- 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
- 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
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