जीन साइलेंसिंग चूहों में कोलेस्ट्रॉल को कम करता है - किसी जीन संपादन की आवश्यकता नहीं है

केवल एक शॉट से, वैज्ञानिकों ने चूहों में कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम कर दिया है। उपचार उनके कम से कम आधे जीवन तक चला।

यह शॉट जीन संपादन जैसा लग सकता है, लेकिन ऐसा नहीं है। इसके बजाय, यह निर्भर करता है आनुवंशिक गतिविधि को नियंत्रित करने की एक उभरती हुई विधि-डीएनए अक्षरों को सीधे बदले बिना। "एपिजेनेटिक एडिटिंग" कहलाने वाली यह तकनीक आणविक मशीनरी को लक्षित करती है जो जीन को चालू या बंद करती है।

आनुवंशिक अक्षरों को फिर से लिखने के बजाय, जो अनपेक्षित डीएनए स्वैप का कारण बन सकता है, एपिजेनेटिक संपादन संभवतः अधिक सुरक्षित हो सकता है क्योंकि यह कोशिका के मूल डीएनए अनुक्रमों को बरकरार रखता है। वैज्ञानिक लंबे समय से आनुवंशिक गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए सीआरआईएसपीआर-आधारित संपादन के विकल्प के रूप में इस पद्धति पर विचार कर रहे हैं। लेकिन अब तक, यह केवल पेट्री डिश में विकसित कोशिकाओं में ही काम करने वाला साबित हुआ है।

नया अध्ययन, इस सप्ताह में प्रकाशित प्रकृति, इस अवधारणा का पहला प्रमाण है कि रणनीति शरीर के अंदर भी काम करती है। एपिजेनेटिक एडिटर की केवल एक खुराक को रक्तप्रवाह में डालने से, चूहों के कोलेस्ट्रॉल का स्तर तेजी से गिर गया, और उल्लेखनीय दुष्प्रभावों के बिना लगभग एक वर्ष तक कम रहा।

उच्च कोलेस्ट्रॉल दिल के दौरे, स्ट्रोक और रक्त वाहिका रोगों के लिए एक प्रमुख जोखिम कारक है। लाखों लोग इसके स्तर को नियंत्रण में रखने के लिए, अक्सर वर्षों या दशकों तक, दैनिक दवा पर निर्भर रहते हैं। एक सरल, लंबे समय तक चलने वाला शॉट संभावित जीवन-परिवर्तक हो सकता है।

सैन रैफेल साइंटिफिक इंस्टीट्यूट में अध्ययन लेखक डॉ. एंजेलो लोम्बार्डो ने कहा, "यहां फायदा यह है कि यह हर दिन गोलियां लेने के बजाय एक बार किया जाने वाला उपचार है।" बोला था प्रकृति.

कोलेस्ट्रॉल से परे, परिणाम कैंसर सहित कई प्रकार की बीमारियों से निपटने के लिए एक शक्तिशाली उभरते उपकरण के रूप में एपिजेनेटिक संपादन की क्षमता को प्रदर्शित करते हैं।

डॉ. हेनरीट ओ'जीन को कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस में, यह "डीएनए को काटने से दूर होने के युग की शुरुआत है" लेकिन अभी भी बीमारी का कारण बनने वाले जीन को चुप कराया जा रहा है, जिससे इलाज के एक नए परिवार का मार्ग प्रशस्त हो रहा है।

समतल करना

जीन संपादन बायोमेडिकल विज्ञान में क्रांति ला रहा है, जिसमें CRISPR-Cas9 अग्रणी है। पिछले कुछ महीनों में, यूनाइटेड किंगडम और अमेरिका दोनों ने सिकल सेल रोग के लिए सीआरआईएसपीआर-आधारित जीन संपादन थेरेपी को हरी झंडी दे दी है बीटा थैलेसीमिया.

ये उपचार एक निष्क्रिय जीन को एक स्वस्थ संस्करण के साथ प्रतिस्थापित करके काम करते हैं। प्रभावी होते हुए भी, इसके लिए डीएनए स्ट्रैंड को काटने की आवश्यकता होती है, जिससे जीनोम में कहीं और अप्रत्याशित टुकड़े हो सकते हैं। कुछ लोगों ने CRISPR-Cas9 को एक प्रकार की "जीनोमिक बर्बरता" भी करार दिया है।

