केवल कैंसर कोशिकाओं को चुनिंदा रूप से हटाने वाली नई iron-based nanomaterial विकसित

• iron-based metal-organic framework (MOF) संरचना का उपयोग कर कैंसर कोशिकाओं के भीतर एक साथ दो oxidation reactions उत्पन्न करने वाली नई nanomaterial विकसित की गई
• यह सामग्री कैंसर कोशिकाओं के acidic environment और hydrogen peroxide की उच्च concentration का उपयोग करके hydroxyl radical और singlet oxygen दोनों उत्पन्न करती है
• इससे मौजूदा chemodynamic therapy (CDT) एजेंट्स की उस सीमा को पार किया गया है, जिनमें या तो केवल एक प्रकार का oxygen radical बनता था या catalytic activity कम होती थी
• चूहों के प्रयोग में breast cancer tumor पूरी तरह हट गया, और स्वस्थ ऊतकों को नुकसान या side effects नहीं देखे गए
• शोधकर्ता आगे pancreatic cancer सहित अन्य cancer types में भी प्रभाव की पुष्टि कर clinical application की संभावना का मूल्यांकन करने की योजना बना रहे हैं

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नई iron-based nanomaterial का विकास

• Oregon State University की शोध टीम ने कैंसर कोशिकाओं के भीतर काम करने वाली dual-oxidation-reaction nanomaterial डिज़ाइन की
  • कैंसर कोशिकाओं की acidity और hydrogen peroxide concentration का उपयोग करके भीतर दो oxidation reactions प्रेरित किए जाते हैं
  • परिणामस्वरूप oxidative stress अधिकतम हो जाता है, जिससे कैंसर कोशिकाएँ नष्ट होती हैं और आसपास के सामान्य ऊतक क्षतिग्रस्त नहीं होते
• यह शोध Advanced Functional Materials जर्नल में प्रकाशित हुआ

chemodynamic therapy (CDT) में प्रगति

• CDT एक ऐसी उपचार रणनीति है जो कैंसर कोशिकाओं के विशिष्ट chemical environment का उपयोग करके oxidation reactions उत्पन्न करती है
  • कैंसर कोशिकाएँ सामान्य ऊतकों की तुलना में ज़्यादा acidic होती हैं और उनमें hydrogen peroxide concentration अधिक होती है
• मौजूदा CDT, hydroxyl radical उत्पन्न करके कोशिका के भीतर lipids, proteins और DNA को oxidize कर नुकसान पहुँचाती है
• हाल के वर्षों में singlet oxygen उत्पन्न करने वाले CDT approaches भी सामने आए हैं, लेकिन अधिकांश केवल एक ही प्रकार का oxygen radical बना पाते थे

मौजूदा CDT एजेंट्स की सीमाएँ और सुधार

• मौजूदा एजेंट्स catalytic activity की कमी और केवल एक oxidation species के निर्माण के कारण आंशिक tumor regression तक ही सीमित रहे
• इसे हल करने के लिए शोध टीम ने iron-based MOF संरचना डिज़ाइन की, ताकि एक साथ दो प्रकार के oxygen radicals उत्पन्न किए जा सकें
  • hydroxyl radical और singlet oxygen दोनों बनाकर कैंसर कोशिकाओं पर toxic effect को अधिकतम किया गया
  • कई cancer cell lines में इसने शक्तिशाली toxicity दिखाई, जबकि non-cancer cells पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ा

animal experiments के नतीजे

• जब मानव breast cancer cells प्रत्यारोपित किए गए चूहों में इसे systemic administration के जरिए दिया गया, तो nanomaterial चुनिंदा रूप से tumor में जमा हो गई
  • इसने बड़ी मात्रा में reactive oxygen species (ROS) उत्पन्न किए और कैंसर को पूरी तरह हटा दिया
  • side effects या systemic toxicity नहीं देखी गई
• प्रयोग में tumor पूरी तरह समाप्त हो गया और दोबारा नहीं लौटा

