स्टैनफोर्ड वैज्ञानिकों ने उम्रदराज़ cartilage को फिर से उगाने और arthritis रोकने का तरीका खोजा
(sciencedaily.com)- उम्र बढ़ने से क्षतिग्रस्त cartilage को फिर से उगाने और घुटने की चोट के बाद arthritis होने से रोकने वाले उपचार की पुष्टि पशु प्रयोगों और मानव ऊतक में हुई
- इसकी कुंजी उम्र बढ़ने से जुड़े प्रोटीन 15-PGDH को रोकने वाली injection या oral दवा है, जिससे बूढ़े चूहों की cartilage मोटी हुई और उसकी कार्यक्षमता बहाल हुई
- यह प्रोटीन inhibition stem cell का उपयोग किए बिना chondrocyte के gene expression को फिर से युवा अवस्था में लौटाकर hyaline cartilage regeneration को प्रेरित करता है
- घुटना प्रत्यारोपण सर्जरी से प्राप्त मानव cartilage ऊतक ने भी इसी inhibitor के उपचार के बाद tissue regeneration के शुरुआती संकेत दिखाए
- यह शोध arthritis के मूल कारण को सीधे निशाना बनाने वाले उपचार की संभावना दिखाता है और भविष्य में artificial joint surgery का विकल्प बन सकने की क्षमता रखता है
उम्रदराज़ cartilage का पुनर्जनन और arthritis की रोकथाम
- स्टैनफोर्ड मेडिकल स्कूल के शोधकर्ताओं ने age-related protein 15-PGDH को block करने वाली injection से बूढ़े चूहों के घुटने की cartilage loss को उलट दिया
- इसी उपचार ने ACL tear जैसी घुटने की चोट के बाद arthritis की शुरुआत को भी दबाया
- उपचार पाने वाले चूहों में movement और joint function में बड़ा सुधार देखा गया
- मानव knee replacement surgery से लिए गए cartilage samples में भी नई functional cartilage formation देखी गई
- शोधकर्ताओं का कहना है कि यह तरीका injection या oral drug के रूप में उम्रदराज़ या क्षतिग्रस्त cartilage को restore कर सकता है
osteoarthritis का मूलभूत लक्ष्य
- Osteoarthritis अमेरिका के हर 5 वयस्कों में 1 को प्रभावित करता है और हर साल 65 अरब डॉलर का medical cost पैदा करता है
- मौजूदा उपचार दर्द कम करने या surgery पर केंद्रित हैं, और cartilage damage को उलटने वाली कोई दवा मौजूद नहीं है
- यह नया उपचार रोग के लक्षणों के बजाय उसके कारण को ही निशाना बनाकर उपचार paradigm बदलने की संभावना दिखाता है
aging enzyme 15-PGDH की भूमिका
- 15-PGDH उम्र बढ़ने के साथ बढ़ने वाला ‘gerozyme’ है, जो tissue function में गिरावट लाता है
- पिछले शोध में इस enzyme को inhibit करने पर muscle mass और endurance बढ़ी, जबकि overexpression पर muscles कमजोर हुईं
- 15-PGDH का संबंध bone, nerve और blood cell regeneration से भी है
- cartilage में stem cell की जगह chondrocyte gene expression बदलकर फिर से युवा अवस्था में लौटते हैं
tissue regeneration का नया रास्ता
- शोध प्रमुख Helen Blau ने इसे “stem cell के बिना adult tissue को regenerate करने का नया तरीका” बताते हुए इसकी clinical potential पर जोर दिया
- सह-शोधकर्ता Nidhi Bhutani ने कहा कि इस inhibitor ने किसी भी दूसरी दवा से अधिक शक्तिशाली cartilage regeneration effect दिखाया
- मानव शरीर की cartilage को elastic, fibrous और hyaline तीन प्रकारों में बाँटा जाता है, और यह शोध joint की hyaline cartilage के पुनर्जनन पर केंद्रित है
cartilage आसानी से regenerate क्यों नहीं होती
- aging, injury और obesity के कारण chondrocyte inflammatory molecules और collagen-degrading enzymes छोड़ते हैं
- collagen loss से cartilage पतली हो जाती है और दर्द व सूजन होती है
- joint cartilage में stem cell लगभग नहीं होते, इसलिए natural regeneration कठिन होती है
prostaglandin और regeneration का संबंध
- पिछले शोध में Prostaglandin E2 (PGE2) को muscle stem cell function के लिए आवश्यक पाया गया
- 15-PGDH, PGE2 को तोड़ता है, इसलिए इसे inhibit करने पर muscle, nerve, bone और liver सहित कई tissues का regeneration बढ़ता है
- इस शोध में पाया गया कि बूढ़े चूहों की knee cartilage में 15-PGDH का स्तर दोगुना बढ़ा हुआ था