एपिजीनोम को संपादित करने से ये समस्याएं दूर हो जाती हैं।

शाब्दिक अर्थ है जीनोम के ऊपर, एपिजेनेटिक्स वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिकाएं जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करती हैं। प्रारंभिक विकास के दौरान कोशिकाएं इस तरह अलग-अलग पहचान बनाती हैं - उदाहरण के लिए, मस्तिष्क, यकृत या हृदय कोशिकाएं बनती हैं, भले ही सभी कोशिकाओं में एक ही आनुवंशिक ब्लूप्रिंट होता है। एपिजेनेटिक्स जीन गतिविधि को लचीले ढंग से नियंत्रित करके जीन अभिव्यक्ति के साथ पर्यावरणीय कारकों - जैसे आहार - को भी जोड़ता है।

यह सब असंख्य रासायनिक "टैग" पर निर्भर करता है जो हमारे जीन को चिह्नित करते हैं। प्रत्येक टैग का एक विशिष्ट कार्य होता है। उदाहरण के लिए, मिथाइलेशन एक जीन को बंद कर देता है। चिपचिपे नोटों की तरह, टैग को उनके निर्दिष्ट प्रोटीन की मदद से आसानी से जोड़ा या हटाया जा सकता है - डीएनए अनुक्रमों को परिवर्तित किए बिना - जिससे यह जीन अभिव्यक्ति में हेरफेर करने का एक दिलचस्प तरीका बन जाता है।

दुर्भाग्य से, दीर्घकालिक उपचार को डिजाइन करने के लिए एपिजेनोम का लचीलापन भी इसके पतन का कारण बन सकता है।

जब कोशिकाएं विभाजित होती हैं, तो वे अपने सभी डीएनए पर कब्जा कर लेती हैं - जिसमें कोई भी संपादित परिवर्तन भी शामिल है। हालाँकि, एपिजेनेटिक टैग अक्सर मिटा दिए जाते हैं, जिससे नई कोशिकाओं को एक साफ स्लेट के साथ शुरू करने की अनुमति मिलती है। यह उन कोशिकाओं में इतनी समस्याग्रस्त नहीं है जो आम तौर पर परिपक्व होने के बाद विभाजित नहीं होती हैं - उदाहरण के लिए, न्यूरॉन्स। लेकिन उन कोशिकाओं के लिए जो लगातार नवीनीकृत होती हैं, जैसे कि यकृत कोशिकाएं, कोई भी एपिजेनेटिक संपादन तेजी से कम हो सकता है।

शोधकर्ताओं ने लंबे समय से इस बात पर बहस की है कि क्या एपिजेनेटिक संपादन एक दवा के रूप में काम करने के लिए पर्याप्त टिकाऊ है। नए अध्ययन ने लीवर में अत्यधिक व्यक्त जीन को लक्षित करके चिंता को प्रमुखता से उठाया।

टीमवर्क

पीसीएसके9 से मिलें, एक प्रोटीन जो कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (एलडीएल), या "खराब कोलेस्ट्रॉल" को नियंत्रण में रखता है। इसका जीन लंबे समय से फार्मास्युटिकल और जीन संपादन अध्ययन दोनों में कोलेस्ट्रॉल को कम करने के लिए निशाने पर है, जिससे यह एपिजेनेटिक नियंत्रण के लिए एक आदर्श लक्ष्य बन गया है।

"यह एक प्रसिद्ध जीन है जिसे रक्त में कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम करने के लिए बंद करने की आवश्यकता है," कहा लोम्बार्डो.

अंतिम लक्ष्य जीन को कृत्रिम रूप से मिथाइलेट करना और इस प्रकार उसे शांत करना है। टीम ने सबसे पहले जिंक-फिंगर प्रोटीन नामक डिजाइनर अणुओं के एक परिवार की ओर रुख किया। सीआरआईएसपीआर-आधारित उपकरणों के आगमन से पहले, ये आनुवंशिक गतिविधि में हेरफेर करने के लिए पसंदीदा थे।

जिंक-फिंगर प्रोटीन को विशेष रूप से ब्लडहाउंड की तरह आनुवंशिक अनुक्रमों में शामिल करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। कई संभावनाओं की जांच करने के बाद, टीम को एक कुशल उम्मीदवार मिला जो विशेष रूप से यकृत कोशिकाओं में पीसीएसके9 को लक्षित करता है। फिर उन्होंने इस "वाहक" को तीन प्रोटीन टुकड़ों से जोड़ा जो मिथाइलेट डीएनए में सहयोग करते हैं।

ये टुकड़े प्राकृतिक एपिजेनेटिक संपादकों के एक समूह से प्रेरित थे जो प्रारंभिक भ्रूण विकास के दौरान जीवन में आते हैं। पिछले संक्रमणों के अवशेष, हमारे जीनोम में वायरल अनुक्रम बिखरे हुए हैं जो पीढ़ियों से चले आ रहे हैं। मिथाइलेशन इस वायरल आनुवंशिक "जंक" को शांत करता है, जिसका प्रभाव अक्सर पूरे जीवनकाल तक रहता है। दूसरे शब्दों में, प्रकृति पहले से ही एक लंबे समय तक चलने वाले एपिजेनेटिक संपादक के साथ आई है, और टीम ने इसके प्रतिभाशाली समाधान का उपयोग किया है।

