Screening of β-Lactamase Inhibitors Using Phytochemicals with recombinant β-Lactamase
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि प्राकृतिक पादप अर्क की स्क्रीनिंग करने के लिए एक पुनर्संयोजक (recombinant) TEM β-लैक्टामेज को प्रभावी ढंग से उत्पादित किया जा सकता है, जो उन विशिष्ट हर्बल और मसाला स्रोतों की पहचान करता है जिनमें महत्वपूर्ण निरोधात्मक गतिविधि होती है जो एमोक्सिसिलिन-प्रतिरोधी *E. coli* की संवेदनशीलता को बहाल करती है।
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बैक्टीरिया हमेशा से अनुकूलन के माहिर रहे हैं, लेकिन हाल के दशकों में, हमारी दवाओं को मात देने की उनकी क्षमता एक गंभीर स्तर पर पहुँच गई है। कई वर्षों तक, डॉक्टरों ने संक्रमण के इलाज के लिए बीटा-लैक्टम नामक दवाओं के एक शक्तिशाली परिवार पर भरोसा किया। ये दवाएं एक 'रेकिंग बॉल' (ध्वंस करने वाले गोले) की तरह काम करती हैं, जो बैक्टीरिया द्वारा जीवित रहने के लिए बनाई गई सुरक्षात्मक दीवारों को तोड़ देती हैं। हालाँकि, कई बैक्टीरिया ने इस हमले के खिलाफ एक ढाल बनाना सीख लिया है। वे विशेष एंजाइम पैदा करते हैं, जो आणविक कैंची (molecular scissors) की तरह काम करते हैं, और दवा अपना काम करने से पहले ही उसे काटकर अलग कर देते हैं। इस रक्षा तंत्र को बीटा-लैक्टामेज उत्पादन के रूप में जाना जाता है, जिसने कई सामान्य एंटीबायोटिक दवाओं को बेकार कर दिया है, जिससे कभी उपचार योग्य संक्रमण अब जीवन के लिए खतरा बन गए हैं। मुकाबला करने के लिए, वैज्ञानिकों ने दशकों तक ऐसे रासायनिक यौगिक बनाने की कोशिश की है जो इन आणविक कैंचियों को जाम कर सकें, ताकि एंटीबायोटिक फिर से काम कर सकें। फिर भी, जैसे-जैसे बैक्टीरिया इन एंजाइमों के नए संस्करण विकसित कर रहे हैं, मौजूदा समाधान कम प्रभावी होते जा रहे हैं, और वर्तमान उपचारों के दुष्प्रभाव कठोर हो सकते हैं। इस बढ़ती संकट ने शोधकर्ताओं को उत्तरों के लिए प्रयोगशाला से परे देखने के लिए प्रेरित किया है, जिससे उनका ध्यान प्राकृतिक दुनिया और पौधों में पाई जाने वाली विशाल रासायनिक विविधता की ओर गया।
एक हालिया अध्ययन में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह देखने के लिए हाथ आजमाया कि क्या सामान्य जड़ी-बूटियाँ और मसाले इस प्रतिरोध को खोलने की कुंजी प्रदान कर सकते हैं। उन्होंने दुश्मन का एक सटीक मॉडल बनाकर शुरुआत की: एक विशिष्ट प्रकार का बैक्टीरियल एंजाइम जिसे TEM बीटा-लैक्टामेज के रूप में जाना जाता है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने इस एंजाइम को बनाने के लिए आनुवंशिक निर्देश लिए, उन्हें अनुकूलित किया ताकि बैक्टीरिया का एक प्रयोगशाला स्ट्रेन उन्हें आसानी से पढ़ सके, और फिर प्रोटीन का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने के लिए बैक्टीरिया को उगाया। एक बार जब उन्होंने इस एंजाइम को शुद्ध कर लिया, तो उनके पास एक विश्वसनीय परीक्षण विषय था। इसके बाद उन्होंने साठ विभिन्न औषधीय पौधों और मसालों के जल-आधारित अर्क तैयार किए, जिनमें कस्टर्ड एप्पल (शरीफा) के बीजों से लेकर सिनकोना के पेड़ की पत्तियों तक शामिल थे। इन अर्क को एंजाइम के साथ मिलाया गया ताकि यह देखा जा सके कि क्या उनमें से कोई भी एंजाइम को एक परीक्षण पदार्थ को काटने से रोक सकता है।
