अमेरिकेतील राइस विद्यापीठातील रसायन तज्ज्ञ जेम्स टूर (Chemist James Tour) आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी प्रतिजैविकांना प्रतिकारक बनलेल्या बुरशी, जिवाणू आणि कर्करोगाच्या पेशींचा शोध घेऊन त्यांचा नायनाट करण्याची क्षमता असलेले मूलद्रव्यीय (element) यंत्र विकसित केले आहे.

ही मूलद्रव्यीय यंत्रणा प्रकाशाच्या साह्याने कार्यरत होणारी असून, एखाद्या अतिसूक्ष्म ड्रील मशिनप्रमाणे अवयवांमध्ये शिरून काम करते. त्यामुळे रोगाचा नायनाट पेशीच्या पातळीवरच केला जाऊन रोगाचे नियंत्रण करणे शक्य होईल.

बदलत्या वातावरणामध्ये जागतिक अन्नधान्य उत्पादनासमोरील सर्वात मोठे आव्हान हे रोगांचा प्रादुर्भाव आणि त्यांच्या प्रसाराचे असणार आहेत. त्याचाच एक भाग सजीवांमध्येही तितकाच प्राणघातक ठरण्याची शक्यता व्यक्त केली जात आहे.

नुकत्याच येऊन गेलेला कोरोना प्रादुर्भाव आणि प्रसाराच्या हानिकारकतेचा आपण सर्वांनी एकवार अनुभव घेऊन पाहिला आहे.

अशा स्थितीमध्ये अमेरिकेतील राइस विद्यापीठातील रसायन तज्ज्ञ जेम्स टूर आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी प्रतिजैविकांना प्रतिकारक बनलेल्या जिवाणू आणि कर्करोगाच्या पेशींचा शोध घेऊन त्यांचा नायनाट करण्याची क्षमता असलेले मूलद्रव्यीय यंत्र विकसित केले आहे.

ही मूलद्रव्यीय यंत्रणा प्रकाशाच्या साह्याने कार्यरत होणारी असून, एखाद्या अतिसूक्ष्म ड्रील मशिनप्रमाणे अवयवांमध्ये शिरून काम करते. या प्रक्रियेद्वारे धावपटूंच्या पायामध्ये झालेल्या हट्टी प्रादुर्भावाच्या मुळापर्यंत जाऊन ते नष्ट करण्यात यश आले आहे.

अशा प्रकारचा प्रादुर्भाव सुमारे ७० टक्के धावपटूंना त्रास देत असतो. टूर आणि सहकाऱ्यांनी आपल्या या संशोधनासाठी नोबेल पुरस्कारप्राप्त बर्नार्ड फेरिंगा यांच्या संशोधनाचा आधार घेतला आहे. हे संशोधन अॅडव्हान्स्ड सायन्समध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.

मूलद्रव्यीय यंत्र (मॉलेक्युअर मशिन) म्हणजे काय

१) मूलद्रव्यीय यंत्र हे एक अतिसूक्ष्म संयुग असून, त्यात अणूंचा साखळी असते. ती दृश्य प्रकाशाच्या सान्निध्यात आल्यानंतर एखाद्या हॅकसॉ चेन (करवती) प्रमाणे मात्र एकाच दिशेने चालते. त्यामुळे पृष्ठभागावरील पेशींना छिद्र पाडत त्यांना मारत आतपर्यंत शिरते.

त्याविषयी अधिक माहिती देताना तेव्हा राइस विद्यापीठात कार्यरत असलेल्या संशोधिका अॅना सॅन्टोस यांनी सांगितले, की पेशींना छिद्र पाडत आत शिरत असली तरी त्याच्यामध्ये त्या रोगकारक बुरशी किंवा रोगग्रस्त पेशींना मारण्याची क्षमता आहे का, असा प्रश्‍न डॉ. टूर यांनी आमच्यासमोर उभा केला.

कारण असे करणे या पूर्वी कोणत्याही बाजूने शक्य वाटत नव्हते. मात्र आमच्या संशोधनातून बुरशीच्या प्रादुर्भावाविरुद्ध मूलद्रव्यीय यंत्रणा वापरणे शक्य असल्याचे दिसून आले.

अॅना सॅन्टोस या सध्या स्पेन येथील ‘फाउंडेशन इन्स्टिट्यूट दि इन्व्हेस्टिगेशन सॅनिटेरिया इस्लास बॅलेरेस’ येथे मेरी क्युरी ग्लोबल पोस्ट डॉक्टरल फेलो म्हणून कार्यरत आहेत.

२) ज्यांची प्रतिकारशक्ती क्षीण असते, अशा लोकांमध्ये बुरशींच्या प्रादुर्भावामुळे जिवालाच धोका निर्माण होऊ शकतो. विशेषतः कर्करोगाचे रुग्ण किंवा कोणत्याही अवयवांची पुनर्रोपण झालेले रुग्णांमध्ये विविध कारणामुळे प्रतिकारशक्ती कमी होते.

