एंटीबायोटिक्स कभी अपराजेय लगती थीं।
आप बीमार हो गए, एक दवा ली, और विश्वास किया कि यह काम करेगी।
यह आत्मविश्वास गायब हो रहा है।
दुनिया भर में, बैक्टीरिया सीख रहे हैं कि हमारी सबसे शक्तिशाली दवाओं से कैसे बचा जाए। संक्रमण जो कभी आम थे, अब इलाज करना कठिन—और कभी-कभी असंभव—हो गया है। एंटीबायोटिक प्रतिरोध अब एक दूर की समस्या नहीं है । यह पहले से ही आधुनिक चिकित्सा को नया आकार दे रहा है।
तो जब वैज्ञानिकों ने हाल ही में सुझाव दिया कि अंतरिक्ष हमें इस समस्या से लड़ने में मदद कर सकता है, विचार लगभग बेतुका लगा।
लेकिन यह पता चला, यह ऐसा नहीं है।
एक अलग तरह का हथियार: बैक्टीरियोफेज
बैक्टीरियोफेज—आमतौर पर बस फेजकहे जाते हैं—वे वायरस हैं जो बैक्टीरिया को संक्रमित करते हैं। वे मानव कोशिकाओं को लक्ष्य नहीं करते। वे सर्दी या फ्लू का कारण नहीं बनते। उनका पूरा काम बैक्टीरिया को ढूंढना, उन्हें अपने नियंत्रण में लेना, और उन्हें अंदर से नष्ट करना है।
फेज लोगों के एंटीबायोटिक्स के बारे में सोचने से बहुत पहले से यह कर रहे हैं।
इसीलिए शोधकर्ता फेज थेरेपी को फिर से देख रहे हैं क्योंकि एंटीबायोटिक प्रतिरोध बढ़ रहा है। फेज बैक्टीरिया को उन तरीकों से मारते हैं जो एंटीबायोटिक्स नहीं कर सकते, और वे अपने लक्ष्यों के साथ विकसित हो सकते हैं।
फिर भी, एक समस्या है।
फेज थेरेपी आसान क्यों नहीं है
फेज बहुत चुनिंदा होते हैं।
एक फेज जो बैक्टीरिया के एक स्ट्रेन को खत्म कर सकता है, वह दूसरे के खिलाफ बेकार हो सकता है, भले ही वे सूक्ष्मदर्शी के नीचे समान दिखें। यह सटीकता एक ताकत हो सकती है—लेकिन यह थेरेपी को जटिल भी बनाती है।
विश्वसनीय रूप से काम करने के लिए, फेज को अक्सर सावधानीपूर्वक चुना जाना पड़ता है या कॉकटेल में संयोजित किया जाना पड़ता है। और जैसे-जैसे बैक्टीरिया बदलते हैं, फेज को उनके साथ तालमेल बनाना पड़ता है।
क्या हम फेज के विकास को निर्देशित कर सकते हैं, इसके होने का इंतज़ार करने के बजाय?