संपादक को वितरित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने प्रोटीन अनुक्रमों को एक एकल डिजाइनर एमआरएनए अनुक्रम में एन्कोड किया - जिसका उपयोग कोशिकाएं प्रोटीन की नई प्रतियां बनाने के लिए कर सकती हैं, जैसे एमआरएनए टीकों में - और इसे एक कस्टम नैनोकण में समाहित किया। एक बार चूहों में इंजेक्ट किए जाने के बाद, नैनोकणों ने यकृत में अपना रास्ता बना लिया और अपने पेलोड जारी कर दिए। लिवर कोशिकाएं तेजी से नई कमांड के साथ समायोजित हो गईं और उन्होंने ऐसे प्रोटीन बनाए जो पीसीएसके9 अभिव्यक्ति को बंद कर देते हैं।

केवल दो महीनों में, चूहों के PCSK9 प्रोटीन का स्तर 75 प्रतिशत कम हो गया। जानवरों का कोलेस्ट्रॉल भी तेजी से कम हुआ और लगभग एक साल बाद अध्ययन के अंत तक कम रहा। वास्तविक अवधि इससे कहीं अधिक लंबी हो सकती है.

लोम्बार्डो ने समझाया, जीन संपादन के विपरीत, रणनीति हिट-एंड-रन है। एपिजेनेटिक संपादक कोशिका के अंदर नहीं रहे, लेकिन उनके चिकित्सीय प्रभाव बने रहे।

तनाव परीक्षण के रूप में, टीम ने एक शल्य प्रक्रिया का प्रदर्शन किया जिससे यकृत कोशिकाएं विभाजित हो गईं। यह संभावित रूप से संपादन को मिटा सकता है. लेकिन उन्होंने पाया कि यह कई पीढ़ियों तक चलता है, जिससे पता चलता है कि संपादित कोशिकाओं ने एक प्रकार की "मेमोरी" बनाई है जो वंशानुगत है।

क्या ये लंबे समय तक चलने वाले परिणाम मनुष्यों पर लागू होंगे यह अज्ञात है। चूहों की तुलना में हमारा जीवनकाल कहीं अधिक है और हमें कई शॉट्स की आवश्यकता हो सकती है। एपिजेनेटिक संपादक के विशिष्ट पहलुओं को भी मानव जीन के लिए बेहतर ढंग से तैयार करने के लिए फिर से काम करने की आवश्यकता है।

इस बीच, अन्य प्रयास बेस एडिटिंग - एक प्रकार का जीन एडिटिंग - का उपयोग करके उच्च कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम करने में पहले से ही एक छोटे नैदानिक ​​​​परीक्षण में वादा दिखाया गया है।

लेकिन यह अध्ययन एपिजेनेटिक संपादकों के बढ़ते क्षेत्र को जोड़ता है। लगभग एक दर्जन स्टार्टअप विभिन्न प्रकार की बीमारियों के लिए उपचार विकसित करने की रणनीति पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, एक के साथ जिद्दी कैंसर से निपटने के लिए पहले से ही नैदानिक ​​​​परीक्षणों में।

लोम्बार्डो ने कहा, जहां तक ​​वे जानते हैं, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह पहली बार है कि किसी ने दिखाया है कि एक-शॉट दृष्टिकोण से जीवित जानवरों में लंबे समय तक रहने वाले एपिजेनेटिक प्रभाव हो सकते हैं। "यह प्लेटफ़ॉर्म को अधिक व्यापक रूप से उपयोग करने की संभावना को खोलता है।"

छवि क्रेडिट: Google डीपमाइंड / Unsplash

• एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
• प्लेटोडेटा.नेटवर्क वर्टिकल जेनरेटिव एआई। स्वयं को शक्तिवान बनाएं। यहां पहुंचें।
• प्लेटोआईस्ट्रीम। Web3 इंटेलिजेंस। ज्ञान प्रवर्धित। यहां पहुंचें।
• प्लेटोईएसजी. कार्बन, क्लीनटेक, ऊर्जा, पर्यावरण, सौर, कचरा प्रबंधन। यहां पहुंचें।
• प्लेटोहेल्थ। बायोटेक और क्लिनिकल परीक्षण इंटेलिजेंस। यहां पहुंचें।
• स्रोत: https://singularityhub.com/2024/02/29/gene-silencing-slashes-cholesterol-in-mice-no-gene-edits-required/