उम्र बढ़ने का आनुवंशिक सुधार: DNA संपादन ने चूहों की उम्र 140% कैसे बढ़ाई

उम्र बढ़ने को कैसे धीमा किया जाए? सबसे कठिन तरीकों में से एक है उन लोगों का इलाज करना जो पहले से ही अपने जीन में उम्र बढ़ने को धारण करते हैं। प्रोजेरिया (हचिंसन-गिलफोर्ड प्रोजेरिया सिंड्रोम) से पीड़ित बच्चों में LMNA जीन में एक उत्परिवर्तन होता है जो उन्हें सामान्य से 5-10 गुना तेजी से बूढ़ा बनाता है। वे 2 साल की उम्र तक अपने बाल खो देते हैं, 5 साल की उम्र तक धमनीकाठिन्य विकसित कर लेते हैं, और आमतौर पर 13 साल की उम्र से पहले दिल के दौरे से मर जाते हैं। दशकों तक, चिकित्सा ने कुछ भी पेश नहीं किया। अब, NIH और Broad Institute की एक टीम ने दिखाया है कि DNA संपादन उपचार उत्परिवर्तन को ठीक कर सकता है और चूहों में जीवन को 140% तक बढ़ा सकता है। यह उपचार अब बच्चों में नैदानिक परीक्षणों की ओर बढ़ रहा है। और इसके सभी के लिए बड़े निहितार्थ हैं।

समस्या: एक जीन में एक त्रुटि

प्रोजेरिया एक बिंदु उत्परिवर्तन के कारण होता है - DNA में एक बिट बदल जाता है। LMNA जीन लैमिनिन A नामक प्रोटीन को कोड करता है, जो शरीर की प्रत्येक कोशिका के केंद्रक के अंदर प्रोटीन की परत बनाता है। सामान्य अवस्था में, लैमिनिन A केंद्रक को स्थिर करता है और आनुवंशिक जानकारी की रक्षा करता है। उत्परिवर्तन की स्थिति में, प्रोजेरिन नामक एक दोषपूर्ण संस्करण बनता है जो ठीक से साफ नहीं होता है। यह केंद्रक में जमा हो जाता है, इसे विकृत कर देता है, और अंततः कोशिकाएं नियोजित समय से पहले मर जाती हैं।

आश्चर्य: प्रोजेरिया के बिना वयस्कों में स्वस्थ कोशिकाएं भी थोड़ी मात्रा में प्रोजेरिन बनाती हैं। यह उम्र के साथ हम सभी में जमा होता है। यह "सामान्य" उम्र बढ़ने का एक कारण हो सकता है। प्रोजेरिया में उत्परिवर्तन केवल बड़ी मात्रा में प्रोजेरिन के उत्पादन का कारण बनता है।

समाधान: जीन को ही ठीक करना

Broad Institute के प्रो. डेविड लियू के नेतृत्व में एक टीम ने, NIH के सहयोगियों के साथ, एक नया दृष्टिकोण विकसित किया। DNA को काटने (क्लासिक CRISPR की तरह) के बजाय, वह base editing का उपयोग करता है - एक एकल आनुवंशिक अक्षर का सुधार। जैसे कंप्यूटर में किसी शब्द में गलत अक्षर को सुधारना, बिना पूरे शब्द को मिटाए।

विधि:

1. बेस एडिटर को AAV वायरस (एक हानिरहित वायरस जो वाहक के रूप में कार्य करता है) पर लोड किया जाता है
2. वायरस को रोगी में इंजेक्ट किया जाता है
3. वायरस शरीर की सभी कोशिकाओं तक पहुंचता है
4. प्रत्येक कोशिका में, बेस एडिटर क्षतिग्रस्त DNA का पता लगाता है और विशिष्ट अक्षर को ठीक करता है
5. उसी क्षण से, कोशिका प्रोजेरिन के बजाय सामान्य लैमिनिन A का उत्पादन करती है

चूहों में परिणाम: नाटकीय

टीम ने 2021 में Nature में मूल प्रयोग प्रकाशित किया। उन्होंने उन चूहों के साथ काम किया जिनमें प्रोजेरिया वाले बच्चों के समान उत्परिवर्तन था। उपचार के बिना, ये चूहे लगभग 200 दिन जीवित रहते हैं (सामान्य चूहे के 800-1000 दिनों की तुलना में)।

बेस एडिटर के एक बार के उपचार के बाद:

• उनकी जीवन प्रत्याशा 140% बढ़ गई (लगभग 280 दिन, सामान्य चूहे के करीब)
• शरीर में 30% कोशिकाओं का सुधार - नाटकीय प्रभाव के लिए पर्याप्त
• हृदय की कार्यप्रणाली लगभग सामान्य हो गई
• धमनीकाठिन्य रुक गया
• कोशिकाओं में केंद्रक की संरचना सामान्य हो गई
• कोई स्पष्ट दुष्प्रभाव नहीं

"यह एक आनुवंशिक बीमारी के सुधार का मामला है जिसमें जबरदस्त क्षमता है। अगर यह मनुष्यों में काम करता है, तो प्रोजेरिया को पहली बार एक वास्तविक दवा मिलेगी।"

क्लिनिक की यात्रा

2021 में सफल प्रयोग के बाद, मनुष्यों के लिए विकास में समय लगा:

