकाओं के लिए सुरक्षित रहेंगे।
अध्ययन ने इन संभावित उपचारों की सुरक्षा की भी जांच की। कंप्यूटर मॉडल ने भविष्यवाणी की कि जेरैनी पाइरोफॉस्फेट अणु लीवर, किडनी या हृदय को नुकसान नहीं पहुंचाएगा, और यह ब्लड-ब्रेन बैरियर (रक्त-मस्तिष्क अवरोध) को पार करने में सक्षम होगा, जो मस्तिष्क को प्रभावित करने वाले गंभीर मलेरिया के उपचार के लिए महत्वपूर्ण है। नए पेप्टाइड्स को भी गैर-विषाक्त और गैर-एलर्जेनिक बताया गया। हालांकि, एक पेप्टाइड को संभावित एलर्जन के रूप में चिह्नित किया गया, जिससे संकेत मिलता कि मानव उपयोग के लिए विचार किए जाने से पहले इसमें थोड़ा संशोधन करने की आवश्यकता होगी। शोधकर्ताओं ने पुष्टि की कि बाजरे और व्यावसायिक पेय से अलग किए गए बैक्टीरिया वास्तव में एक ही प्रकार के, Limosilactobacillus fermentum थे, और वे इन एंटी-पैरासिटिक पदार्थों को उत्पन्न करने की क्षमता साझा करते थे।
यह कार्य मलेरिया के नए उपचारों की खोज में एक आशाजनक कदम है। शोधकर्ताओं ने एक सामान्य खाद्य बैक्टीरिया से प्राप्त विशिष्ट अणुओं की पहचान की है जो प्रयोगशाला सेटिंग में मलेरिया परजीवी को मारने की प्रबल क्षमता दिखाते हैं। हालांकि निष्कर्ष मानव परीक्षणों और कंप्यूटर सिमुलेशन पर आधारित हैं, न कि मानव नैदानिक परीक्षणों पर, वे भविष्य के विकास के लिए एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करते हैं। अध्ययन बताता है कि किण्वित खाद्य पदार्थों का प्राकृतिक रसायन विज्ञान, दवा-प्रतिरोधी बीमारियों से लड़ने के लिए अप्रयुक्त संसाधनों से भरा है। इन विशिष्ट बैक्टीरियल उत्पादों को अलग करके, वैज्ञानिक अब ठोस उम्मीदवारों के पास हैं, जो एक नई श्रेणी की दवाओं के करीब जा रहे हैं जो मलेरिया से लाखों लोगों की रक्षा करने में मदद कर सकती है।
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