क्या दवा का भविष्य अंतरिक्ष में है? | अंतरिक्ष

मैंतेल अवीव के डाउनटाउन में एक गगनचुंबी इमारत के कोने में एक छोटी प्रयोगशाला, इजरायली उद्यमी योसी यामिन गर्व से “जेम्स बॉन्ड-स्टाइल सूटकेस फैक्ट्री, सूरज द्वारा संचालित” कहते हैं।

जैसा कि 007 के कई बेहतरीन उपकरणों के साथ होता है, शुरुआती छापें अशुभ होती हैं। लेकिन पिछले चार वर्षों में, सौर पैनलों में लिपटे इन छोटे धातु के बक्से ने स्पेसएक्स रॉकेट के पीछे कक्षा में बार-बार विस्फोट किया है, जिससे ल्यूकेमिया कोशिकाओं के व्यवहार से लेकर सर्वोत्तम तरीकों तक की नई अंतर्दृष्टि पृथ्वी पर वापस आ गई है। प्रयोगशाला में विकसित स्टेक बनाने के लिए।

स्पेसफार्मा के सीईओ के रूप में – एक कंपनी जो बच्चों के अस्पतालों से लेकर बड़ी फार्मा तक दुनिया भर के ग्राहकों के साथ काम करती है – यामिन ने एक नए उद्योग को आगे बढ़ाने में मदद की है। इजरायल के सबसे पुराने विश्वविद्यालय टेक्नियन में विकसित तकनीक का उपयोग करते हुए, जीवविज्ञानियों की बढ़ती संख्या अपने प्रयोगों को छोटा करने और उन्हें अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) में भेजने में सक्षम है, जहां उन्हें जमीन से दूर से नियंत्रित किया जा सकता है।

यामीन कहते हैं, “यह अब विज्ञान कथा नहीं है।” “पिछले साल, हमने कक्षा में सात प्रयोग पूरे किए, और संख्या बढ़ रही है। अगले महीने, हम त्वचा की देखभाल के भविष्य से लेकर दीर्घायु दवाओं और मस्तिष्क रोगों तक के क्षेत्र में अंतरिक्ष में पाँच प्रयोग कर रहे हैं।

आगे की चिकित्सा के लिए पृथ्वी को छोड़ने का विचार अंतरिक्ष युग की शुरुआत में वापस जाता है। एक वर्ष में 50 से अधिक उड़ानें शुरू करने की भारी लागत को सही ठहराने के तरीके की आवश्यकता है, नासा ने सुझाव दिया कि इसके अंतरिक्ष यात्री कैंसर या मानव जाति को पीड़ित कई अन्य बीमारियों के इलाज के लिए कक्षा में अपने समय का उपयोग करते हुए मल्टीटास्क कर सकते हैं।

यह गुरुत्वाकर्षण की अनुपस्थिति है जिसने जीव विज्ञान की कुछ पेचीदगियों को अलग करने के लिए अंतरिक्ष को इतना आकर्षक खेल का मैदान बना दिया है। पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का खिंचाव कुछ ऐसे तरीकों को छिपा सकता है जिससे कोशिकाएं संवाद करती हैं, जिससे यह समझना कठिन हो जाता है कि वे जैसा व्यवहार करते हैं वैसा क्यों करते हैं। गुरुत्वाकर्षण स्टेम सेल को विस्तारित अवधि के लिए उनके शुद्धतम और सबसे उपयोगी अवस्था में रखने के लिए इसे और अधिक जटिल बना देता है, उन्हें लगातार धक्का देकर और उन्हें विकसित करने के लिए प्रोत्साहित करता है। यह वैज्ञानिकों के लिए प्रमुख प्रोटीनों की जटिल क्रिस्टल संरचनाओं का अध्ययन करना और भी कठिन बना देता है, उदाहरण के लिए जो कैंसर, वायरस, आनुवंशिक विकार और हृदय रोग से जुड़े हैं। एक ट्यूमर या वायरस कैसे विकसित होता है, या एक नई दवा कहाँ बैठ सकती है, इसका पता लगाने के लिए इन नाजुक क्रिस्टल को खरोंच से बढ़ाना महत्वपूर्ण है। लेकिन जब वे पृथ्वी पर उगाए जाते हैं, गुरुत्वाकर्षण उन्हें खींचता है, यह अस्पष्ट करता है कि वे वास्तव में कैसे दिखते हैं।

