एक नई कैंसर चिकित्सा स्वर्ग में बनी जोड़ी है।
एक तरफ सीआरआईएसपीआर है, जीन-संपादन तकनीक जिसने जेनेटिक इंजीनियरिंग को तूफान से ले लिया है। दूसरी सीएआर-टी नामक एक थेरेपी है, जो सामान्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं को सुपर सैनिकों में बदल देती है जो विशिष्ट कैंसर का शिकार करती हैं।
वैज्ञानिकों ने लंबे समय से इन दो बड़े अग्रिमों को कैंसर के लिए "खतरे के क्षेत्र" में संयोजित करने की मांग की है - एक सेलुलर फाइटर जेट जो सटीक कैंसर कोशिकाओं का शिकार करता है और उनकी खांसी, सांस लेता है। (टॉप गन, किसी को?)
विचार अपेक्षाकृत सरल है: सीएआर-टी एक निश्चित प्रकार के कैंसर को लक्षित करने वाली उन्नत ट्रैकिंग शक्तियों के साथ प्रतिरक्षा कोशिकाओं को समाप्त करने के लिए जेनेटिक इंजीनियरिंग का उपयोग करता है। CRISPR वह उपकरण है जो उन ट्रैकिंग जीनों को प्रतिरक्षा कोशिकाओं में सम्मिलित करता है।
लेकिन व्यावहारिक रूप से, यह जोड़ी "अब तक की सबसे जटिल चिकित्सा" है।
अनुवांशिक संपादन किसी व्यक्ति के अपने कैंसर पर हमला करने के लिए तैयार किए जाते हैं, और उनके प्रत्येक ट्यूमर प्रोटीन के एक विशिष्ट सेट के साथ बिंदीदार होते हैं। अब, नेचर में एक अध्ययन में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स में स्थित एक टीम ने स्तन या पेट के कैंसर जैसे विभिन्न कैंसर वाले 16 लोगों के उपचार का परीक्षण किया। एक कस्टम एल्गोरिथ्म की मदद से, वैज्ञानिकों ने प्रत्येक व्यक्ति के विशेष प्रकार के कैंसर को लक्षित करने और नष्ट करने के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर प्रतिरक्षा कोशिकाओं का एक ब्रिगेड तैयार किया। स्वस्थ ऊतकों को बख्शते हुए ये कोशिकाएं व्यक्तिगत प्रोटीन लक्ष्य पर घर कर सकती हैं।
हफ्तों के भीतर, टीम ने पाया कि संपादित प्रतिरक्षा कोशिकाएं कैंसर के ऊतकों में इस कदर घुस गई थीं कि इंजीनियर कोशिकाओं ने कैंसर के नमूने का 20 प्रतिशत हिस्सा बना लिया। यह चांदी की गोली नहीं है—यह पहला परीक्षण केवल सुरक्षा का आकलन करने के लिए है। लेकिन यह दर्शाता है कि CRISPR और CAR-T टीम-अप कैंसर रोगियों में संभव है। अध्ययन वर्तमान कैंसर उपचारों की संभावित ओवरहालिंग की दिशा में पहला कदम है, जिससे उन्हें अधिक व्यक्तिगत और कुशल बनाया जा सकता है और कम दुष्प्रभाव हो सकते हैं।
कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स में अध्ययन लेखक डॉ एंटोनी रिबास ने कहा, "क्लिनिक में शायद यह अब तक की सबसे जटिल चिकित्सा है।" "हम एक मरीज की अपनी टी कोशिकाओं से एक सेना बनाने की कोशिश कर रहे हैं।"
कैंसर दुविधा
कैंसर कोशिकाएं बेहद चालाक होती हैं।
सभी कोशिकाओं की तरह, कैंसर कोशिकाओं को उनके झिल्ली के बाहर प्रोटीन के आवरण के साथ बिंदीदार किया जाता है। कुछ प्रोटीन उन्हें स्वस्थ कोशिकाओं के रूप में छलावरण करते हैं। दूसरे उन्हें दे देते हैं। कैंसर कोशिकाओं के उन्मूलन में एक मुख्य लक्ष्य इन अद्वितीय कैंसर प्रोटीन "बीकन" पर घर करना है, जो स्वस्थ कोशिकाओं में मौजूद नहीं हैं। यह सामान्य कोशिकाओं को अकेला छोड़ते हुए, कैंसर का सफाया करना संभव बनाता है।