आगे का शोध दिशा

• शोधकर्ता pancreatic cancer जैसे आक्रामक cancer types को शामिल करते हुए अतिरिक्त प्रयोग की योजना बना रहे हैं
  • लक्ष्य विभिन्न cancer types में प्रभाव के दायरे की पुष्टि करना है
• इस शोध को U.S. National Cancer Institute (NCI) और Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development का समर्थन मिला

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Hacker News की टिप्पणियाँ

• कल मैंने कैंसर की वजह से अपने भाई/बहन को खो दिया। उम्मीद है कि किसी दिन इस तरह का शोध ज़िंदगियाँ बचा सकेगा। Go Beavs

  • उनके लिए, और पूरे परिवार के लिए शांति की कामना करता/करती हूँ। जब आप तैयार हों, तो बच्चे को खो चुके भाई-बहनों, माता-पिता और दादा-दादी की सहायता करने वाले संगठन The Compassionate Friends की सिफारिश करता/करती हूँ। मैंने भी 9 साल पहले अपना बच्चा खोया था और तब से इस संगठन से जुड़ा/जुड़ी हूँ
  • दिल टूट जाता है। मैंने भी यही अनुभव किया है
  • आपको यह सब झेलना पड़ा, यह बहुत दुखद है। मैं भी अपने अनुभव से कह रहा/रही हूँ
  • आपको और आपके परिवार को गहरी संवेदनाएँ। एक आलिंगन भेज रहा/रही हूँ
  • “Go Beavs” दिलचस्प है, Caltech का mascot भी beaver है। उसका नाम Bernoulli the Beaver है

• उम्मीद है यह इलाज जल्दी लोगों तक पहुँचे। मेरे परिवार के एक दोस्त को कुछ दिन पहले कैंसर का निदान मिला, और कनाडा में उन्हें 30 सेकंड के भीतर सहायता प्राप्त आत्महत्या का प्रस्ताव दे दिया गया। उन्हें निदान को समझने का समय भी नहीं मिला और मौत में मदद की बात कर दी गई, लेकिन experimental treatment का प्रस्ताव नहीं दिया गया

  • यह सचमुच भयानक बात है
  • जानना चाहता/चाहती हूँ कि क्या आप खुद वहाँ मौजूद थे। इतनी जल्दी ऐसा प्रस्ताव दिया जाना यकीन करना मुश्किल है

• हमारे परिवार ने भी कैंसर झेला है, और पिछले 5 साल का शोध दिलचस्प ज़रूर है, लेकिन औसत मरीज के उपचार परिणामों को बहुत बदल देने वाली कोई बड़ी breakthrough अभी नहीं आई है

  • पिछले 5 सालों में इलाज ने उलटे तेज़ी से प्रगति की है। उदाहरण के लिए CAR T therapy का commercialisation, Keytruda के indications का विस्तार(लिंक), liquid biopsy का प्रसार, Atezolizumab का injectable form में बदलाव, low-dose CT की शुरुआत आदि। कैंसर मृत्यु-दर में गिरावट का रुझान भी साफ़ है(स्रोत)
  • मेडिकल प्रगति धीरे-धीरे होती है इसलिए उसका असर महसूस करना मुश्किल हो सकता है, लेकिन वास्तव में immunotherapy और combination therapy की वजह से survival rate और quality of life लगातार बेहतर हो रहे हैं। कैंसर के प्रकार के अनुसार फर्क है, लेकिन तस्वीर उम्मीद जगाने वाली है(शोध लिंक)
  • फिर भी 5 साल नई दवा को clinical stage तक पहुँचाने के लिए कम समय है। FDA approval तक औसतन 10 साल लगते हैं। आज की innovation का फायदा भविष्य के मरीजों को मिलेगा
  • किसी एक बड़ी breakthrough से ज़्यादा छोटे-छोटे सुधारों का संचय महत्वपूर्ण है। कैंसर हज़ारों साल पुरानी वही mutations दोहराता है, इसलिए किसी खास cancer type या stage में सुधार अंततः कुल नतीजों को बेहतर बनाता है