शोधकर्ताओं ने अंतरिक्ष की ओर देखा क्यों
उस सवाल ने विश्वविद्यालय विस्कॉन्सिन–मैडिसन की एक टीम को कुछ अपरंपरागत करने के लिए प्रेरित किया। उन्होंने विविध बैक्टीरियोफेज की एक लाइब्रेरी को अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (ISS) भेजी।
इसलिए नहीं कि अंतरिक्ष जादुई है—बल्कि क्योंकि यह अलग है।
में सूक्ष्मगुरुत्व:
- तरल पदार्थ पृथ्वी पर जिस तरह मिलते हैं उस तरह मिश्रित नहीं होते
- कोशिकाएं निरंतर गति के बजाय धीमे विसरण पर निर्भर करती हैं
- पोषक तत्व असमान रूप से वितरित हो जाते हैं
- अपशिष्ट पदार्थ स्थानीय रूप से जमा हो जाते हैं
सीधे शब्दों में, space में सूक्ष्मजीव असामान्य तनाव के तहत रहते हैं।
और जब सूक्ष्मजीव तनावग्रस्त होते हैं, तो विकास तेजी से आगे बढ़ता है—कभी-कभी अजीब तरीकों से।
आईएसएस पर क्या हुआ
शोधकर्ताओं ने 1,600 से अधिक फेज वेरिएंट के साथ शुरुआत की और एक ही प्रयोग को दो स्थानों पर चलाया:
- एक सेट Earth
- एक सेट आईएसएस पर
दोनों समूहों को E. coli बैक्टीरिया को संक्रमित करने और समय के साथ प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति दी गई।
पहली नज़र में, space प्रयोग बदतर दिख रहा था।
कक्षा में फेज को बैक्टीरिया को मारने में बहुत अधिक समय लगा। Earthपर, बैक्टीरिया कुछ घंटों में मिट गए। अंतरिक्ष में, प्रक्रिया खींच गई।
यह बिल्कुल भी प्रगति की तरह नहीं लगा।
लेकिन अगली बात ने शोधकर्ताओं को आश्चर्यचकित कर दिया।
अंतरिक्ष-विकसित फेज का अप्रत्याशित लाभ
जब वैज्ञानिकों ने अंतरिक्ष-विकसित फेज को वापस Earth पर लाया और antibiotic-resistant urinary tract infection (UTI) bacteriaके विरुद्ध परीक्षण किया, तो परिणाम बदल गए।
फेज जो Earth पर विकसित हुए, संघर्ष किया।
फेज जो अंतरिक्ष में विकसित हुए सफल रहे—बैक्टीरियल तनावों को मारते हुए जो एंटीबायोटिक्स और अन्य फेज का प्रतिरोध करते थे।
अंतरिक्ष में धीमे विकास ने वास्तविक दुनिया में अधिक प्रभावी हत्यारे का उत्पादन किया।
अंतरिक्ष ने परिणाम को क्यों बदला
मुख्य बात गति नहीं थी। यह था surface chemistry.
आईएसएस के तनावपूर्ण वातावरण में, बैक्टीरिया ने अपनी बाहरी झिल्लियों को बदल दिया। कुछ लिपिड बाहर की ओर पलट गए, जिससे बैक्टीरियल सतह की संवेदना और व्यवहार बदल गया।
जीतने वाले फेज adapted तदनुसार।
बैक्टीरिया से जुड़ने के लिए मुख्य रूप से विद्युत आवेश पर भरोसा करने के बजाय—पृथ्वी पर एक सामान्य रणनीति—अंतरिक्ष-विकसित फेज ने अधिक हाइड्रोफोबिक बाइंडिंग क्षेत्रविकसित किए। इन्होंने उन्हें बदली हुई, लिपिड-उजागर सतहों वाले बैक्टीरिया से जुड़ने की अनुमति दी।
यहां महत्वपूर्ण संबंध है:
मानव शरीर के अंदर बैक्टीरिया—विशेष रूप से यूटीआई जैसे संक्रमणों के दौरान—अक्सर समान तनाव का अनुभव करते हैं और समान झिल्ली परिवर्तन दिखाते हैं।
दूसरे शब्दों में, अंतरिक्ष में आकार दिए गए फेज पहले से ही वास्तविक रोगियों के अंदर पाई जाने वाली स्थितियों के अनुकूल थे।
क्या इसका मतलब है कि चिकित्सा कक्षा में चली जाएगी?
शायद नहीं।
अंतरिक्ष प्रयोग महंगे होते हैं, सीमित पैमाने पर होते हैं, और बार-बार दोहराना मुश्किल होता है। कोई भी अस्पताल संक्रमण के इलाज के लिए अगले rocket प्रक्षेपण की प्रतीक्षा नहीं करेगा।
लेकिन यह बात नहीं है।
अंतरिक्ष ने जादुई रूप से एक नई दवा नहीं बनाई—और ईमानदारी से कहूं तो, यह बहुत आसान होता।
इसने विकासवादी पथों को प्रकट किया जिन्हें हम आमतौर पर पृथ्वी.