उम्रदराज़ घुटनों में cartilage regeneration
- शोधकर्ताओं ने 15-PGDH inhibitor small-molecule drug को पेट या घुटने के जोड़ में inject किया
- दोनों ही मामलों में पतली cartilage पूरी joint surface पर मोटी हो गई
- regenerated tissue को functional hyaline cartilage के रूप में पुष्टि की गई
- Bhutani ने कहा, “बूढ़े चूहों में इस स्तर का regeneration चौंकाने वाला परिणाम है”
चोट के बाद joint protection effect
- ACL जैसी चोट वाले mouse model में भी inhibitor देने पर arthritis की दर में बड़ी कमी आई
- 4 हफ्तों तक सप्ताह में 2 बार देने पर, control group की तुलना में 15-PGDH स्तर आधा बना रहा
- treatment group में लगभग सामान्य gait और weight-bearing की वापसी हुई
- Blau ने समझाया कि “PGE2 का सामान्य स्तर तक बढ़ना inflammation नहीं बल्कि regeneration को बढ़ावा देता है”
stem cell के बिना chondrocyte reprogramming
- बूढ़े चूहों के chondrocyte में inflammation और ossification से जुड़े genes बढ़े हुए थे, जबकि cartilage-forming genes कम थे
- उपचार के बाद, 15-PGDH express करने वाली cells का अनुपात 8%→3%, fibrocartilage-related cells 16%→8%,
hyaline cartilage-related cells 22%→42% हो गया
- उपचार के बाद, 15-PGDH express करने वाली cells का अनुपात 8%→3%, fibrocartilage-related cells 16%→8%,
- इसका मतलब है कि stem cell intervention के बिना मौजूदा cells का genetic pattern फिर से युवा अवस्था में लौट आया
मानव cartilage ऊतक में प्रमाण
- knee replacement surgery patients की cartilage को 15-PGDH inhibitor से 1 हफ्ते तक उपचार देने पर
- 15-PGDH expressing cells कम हुए, cartilage-degrading genes दबे, और hyaline cartilage regeneration के शुरुआती संकेत दिखे
- Bhutani ने “मौजूदा cells के gene expression में बदलाव के जरिए regeneration की संभावना” पर जोर दिया
मानव clinical trial की संभावना
- muscle weakness treatment के लिए 15-PGDH inhibitor के Phase 1 clinical trial में safety और activity की पुष्टि हो चुकी है
- शोधकर्ता cartilage regeneration के लिए clinical trial शुरू होने की उम्मीद कर रहे हैं, और उनका कहना है कि “मौजूदा cartilage को फिर से उगाकर artificial joint से बचा जा सकता है”
- इस शोध को NIH, Baxter Foundation, Li Ka Shing Foundation आदि का समर्थन मिला,
और कुछ शोधकर्ताओं के पास संबंधित patents हैं तथा तकनीक Epirium Bio को transfer की गई है
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
दशकों के चूहों पर हुए प्रयोगों के शोध को समेटकर यह सोचना दिलचस्प है कि शीर्ष 300 interventions, lifestyle habits, therapies वगैरह को एक ही पीढ़ी के चूहों पर एक साथ लागू करके देखा जाए
latest gene editing, diet, environment, drug therapy, treatment, exercise, cognitive stimulation आदि सबको जोड़कर healthspan और well-being के आधार पर breeding कराई जाए, और हर साल नवीनतम शोध को इसमें शामिल किया जाए
जब भी इलाज या सर्जरी की ज़रूरत हो, उस बीमारी पर उपलब्ध नवीनतम शोध लागू किया जाए
मेरा मानना है कि इस तरह जमा हुए optimized health data का वास्तव में उपयोग होना चाहिए
ITP एक peer-reviewed प्रोग्राम है जिसका मकसद ऐसे compounds ढूँढ़ना है जो lifespan और healthspan बढ़ा सकें, और हर साल फ़रवरी से पहले researchers experimental proposals जमा कर सकते हैं
प्रयोग आनुवंशिक रूप से विविध UM-HET3 चूहों पर 3 संस्थानों (Jackson Laboratory, University of Michigan, UT Health Science Center San Antonio) में किए जाते हैं
Science पेपर लिंक में देखा कि 15-hydroxy prostaglandin dehydrogenase inhibitor cartilage regeneration को प्रेरित करता है
उम्मीद है कि यह जल्दी human trials तक पहुँचे
Professor Helen Blau ने कहा कि वह उम्मीद करती हैं कि इस दवा का cartilage regeneration के लिए भी जल्द परीक्षण होगा