परिणाम चौंकाने वाले थे। परीक्षण किए गए साठ नमूनों में से, सात नमूने एंजाइम को अक्षम करने में विशेष रूप से प्रभावी पाए गए। सबसे शक्तिशाली अवरोधक कस्टर्ड एप्पल के बीजों से आया, जिसने एंजाइम को लगभग अस्सी प्रतिशत समय काम करने से रोक दिया। इसके ठीक पीछे जावा प्लम (जामुन) का फल, सूखे नींबू का छिलका, लौंग के पौधे की कलियाँ, विंटर चेरी की जड़ें, सिनकोना के पेड़ की पत्तियाँ और कैरम (अजवाइन) के पौधे के बीज रहे। एक मानक परीक्षण में, जहाँ एंजाइम को एक रंगीन सबस्ट्रेट को काटने की अनुमति दी गई थी, इन पादप अर्क ने रंग परिवर्तन को लगभग पूरी तरह से रोक दिया, जिससे सिद्ध हुआ कि वे सफलतापूर्वक एंजाइम की गतिविधि को बाधित कर रहे थे। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि इन पौधों में ऐसे प्राकृतिक रसायन मौजूद हैं जो एंजाइम के कार्य में हस्तक्षेप कर सकते हैं, जो यह सुझाव देता है कि प्रकृति के पास बैक्टीरियल रक्षाओं का मुकाबला करने के लिए संभावित उपकरणों का एक पुस्तकालय है।
यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये निष्कर्ष केवल एक प्रयोगशाला की जिज्ञासा मात्र नहीं हैं, टीम ने अगला कदम उठाया: जीवित बैक्टीरिया के विरुद्ध पौधों का परीक्षण किया। उन्होंने बैक्टीरिया के एक स्ट्रेन का उपयोग किया जो एमोक्सिसिलिन (एक सामान्य एंटीबायोटिक) के प्रति प्रतिरोधी हो गया था। जब उन्होंने इन प्रतिरोधी बैक्टीरिया पर अकेले एंटीबायोटिक लगाया, तो दवा का लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ा। हालाँकि, जब उन्होंने एंटीबायोटिक को उन पादप अर्क के साथ मिलाया जिन्होंने पिछले परीक्षणों में आशाजनक प्रदर्शन किया था, तो बैक्टीरिया अचानक फिर से असुरक्षित हो गए। दवा और पादप अर्क के संयोजन ने निषेध का एक क्षेत्र (zone of inhibition) बनाया जहाँ बैक्टीरिया बढ़ नहीं सकते थे, जिससे प्रभावी रूप से एंटीबायोटिक की शक्ति बहाल हो गई। सबसे नाटकीय सुधार कस्टर्ड एप्पल के बीजों और जावा प्लम के फल के साथ देखे गए, जिन्होंने एंटीबायोटिक को उस सांद्रता से पांच गुना कम मात्रा में काम करने के योग्य बना दिया, जिसकी आवश्यकता दवा के अकेले उपयोग के समय होती है।
यह अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि इसने मरीजों के लिए तैयार कोई नई दवा खोज ली है, लेकिन यह एक स्पष्ट और उत्साहजनक मार्ग प्रदान करता है। शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया है कि सामान्य पौधों के सरल जल अर्क प्रतिरोधी बैक्टीरिया की रक्षा को महत्वपूर्ण रूप से कमजोर कर सकते हैं, जिससे मानक एंटीबायोटिक एक बार फिर प्रभावी हो जाते हैं। इन विशिष्ट पादप स्रोतों की पहचान करके, यह कार्य इस प्रभाव के लिए जिम्मेदार सटीक रासायनिक यौगिकों को अलग करने के भविष्य के अनुसंधान के लिए एक आधार प्रदान करता है। हालांकि एक टेस्ट ट्यूब में पादप अर्क से लेकर फार्मेसी की शेल्फ पर दवा तक का सफर लंबा और जटिल है, यह शोध पुष्टि करता है कि प्राकृतिक दुनिया अभी भी आधुनिक चिकित्सा की सबसे गंभीर चुनौतियों में से एक को हल करने के लिए मूल्यवान रहस्य समेटे हुए है।
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