यह जमीन पर अभी भी क्यों मायने रखता है
यह शोध आगे बढ़ने के नए तरीके सुझाता है:
- अंतरिक्ष जैसे तनाव की नकल करने वाले प्रयोगशाला वातावरण डिजाइन करना
- विकास को इंजीनियरिंग का कुछ काम करने देना
- फेज विकास को वास्तविक संक्रमण स्थितियों से मेल खाना
- दवा-प्रतिरोधी बैक्टीरिया के विरुद्ध विकल्पों का विस्तार करना
अंतरिक्ष एक खोज उपकरण बन जाता है, उत्पादन लाइन नहीं।
बड़ी तस्वीर
एंटीबायोटिक प्रतिरोध एक ही सफलता से हल नहीं होगा।
इसमें लगेगा:
- अधिक बुद्धिमान एंटीबायोटिक उपयोग
- नई दवाएं
- बेहतर निदान
- टीके
- और फेज थेरेपी जैसे विकल्प
अंतरिक्ष-विकसित फेज कोई सर्वव्यापी इलाज नहीं हैं। लेकिन वे दिखाते हैं कि जब हम विकास के नियमों को बदलते हैं, तो हम कभी-कभी उन समाधानों को उजागर करते हैं जो हमारी सामान्य धारणाओं के ठीक बाहर छिपे होते हैं।
और यही कारण है कि यह अध्ययन मेरे साथ रहा।
अंतिम निष्कर्ष
जीवों को एक ऐसे वातावरण में रखें जिसके लिए वे निर्मित नहीं हैं, और विकास उन पथों को लेना शुरू कर देता है जो हम प्रयोगशाला में शायद ही कभी देखते हैं।
एक ऐसी दुनिया में जहां बैक्टीरिया हमारी दवाओं से तेजी से अनुकूल हो जाते हैं, दृष्टिकोण में यह बदलाव शायद हम सोचते हैं उससे कहीं अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है।
बैक्टेरियोफेज अंतरिक्ष विकास अनुसंधान तालिका
| प्रयोग का स्थान | बैक्टेरियोफेज लक्ष्य (बैक्टीरिया) | मुख्य पर्यावरणीय तनाव | बैक्टेरियोफेज विकास परिणाम | प्राथमिक बंधन तंत्र | एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी उपभेदों के विरुद्ध प्रभावशीलता | पहचाने गए विकासवादी लाभ (अनुमानित) | स्रोत |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (ISS) | ई. कोलाई | सूक्ष्मगुरुत्व, द्रव मिश्रण की कमी, धीमा विसरण, असमान पोषक वितरण, स्थानीय अपशिष्ट संचय | धीमा विकास और प्रजनन; बैक्टीरियल लाइसिस अवधि पृथ्वी की तुलना में काफी लंबी | हाइड्रोफोबिक बंधन क्षेत्र | सफलता (एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी और फेज-प्रतिरोधी नैदानिक UTI उपभेदों के विरुद्ध प्रभावी) | बैक्टीरियल झिल्ली परिवर्तन (लिपिड फ्लिपिंग) के अनुकूल जो नैदानिक संक्रमण वातावरण के विशिष्ट हैं | [1] |
| पृथ्वी | ई. कोलाई | स्रोत में नहीं | तीव्र विकास और प्रजनन; बैक्टीरियल जनसंख्या घंटों के भीतर समाप्त हो गई | विद्युत आवेश | विफलता (एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी नैदानिक UTI उपभेदों के विरुद्ध अप्रभावी) | उच्च-पोषक, अच्छी तरह से मिश्रित वातावरण में तीव्र प्रतिकृति के लिए अनुकूलित | [1] |
[1] क्या अंतरिक्ष में आकार दिए गए वायरस हमें एंटीबायोटिक प्रतिरोध से लड़ने में मदद कर सकते हैं? – द यूनिवर्स एपिसोड्स