इसे muscle weakness की रोकथाम के लिए दिया जा रहा है, और कुछ patients में arthritis improvement effect सांख्यिकीय रूप से देखा जा सकता है
GLP1 drugs ने भी कुछ ऐसा ही रास्ता तय किया था
news articles वगैरह में सिर्फ PGDHi नाम का ज़िक्र है
यह कुछ वैसा लगता है जैसे बिना source code सार्वजनिक किए हुए computer science paper
shoulder arthroscopy surgery करवाई, लेकिन अभी भी दर्द की वजह से movement सीमित है
उम्मीद है कि मध्ययुगीन इलाज की जगह किसी नई विधि से मैं ज़्यादा समय तक exercise कर पाऊँ
20 साल लगे, लेकिन अब बिना दर्द के पूरी mobility वापस आ गई है
कभी-कभी असुविधा होती है, लेकिन मैं ख़ुद उसे ठीक कर सकता हूँ, और muscle tension भी बनाए रख सकता हूँ
इंसानों पर लागू होने में अभी कई साल या उससे ज़्यादा लगेंगे
ज़्यादातर शोध वास्तविक clinical use तक नहीं पहुँचते, या हम अपने जीवनकाल में उनका नतीजा नहीं देख पाते
शायद Phase 3 clinical trial से पहले के चरण के शोध को अलग से चिह्नित करना चाहिए
knee replacement surgery के patients के cartilage को एक हफ़्ते तक 15-PGDH inhibitor से treat करने पर, cartilage regeneration के शुरुआती संकेत देखे गए
इससे clinical use तक पहुँचने की उम्मीद बनती है
अच्छी research हमेशा सिर्फ चूहों में ही क्यों आती है
Stanford Medicine की research team ने बताया कि aging-related protein को block करने वाले injection से बूढ़े चूहों के घुटनों में cartilage loss उलट गया
नतीजा यह है कि समय के साथ चूहों में positive results पाना आसान होता जाता है, लेकिन इंसानों के साथ correlation कम होता जाता है
शायद Douglas Adams की भविष्यवाणी सही थी
लेकिन गंभीरता से कहें तो, बहुत-सी दवाएँ चूहों पर काम करती हैं पर इंसानों पर नहीं
सोच रहा हूँ कि क्या इसका असर rheumatoid arthritis पर भी होगा
आसपास एक व्यक्ति इस बीमारी से बहुत परेशान है, इसलिए दिलचस्पी और बढ़ गई
HN पर जब भी mouse study आती है, काफ़ी skepticism दिखता है
एक non-expert के तौर पर समझना मुश्किल होता है कि कौन-सी टिप्पणियाँ ठोस आधार वाली हैं
जिज्ञासा है कि क्या mouse models ऐसे किसी विशेष क्षेत्र में हैं जहाँ human trials में success rate ज़्यादा होता है
यह निराशावाद नहीं, बल्कि यथार्थवादी बात है
शरीर की लगभग हर growth process को chemicals से induce किया जा सकता है
अब लोग भी ऐसे पदार्थ लेना शुरू कर चुके हैं, और हम देख रहे हैं कि इसका नतीजा क्या निकलता है
ScienceDirect पेपर के अनुसार, arthritis कम करने से cancer risk बढ़ सकता है
मैं फिर से दौड़ पाने का सपना देख रहा हूँ
वह क्षण फिर महसूस करना चाहता हूँ जब लगभग 7km के बाद दिमाग़ एकदम शांत हो जाता है
काश ज़िंदगी में बस एक बार 10km दौड़ पाऊँ
अब मैं यह स्वीकार कर रहा हूँ कि शायद मैं फिर दौड़ नहीं पाऊँगा
कभी-कभी सपने में दौड़ता हूँ तो वह इतना स्वाभाविक और आनंददायक लगता है, लेकिन फिर जागकर समझ आता है कि वह हक़ीक़त नहीं है
फिर भी आभारी हूँ कि मैंने अतीत में दौड़ लगाई थी और उसकी यादें हैं
मुझे दौड़ना विशेष रूप से पसंद नहीं था, लेकिन health और achievement की feeling के लिए करता था
तुम्हारी उस कसक का एहसास मुझे अच्छी तरह है
निजी तौर पर मुझे Leigh Brasington की guide मददगार लगी
यह घुटनों या hips पर impact डाले बिना दौड़ने जैसा अहसास देता है
मेरा एक परिचित लंबे समय तक ElliptiGo को replacement exercise की तरह इस्तेमाल करता रहा और ख़ुशी-ख़ुशी जीता रहा, फिर आखिरकार दोबारा दौड़ने लगा
मैंने भी neck pain की वजह से कुछ समय तक running की जगह ElliptiGo इस्तेमाल किया
इस समय बिना दर्द के चलना भी संभव नहीं है
surgery एक विकल्प है, लेकिन metal implant, लंबा recovery period, और अधूरे नतीजों की वजह से यह वास्तविक समाधान नहीं लगता
फिर भी उम्मीद है कि ऐसे शोध सार्थक और सुलभ इलाज में बदलेंगे