स्पेस मेडिसिन विशेषज्ञ और थिंकटैंक इनोवास्पेस के सीईओ प्रोफेसर थिस रसोमानो कहते हैं, “कुछ स्वास्थ्य स्थितियों में शामिल प्रोटीन की 3डी संरचना के बारे में जानने से हमें यह बेहतर समझ मिल सकती है कि उनके कार्य को कैसे बेहतर या बाधित किया जा सकता है।” “क्रिस्टल अंतरिक्ष में बड़े होते हैं और कम खामियां होती हैं। हम कंप्यूटर जनित सिमुलेशन के माध्यम से कुछ विचार प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन सटीक मॉडल केवल बहुत अधिक डेटा होने पर ही बनाए जा सकते हैं, जो हमारे पास हमेशा नहीं होता है।

इससे पहले ही बड़ी सफलताएं मिल चुकी हैं। मैसाचुसेट्स-आधारित बायोटेक कंपनी माइक्रोक्विन के लिए, पिछले चार वर्षों में आईएसएस पर किए गए प्रयोगों की एक श्रृंखला ने डिम्बग्रंथि और स्तन कैंसर के साथ-साथ दर्दनाक मस्तिष्क की चोट, पार्किंसंस और यहां तक ​​​​कि इन्फ्लूएंजा के लिए दवाओं की एक नई पाइपलाइन को किकस्टार्ट करने में मदद की है। TMBIMs नामक प्रोटीन का एक परिवार।

वैज्ञानिक लंबे समय से दवाओं के साथ टीएमबीआईएम को लक्षित करना चाहते थे क्योंकि वे कोशिका के आंतरिक वातावरण को विनियमित करने में मदद करते हैं। कुछ कैंसर और न्यूरोडिजेनरेटिव बीमारियों में, यह वातावरण जहरीला हो जाता है, और इन प्रोटीनों को उन परिवर्तनों को उलटने के लिए एक स्विच के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है – यदि पर्याप्त रूप से जाना जाता है कि उन्हें कैसे हेरफेर करना है। लेकिन जबकि गुरुत्वाकर्षण ने TMBIM को पृथ्वी पर क्रिस्टलीकृत करना बेहद मुश्किल बना दिया है, माइक्रोक्विन अंतरिक्ष में ऐसा करने में सक्षम है।

माइक्रोक्विन के संस्थापक और सीईओ स्कॉट रॉबिन्सन कहते हैं, “क्षमता आकर्षक है।” “इन्फ्लुएंजा एक अच्छा उदाहरण है, क्योंकि जब वायरस एक कोशिका के अंदर जाता है, तो यह पूरे वातावरण को अत्यधिक ऑक्सीडेटिव बना देता है। लेकिन अगर आप TMBIMs का उपयोग करके उस परिवर्तन को रोक देते हैं, तो आप इन्फ्लुएंजा संक्रमण को पूरी तरह से रोक सकते हैं। यह इम्यूनोथेरेपी के लिए कैंसर कोशिकाओं को संवेदनशील बनाने के लिए संयोजन चिकित्सा के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।”

त्रासदी और जीत

नासा के इतिहास में सबसे खराब आपदाओं में से एक ने अंतरिक्ष चिकित्सा के क्षेत्र में तेजी लाई। फरवरी 2003 में, अंतरिक्ष यान कोलंबिया में विस्फोट हो गया क्योंकि यह टेक्सास और लुइसियाना के वातावरण में फिर से प्रवेश कर गया, जिससे सभी सात अंतरिक्ष यात्रियों की मौत हो गई। शटल के बाएं पंख को हुए नुकसान, जो लॉन्च के दौरान दो हफ्ते पहले हुआ था, ने इसे फिर से प्रवेश के भारी दबावों का सामना करने के लिए बहुत नाजुक बना दिया था।

तीन महीने बाद, मलबे के बीच शीशियों की एक श्रृंखला की खोज की गई जिसमें क्रिस्टल शामिल थे, किसी तरह अभी भी बरकरार, एक प्रयोग से कोलंबिया अंतरिक्ष यात्री आईएसएस पर अपने समय के दौरान काम कर रहे थे। इसने जीवविज्ञानियों को इंटरफेरॉन अल्फ़ा -2 बी नामक एक प्रोटीन की संरचना के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान की, जो दवा इंट्रोन ए में सक्रिय संघटक था, जो उस समय मेलेनोमा और हेपेटाइटिस सी के लिए एक मानक उपचार था।

“यह मिशन के लक्ष्यों में से एक था,” पॉल रीचर्ट कहते हैं, मर्क में एक दवा वितरण शोधकर्ता और अंतरिक्ष चिकित्सा के एक अनुभवी अग्रणी, जिन्होंने परियोजना पर परामर्श किया। “मैं उस समय बहुत खुश था, क्योंकि हम परिवारों को कुछ सकारात्मक जानकारी प्रदान करने में सक्षम थे।”