केवळ अमेरिकेतील अशा रुग्णांमध्ये होणाऱ्या जिवाणू किंवा बुरशींच्या प्रादुर्भावावर उपचार करण्यासाठी येणारा खर्च ७ अब्ज डॉलरपेक्षाही अधिक आहे.

३) सध्या तरी नव्याने विकसित केलेल्या व दृश्य प्रकाशाच्या साह्याने कार्यान्वित होणाऱ्या या मूलद्रव्यीय यंत्रणेविरुद्ध कोणतीही प्रतिकारकता विकसित होत नसल्याचे दिसून आले आहे.

४) या मूलद्रव्यीय ड्रील मशिनचा फिरण्याचा वेग प्रति सेकंद २० ते ३० लाख फेरे इतका प्रचंड आहे. त्यामुळे ती केवळ बुरशींच्या पेशीमध्ये शिरकावच करत नाही, तर त्यातील चयापचयाची प्रक्रियाच नष्ट करून टाकते.

५) सॅन्टोस यांनी दिलेल्या माहितीनुसार सध्या वैद्यकीय उपचारांमध्ये फारच कमी वर्गातील बुरशीनाशकांचा वापर होतो. ही पारंपरिक बुरशीरोधके ही पेशीभित्तिकेवर (cell wall) किंवा पेशीच्या प्रतलावर (membrane) क्रिया करणे किंवा अर्गोस्टेरॉलच्या निर्मितीमध्ये बाधा आणणे अशा वेगवेगळ्या पद्धतीपैकी एका पद्धतीने कार्य करतात.

नवीन मूलद्रव्यीय यंत्र हे पारंपरिक बुरशीनाशकाच्या तुलनेमध्ये वेगळ्या प्रकारे काम करते. त्याद्वारे विशेषतः मायटोकॉन्ड्रिया या पेशीसाठी ऊर्जा निर्मितीचे कार्य करणाऱ्या आंतरअवयवांवर हल्ला करता येतो.

त्याच्या कामामध्ये बाधा आणल्यामुळे पेशीतील पाणी आणि कॅल्शिअमसारख्या आयनमध्ये असंतुलन निर्माण होते. परिणामी, ती पेशी पूर्णपणे कोलमडून पडते.

...असा होईल फायदा

नुकत्याच कोविड १९ च्या प्रादुर्भावामुळे लोकांची प्रतिकारशक्तीही कमी झाली असण्याची शक्यता नाकारता येत नाही. अशा स्थितीमध्ये विषाणू अधिक कार्यरत राहून अन्य रोगांच्या प्रादुर्भावाला चालना देऊ शकतो. त्यामुळे रुग्णांची प्रतिकारशक्ती कमी होण्याचा मोठा धोका आहे.

भविष्यात अशा व्यक्तींच्या अवयवांमध्ये सूक्ष्मघटकांचा प्रादुर्भाव झाल्यामुळे अवयव खराब होण्याचाही धोका असू शकतो. त्याचा अनुभव म्युकरमायकोसिस (किंवा ब्लॅक फंगस) या बुरशीच्या प्रादुर्भावामुळे अनेक रुग्णांमध्ये निर्माण झालेल्या गुंतागुंतीतून वैद्यकीय जगताला आलेला आहे.

सामान्यतः ही बुरशी केवळ न्युमोनिया प्रमाणे आजारांमुळे आलेला अशक्तपणा व न्यूमोनियाच्या उपचारांमध्ये वापरलेल्या औषधांच्या अतिवापरामुळे वाढत होती.

अशा रोगकारक पेशी (जिवाणू, बुरशी इ.) यांना रोखण्यामध्ये हे मूलद्रव्यीय यंत्र किंवा साधन महत्त्वाचे ठरू शकते. हे लक्षात घेऊन संशोधनाची रचना करण्यात आल्याचे अॅना सॅन्टोस सांगतात.

शेती आणि शेतकऱ्यांसाठीही उपयुक्त ः

शेतीमध्ये रोग नियंत्रणासाठी मोठ्या प्रमाणात बुरशीनाशके वापरली जातात. त्यातून त्या रोगांमध्ये बुरशीनाशकांप्रती प्रतिकारकता विकसित होत जाते. अशा प्रतिकारकता विकसित केलेल्या बुरशींचे नियंत्रण भविष्यात अवघड होत जाणार आहे.

त्याच प्रमाणे सजीवांमध्येही अशा प्रतिकारक बुरशींच्या प्रादुर्भावाचा धोका वाढू शकतो. त्याचा सर्वांत पहिला धोका हा शेतकऱ्यांना पोहोचण्याची शक्यता आहे. कारण तेच अशा रोग आणि बुरशीनाशकांच्या नियमित सान्निध्यामध्ये असणार आहेत.

त्याच प्रमाणे शेतीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या बुरशीविरोधी रसायनांचा वापर सजीवांमध्येही औषधांच्या स्वरूपामध्ये केला जातो. त्यामुळे एखादा असा बुरशीजन्य आजार माणसांमध्ये झाला तर प्रतिकारकता विकसित केलेल्या बुरशी, जिवाणूंना रोखणाऱ्या उपचारांवरही अनेक मर्यादा येणार आहेत.