कीमोथेरेपी से लेकर इम्यूनोथेरेपी तक, हमने ट्यूमर को लक्षित करने का अच्छा प्रयास किया है। इसमें कोई संदेह नहीं है कि उपचारों ने जान बचाई है। लेकिन उपचार भी शरीर पर एक भारी टोल लेते हैं, मुख्यतः क्योंकि वे अन्य तेजी से बढ़ने वाली कोशिकाओं, जैसे कि स्टेम सेल से कैंसर में भेदभाव नहीं कर सकते हैं।
कैलिफोर्निया के दक्षिण सैन फ्रांसिस्को में पीएसीटी फार्मा के मुख्य वैज्ञानिक अधिकारी, अध्ययन लेखक डॉ. स्टेफनी मंडल ने कहा, "रोगियों में हम कैंसर के साथ क्लिनिक में देखते हैं, कुछ बिंदु पर प्रतिरक्षा प्रणाली लड़ाई हार गई और ट्यूमर बढ़ गया।"
तो हम क्या करें? टी सेल दर्ज करें।
टीम ने कहा, "मानव प्रतिरक्षा प्रणाली विशिष्ट रूप से अनुकूल है" अन्य कोशिकाओं को बख्शते हुए कैंसर को खत्म करने के लिए। टी कोशिकाएं, प्रतिरक्षा प्रणाली का एक हिस्सा, विशेष रूप से अच्छे हत्यारे हैं जो टी सेल रिसेप्टर, या टीसीआर नामक "स्पाईग्लास" प्रोटीन का उपयोग करके कैंसर का शिकार कर सकते हैं। TCR को परम जैविक निगरानी कैमरे के रूप में सोचें: यह केवल एक डीएनए उत्परिवर्तन का पता लगा सकता है जो कोशिका के कैंसर के मोड़ को चिह्नित करता है।
समस्या यह है कि ये प्रतिरक्षा कोशिकाएं आसानी से अभिभूत हो जाती हैं: कैंसर में 24,000 से अधिक विभिन्न उत्परिवर्तन के साथ, टी कोशिकाएं उन सभी के साथ नहीं रह सकती हैं। सीएआर-टी विशिष्ट उत्परिवर्तनों को पहचानने की उनकी क्षमता को बढ़ावा देने का एक तरीका है। डब किए गए "नियोएंटीजेन्स", ये प्रोटीन कैंसर कोशिकाओं को चिह्नित करते हैं क्योंकि वे सामान्य लोगों में मौजूद नहीं होते हैं। अनुवाद? CAR-T के लिए Neoantigens सही लक्ष्य हैं।
शिकार शुरू होता है
टीम ने प्रत्येक रोगी से दो नमूने लिए: एक ट्यूमर से, और दूसरा रक्त से। यह अजीब लगता है, लेकिन रक्त कोशिकाओं ने पृष्ठभूमि के रूप में सामान्य अनुवांशिक डेटा का "खाली स्लेट" प्रदान किया जिस पर शोधकर्ता कैंसर के नमूने में उत्परिवर्तित जीन का शिकार कर सकते थे। परिणाम कुछ रोगियों में 500 तक म्यूटेशन का एक आश्चर्यजनक स्मोर्गास्बॉर्ड था।
"म्यूटेशन हर कैंसर में अलग हैं," रिबास ने कहा।
हाथ में डेटा के साथ, टीम ने कई संभावित CAR-T थेरेपी लक्ष्यों को डिजाइन करने के लिए एक एल्गोरिथ्म का उपयोग किया- नियोएन्टीजेन्स, या नियोटीसीआरएस। प्रत्येक को विशेष रूप से टी सेल हमले को ट्रिगर करने के लिए चुना गया था, अंततः 175 से अधिक नए कैंसर सेल प्रोटीन लक्ष्यों के साथ सीएआर-टी की एक टीम का निर्माण किया गया।
हालांकि यह जोखिम भरा व्यवसाय है। सीएआर-टी शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली को फिर से लिखता है, जिससे गंभीर दुष्प्रभाव हो सकते हैं। टीम अच्छी तरह से जानती है: उन्होंने सबसे पहले पेट्री डिश के अंदर स्वस्थ दाता टी कोशिकाओं में नियो टीसीआर उम्मीदवारों का परीक्षण किया, अंत में प्रति मरीज तीन कैंसर लक्ष्य तय किए। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक रोगी की टी कोशिकाओं को तीन कैंसर साइटों को लक्षित करने के लिए इंजीनियर किया गया था।
सीआरआईएसपीआर दर्ज करें। टीम ने प्रत्येक रोगी से रक्त लिया और उनकी टी कोशिकाओं को अलग कर दिया। फिर उन्होंने दो प्रतिरक्षा संबंधी जीनों को मिटाने के लिए CRISPR के साथ कोशिकाओं का इलाज किया और उन लोगों को सम्मिलित किया जो नियो TCRs को एनकोड करते हैं। यह एक जैविक चारा और स्विच है: नव संचालित सीएआर-टी अब सिद्धांत रूप में समर्पित कैंसर शिकारी हैं जो सामान्य कोशिकाओं को नुकसान नहीं पहुंचाएंगे।