• MOF के delivery mechanism को लेकर जिज्ञासा है। रसायन विज्ञान के लिहाज़ से यह दिलचस्प है, लेकिन जानना चाहता/चाहती हूँ कि यह कैंसर कोशिकाओं तक कैसे पहुँचता है

  • लगता है कि सिर्फ कैंसर कोशिकाओं में कुछ खास स्थितियाँ होती हैं, इसलिए यह वहीं स्वाभाविक रूप से जमा हो जाता है
  • कैंसर कोशिकाएँ तेज़ी से विभाजित होने के लिए पोषक तत्वों को ज़रूरत से ज़्यादा अवशोषित करती हैं। iron enzyme cofactor के रूप में इस्तेमाल होता है, इसलिए इसे देने पर growth burst हो सकता है, और फिर magnetic field से local heating करके कोशिकाओं को नष्ट किया जा सकता है। ऐसा approach पहले gold nanoparticles के साथ भी आज़माया गया है

• असली पेपर का स्रोत Oregon State University News है

• प्रयोग चूहों पर किया गया था

  • सही, यह ऐसा model था जिसमें चूहों में मानव-उत्पन्न breast cancer cells प्रत्यारोपित की गई थीं। nano-formulation ट्यूमर में जमा हुई, reactive species बनाई, और side effects के बिना कैंसर को पूरी तरह हटा दिया
  • यानी मानव कैंसर कोशिकाएँ रखने वाले चूहों में इसका असर देखा गया

• काश इस तरह का इलाज terminal cancer patients पर आज़माया जाए

  • सहमत हूँ। लेकिन ethical consent process बहुत महत्वपूर्ण है। अगर मरीज की स्थिति बहुत गंभीर हो, तो कैंसर हट जाने पर भी रिकवरी मुश्किल हो सकती है
  • यही तो clinical trial की प्रक्रिया है। हर दवा को इंसानों पर परीक्षण से गुजरना ही पड़ता है
  • clinical trials इसी तरह आगे बढ़ते हैं। मेरी माँ भी clinical trial की वजह से 10 साल और जीवित रहीं। placebo group का होना कष्टदायक है, लेकिन ज़रूरी भी। उम्मीद है AI या technology इस प्रक्रिया को बेहतर बना सके

• यह सचमुच बहुत आशाजनक शोध लगता है

• अगर यह काम करता है, तो प्रति उपचार लागत कितनी हो सकती है, यह जानने की जिज्ञासा है

  • development stage में असली लागत जानना असंभव है। कीमत efficacy के मुकाबले market value से तय होगी। जिन कैंसरों के लिए मौजूदा इलाज हैं वहाँ कम, और जिनमें विकल्प नहीं हैं वहाँ ज़्यादा हो सकती है। आगे चलकर अलग-अलग cancer types के लिए अलग pricing structure भी बन सकता है
  • यह सच है या नहीं, पता नहीं, लेकिन इस साइट पर nano iron को supplement के रूप में 0.5 लीटर के 40 डॉलर में बेचा जा रहा है। हालांकि “energy-charged water” जैसी पंक्ति भरोसेमंद नहीं लगती
  • MOF synthesis nanomaterials में तुलनात्मक रूप से mass production के लिए आसान मानी जाती है
  • लागत देश के हिसाब से अलग होगी। अगर healthcare subsidised हो या insurance cover करे, तो मरीज पर लगभग कोई बोझ नहीं पड़ेगा

• cancer drugs की targeted delivery बहुत कठिन समस्या है। चाहे radiation beam हो या antibody-linked chemotherapy, यह आसान नहीं है। मौजूदा chemotherapy पूरे शरीर को toxicity के संपर्क में लाती है, लेकिन कैंसर कोशिकाएँ जल्दी मरती हैं। अगर systemic administration के ज़रिए सिर्फ कैंसर कोशिकाओं पर हमला किया जा सके, तो यह क्रांतिकारी breakthrough होगा