फार्मास्युटिकल उद्योग के बीच रुचि बढ़ने लगी, और 2017 में, रीचर्ट एक मिशन में शामिल था, जहां मर्क ने अपनी दवा कीट्रूडा भेजी – जिसका उपयोग फेफड़ों से लेकर सिर और गर्दन तक – कई अलग-अलग कैंसर के इलाज के लिए आईएसएस को किया जाता है। परिणामी डेटा कंपनी को दवा का अत्यधिक केंद्रित रूप विकसित करने में मदद कर रहा है, जिसे जीपी द्वारा इंजेक्ट किया जा सकता है।

एली लिली और माइकल जे फॉक्स फाउंडेशन को अंतरिक्ष में प्रयोग करने की सलाह देने वाले रीचर्ट कहते हैं, “चिकित्सकीय के रूप में मोनोक्लोनल एंटीबॉडी के साथ मुद्दों में से एक यह है कि उन्हें हर कुछ हफ्तों में अस्पताल की सेटिंग में इन्फ्यूजन के रूप में दिया जाना चाहिए।” “इसमें कई घंटे लगते हैं, जबकि इंजेक्शन में कुछ मिनट लगते हैं। तो यह न केवल रोगी के जीवन की गुणवत्ता में सुधार करता है, बल्कि यह चिकित्सा की लागत को भी कम कर सकता है।

आने वाले वर्षों में अंतरिक्ष एक और चिकित्सा क्षेत्र को भी बदल सकता है जो उम्मीदों पर खरा उतरने के लिए संघर्ष कर रहा है। माना जाता है कि स्टेम सेल पुनर्योजी चिकित्सा के एक युग में प्रवेश करेंगे, क्षतिग्रस्त अंगों को वापस विकसित करने में मदद करेंगे और दिल या जिगर की विफलता वाले लोगों को नई आशा प्रदान करेंगे।

अभी तक, वैज्ञानिकों ने व्यवहार्य उपचार विकसित करने के लिए संघर्ष किया है। न केवल प्रक्रिया महंगी और अक्षम है – प्रत्येक मिलियन स्टेम कोशिकाओं के बढ़ने के लिए, केवल लगभग 100 को सफलतापूर्वक हृदय की मांसपेशी या यकृत कोशिका में पुन: प्रोग्राम किया जा सकता है – लेकिन जो विकसित होते हैं वे शरीर में प्रत्यारोपित होने पर अच्छी तरह से एकीकृत नहीं होते हैं।

“कोशिकाओं की गुणवत्ता हमेशा महान नहीं होती है,” लॉस एंजिल्स में सीडर-सिनाई में पुनर्योजी चिकित्सा संस्थान के कार्यकारी निदेशक क्लाइव स्वेनडेन कहते हैं। “वे अक्सर असामान्यताओं को उठाते हैं या बहुत धीरे-धीरे बढ़ते हैं। लेकिन सवाल यह है कि क्या आप कक्षा में एक बेहतर कोशिका विकसित कर सकते हैं?”

स्वेनसेन और उनके सहयोगी नासा के साथ साझेदारी में कई प्रयोगों के माध्यम से इसका पता लगाने का प्रयास कर रहे हैं। स्टेम सेल के एक बैग को आईएसएस में प्रवाहित किया जाता है, जहां रिमोट वीडियो फीड के माध्यम से उनकी वृद्धि को जमीन से देखा जा सकता है। प्रारंभिक संकेत प्रतीत होते हैं कि वे पृथ्वी की तुलना में बेहतर फलते-फूलते हैं, इस संभावना को बढ़ाते हुए कि भविष्य में, स्टेम सेल-आधारित उपचारों का निर्माण अंतरिक्ष में भी किया जा सकता है।

स्वेनडेन कहते हैं, “इसे व्यावहारिक होने के लिए पृथ्वी पर काफी नाटकीय लाभ देना होगा, क्योंकि वहां जाने की लागत बहुत अधिक है।” “लेकिन अगर उन्हें अधिक उच्च गुणवत्ता वाले हृदय कोशिकाओं, गुर्दे की कोशिकाओं, न्यूरॉन्स में अधिक मज़बूती से बदला जा सकता है, तो शायद आप उन्हें प्रत्यारोपण के लिए वापस लाने से पहले अंतरिक्ष में सेल प्रतिस्थापन उत्पन्न करने पर गौर कर सकते हैं।”