कुल मिलाकर, यह एक बहुत तेज़ प्रक्रिया थी: टीम ने केवल 11 दिनों में इंजीनियर सुपर-सैनिक कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि की। रोगियों द्वारा अपने सामान्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं की संख्या को सीमित करने के लिए दवा लेने के बाद, टीम ने उनके शरीर में इंजीनियर कैंसर से लड़ने वाली कोशिकाओं को संक्रमित किया। कई रक्त ड्रॉ लेते हुए, टीम ने उच्च मात्रा में संपादित कोशिकाओं को उनके रक्त के अंदर घूमते हुए पाया और उनके व्यक्तिगत ट्यूमर के आसपास बसे हुए थे।
एक ठोस रास्ता
परीक्षण मुख्य रूप से सुरक्षा का आकलन करने के लिए था। लेकिन मरीजों को फायदा होता दिख रहा था। जलसेक के एक महीने बाद, पांच लोगों का कैंसर स्थिर हो गया था - अर्थात, उनके ट्यूमर नहीं बढ़े थे - और उपचार से केवल दो अनुभवी प्रतिरक्षा दुष्प्रभाव थे।
"यह अध्ययन ... महत्वपूर्ण है, क्योंकि ठोस कैंसर में पहला मानव परीक्षण रोगी-विशिष्ट, CRISPR-इंजीनियर टी कोशिकाओं के उपयोग को प्रदर्शित करता है जो रोगी के ट्यूमर कोशिकाओं पर विशिष्ट एंटीजन, या 'झंडे' की पहचान करने में सक्षम होते हैं, जिससे उन्हें मारने के लिए प्रेरित किया जाता है। उन्हें, "लंदन में इंस्टीट्यूट ऑफ कैंसर रिसर्च में डॉ। एस्टेरो क्लैम्पत्सा ने कहा, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे।
हालांकि सीएआर-टी को ब्लड ट्यूमर के इलाज में उल्कापिंड सफलता मिली है, लेकिन जब स्तन, फेफड़े या पेट जैसे अधिकांश कैंसर में ठोस ट्यूमर की बात आती है तो तकनीक को संघर्ष करना पड़ता है।
अध्ययन अंतिम इलाज पेश नहीं करता है। एक रोगी को बुखार और सफेद रक्त कोशिकाओं के नुकसान के साथ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया हुई थी। एक अन्य ने मस्तिष्क में एक अस्थायी सूजन का अनुभव किया जिसके कारण चलने और लिखने में समस्या हुई, लेकिन उपचार के बाद वे तेजी से ठीक हो गए। और हालांकि इंजीनियर टी कोशिकाओं का एक उच्च स्तर कुछ के साथ सहसंबद्ध है, लेकिन सभी नहीं, कैंसर जो आकार में कम हो गए थे, चिकित्सा लंबी अवधि की वसूली में कैसे सहायता कर सकती है, यह अभी तक अज्ञात है।
फिर भी, टीम अभी के लिए आशान्वित है।
CRISPRed CAR-Ts की अगली पीढ़ी को देखते हुए, टीम ऐसी कोशिकाओं की कल्पना कर रही है जो मेटाबोलिक रूप से जीवन के लिए चिंगारी पैदा करती हैं क्योंकि ट्यूमर पास में बढ़ता है, शरीर को संभावित कैंसर के प्रति सचेत करता है। एक अन्य विचार कैंसर युद्ध के खिलाफ आनुवंशिक रूप से संवर्धित कोशिकाओं की रक्षा करना है। ट्यूमर कोशिकाएं संकेत भेज सकती हैं जो प्रतिरक्षा कोशिकाओं को दबा देती हैं - एक आनुवंशिक बाधा हमें ऊपरी हाथ दे सकती है, जिससे इंजीनियर कोशिकाएं लंबे समय तक चलती हैं क्योंकि वे कैंसर के संकेतों के लिए शरीर को गश्त करती हैं।
ये ऐसे विचार हैं जिन पर टीम काम कर रही है। लेकिन अभी के लिए, "यह देखना दिलचस्प होगा कि क्या इस थेरेपी को एक बड़े परीक्षण में लागू किया जाएगा, जहां प्रभावकारिता, बल्कि प्रायोगिक प्रोटोकॉल का भी परीक्षण किया जा सकता है," क्लैम्पत्सा ने कहा।
छवि क्रेडिट: टी सेल का रंगीन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ। एनआईएडी