1. 2022-2023: सुरक्षा और प्रभावकारिता के लिए बंदरों में परीक्षण
2. 2024-2025: दवा संस्करण (SamPro-2) का फार्मास्युटिकल मानकों पर उत्पादन
3. मार्च 2026: वाणिज्यिक निर्माण के लिए Forge कंपनी के साथ साझेदारी
4. 2027: चरण 1 नैदानिक परीक्षण के लिए FDA अनुमोदन की उम्मीद
5. 2028: प्रोजेरिया वाले पहले मानव बच्चे के इलाज की उम्मीद

Progeria Research Foundation (PRF) अकादमिक टीमों के साथ इस प्रक्रिया का नेतृत्व कर रही है।

विकास में अन्य दवाएं

बेस एडिटिंग के अलावा, प्रोजेरिया के इलाज के लिए अन्य दृष्टिकोण भी विकसित हो रहे हैं:

• BPIFB4 जीन: एक जीन जो सुपर-लॉन्ग-लिवर्ड (100 वर्ष से अधिक आयु के लोगों) में पहचाना गया। ब्रिस्टल विश्वविद्यालय और IRCCS MultiMedica के शोधकर्ताओं ने दिखाया कि प्रोजेरिया चूहों में LAV-BPIFB4 इंजेक्ट करने से हृदय संबंधी उम्र बढ़ने को उलट दिया गया।
• Lonafarnib: 2020 में FDA द्वारा प्रोजेरिया के लिए अनुमोदित पहली दवा। प्रोजेरिन उत्पादन को कम करके काम करती है। बच्चों में जीवन प्रत्याशा 2-3 साल बढ़ाती है। यह कोई क्रांतिकारी दवा नहीं है, लेकिन यह शुरुआत है।
• एंटीसेंस ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स: एक अन्य दृष्टिकोण जो दोषपूर्ण RNA को शांत करता है

यह सभी के लिए क्यों प्रासंगिक है?

प्रोजेरिया की खासियत यह है कि यह सामान्य उम्र बढ़ने का एक त्वरित संस्करण है। प्रोजेरिया में काम करने वाला हर तंत्र सामान्य उम्र बढ़ने में भी काम करने की अच्छी संभावना रखता है:

• प्रोजेरिन हम सभी में उम्र के साथ जमा होता है, बस थोड़ा सा। बेस एडिटर इसे ठीक कर सकता है।
• हमारी बूढ़ी कोशिकाएं प्रोजेरिया कोशिकाओं के समान होती हैं उनके केंद्रक संरचना में।
• प्रोजेरिया में काम करने वाले उपचार बाद में सामान्य आबादी में परीक्षण किए जाएंगे।

लियू की टीम पहले से ही उपचार के विस्तार पर काम कर रही है। यदि प्रोजेरिया के बच्चों में base editing सुरक्षित है, तो इसे उन वृद्ध लोगों को पेश किया जा सकता है जिनमें त्वरित उम्र बढ़ने की आनुवंशिक प्रवृत्ति है। 10-15 वर्षों में दृष्टि: एक आनुवंशिक उपचार जो सेलुलर स्तर पर उम्र बढ़ने को ठीक करता है।

चुनौतियां

भले ही क्लिनिक सफल हो, सीमाएं हैं:

• कीमत: जीन थेरेपी उपचारों की लागत 2-4 मिलियन डॉलर प्रति रोगी है। इसे कम करने की आवश्यकता है।
• उपलब्धता: प्रोजेरिया 4 मिलियन में से 1 को प्रभावित करता है। छोटा पैमाना निवेश को कठिन बनाता है।
• सामान्य आबादी में विस्तार: प्रोजेरिया (सभी रोगियों में एक उत्परिवर्तन) से सामान्य उम्र बढ़ने (प्रत्येक व्यक्ति में हजारों विभिन्न उत्परिवर्तन) तक जाना एक बड़ी छलांग है।
• दीर्घकालिक सुरक्षा: बच्चों में DNA संपादन ऐसे रूप ले सकता है जो हमने नहीं देखे हैं। पहले रोगियों की दशकों तक निगरानी आवश्यक है।

अब आप क्या कर सकते हैं?

इस उपचार के बिना भी, शरीर में प्रोजेरिन को कम करने के लिए कुछ चीजें की जा सकती हैं:

• अत्यधिक UV विकिरण से बचना: सूरज LMNA को नुकसान पहुंचाता है
• प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों में कम आहार: चयापचय भार प्रोजेरिन उत्पादन बढ़ाता है
• नियमित शारीरिक गतिविधि: कोशिकीय सफाई को तेज करती है जो संचित प्रोजेरिन को हटाती है
• हल्का कैलोरी प्रतिबंध: ऑटोफैगी को सक्रिय करता है जो दोषपूर्ण प्रोटीन को हटाता है, जिसमें प्रोजेरिन भी शामिल है

निचली पंक्ति

प्रोजेरिया दशकों तक चिकित्सा का एक क्रूर रहस्य था: बच्चे तेजी से बूढ़े होते हैं और कोई मदद नहीं कर सकता। अब कहानी बदल रही है। दस वर्षों के भीतर, इस बीमारी का इलाज हो सकता है। और उससे भी महत्वपूर्ण बात, यह हम सभी में उम्र बढ़ने के उपचार के लिए द्वार खोलेगा। जो अकेलापन था वह आशा बन रहा है।