उच्च लागत, उच्च इनाम

अंतरिक्ष में अनुसंधान करने में सबसे बड़ी समस्या लागत है। आईएसएस और वापस जाने के लिए एक प्रयोग प्राप्त करने की कीमत $ 7.5m के क्षेत्र में होने की सूचना दी गई है, खासकर अगर इसमें अंतरिक्ष यात्री का समय शामिल है, एक शुल्क जो वर्तमान में या तो नासा या अनुसंधान अनुदान द्वारा कवर किया जाता है। यह अविश्वसनीय रूप से प्रतिस्पर्धी भी है, दुनिया भर के हजारों वैज्ञानिक अपने प्रयोगों को कक्षा में प्रवाहित करने के लिए होड़ कर रहे हैं।

लेकिन अंतरिक्ष अनुसंधान तेजी से सार्वजनिक से निजी प्रदाताओं की ओर स्थानांतरित हो रहा है, एक नया मॉडल जो चुनौतियों और अवसरों को प्रस्तुत करता है। नासा ने पहले ही 2030 के अंत तक आईएसएस को बंद करने की अपनी योजना की घोषणा कर दी है, ह्यूस्टन स्थित कंपनी एक्सिओम स्पेस इसे पहले वाणिज्यिक अंतरिक्ष स्टेशन के साथ बदलने का इरादा रखती है।

हालांकि अल्ट्रा-रिच को स्पेस वेकेशन की पेशकश करना Axiom Space का मुख्य राजस्व मॉडल है, लेकिन इस पैसे का इस्तेमाल स्पेस स्टेशन पर वैज्ञानिक प्रयोग करने के लिए अतिरिक्त मॉड्यूल बनाने के लिए किया जाएगा। स्वेनडेन ने भविष्यवाणी की है कि यह शोधकर्ताओं और दवा कंपनियों के लिए समान रूप से अधिक अवसर पैदा करेगा, और संभावित रूप से अंतरिक्ष में संपूर्ण उपचारों के निर्माण के लिए भी द्वार खोलेगा।

स्पेसफार्मा और अन्य निजी कंपनियां जैसे कि आइस क्यूब्स अंतरिक्ष में चिकित्सा अनुसंधान को स्वचालित प्रयोगों की पेशकश करके और अधिक व्यापक रूप से उपलब्ध कराने का लक्ष्य रख रही हैं, उन्हें लॉन्च रॉकेट पर पृथ्वी की निचली कक्षा में ले जा रही हैं और फिर वापस नीचे आ रही हैं। यह पूरी तरह से अंतरिक्ष स्टेशन की आवश्यकता को दूर करता है, साथ ही लागत में कटौती भी करता है। रसोमैनो कहते हैं, “मुझे उम्मीद है कि इन निजी पहलों में तेजी आएगी क्योंकि लॉन्च लागत कम हो जाएगी और दुनिया भर में वार्षिक लॉन्च की संख्या में वृद्धि जारी रहेगी।”

लेकिन यह सबके लिए व्यवहारिक नहीं है। बोस्टन स्थित एंजीक्स जैसी कंपनियों की कहानियाँ हैं, जिन्होंने काम छोड़ने से पहले अंतरिक्ष में प्रयोगों के माध्यम से संभावित नई कैंसर की दवा से संबंधित दिलचस्प सफलताएँ हासिल कीं क्योंकि यह बहुत महंगा और समय लेने वाला था। जबकि स्वेनसेन अंतरिक्ष में स्टेम सेल विकसित करने में सक्षम होने की क्षमता के बारे में उत्साहित हैं, वह ध्यान में रखते हैं कि यह सीखना आसान हो सकता है कि वे शून्य गुरुत्वाकर्षण में बेहतर क्यों हैं, और फिर पृथ्वी पर इसे दोहराने की कोशिश कर रहे हैं।

“अगर हम पाते हैं कि वे अंतरिक्ष में बेहतर अंतर कर रहे हैं, और हम उन जीनों को समझ सकते हैं जो ऐसा करते हैं, तो हम यहां क्रिस्पर संपादन के माध्यम से नकल कर सकते हैं,” वे कहते हैं। “अंतरिक्ष हमें स्टेम सेल उत्पादन को स्वचालित करने के बारे में भी बहुत कुछ सिखा रहा है, जो एक संघर्ष रहा है। अगर हम इस ज्ञान का उपयोग एक ऐसी प्रणाली प्राप्त करने के लिए कर सकते हैं जहां आप 100 सेल डाल सकते हैं और दो सप्ताह बाद दूसरी तरफ से 1 बिलियन सेल प्राप्त कर सकते हैं, तो यह कुछ ऐसा है जिसके लिए हर कोई प्रयास कर रहा है।

कई अज्ञात हैं, लेकिन अगर यह पता चलता है कि अच्छी गुणवत्ता वाले स्टेम सेल प्राप्त करने के लिए अंतरिक्ष ही एकमात्र स्थान है, तो यह सितारों के बीच शरीर के अंगों को पुनर्जीवित करने का मार्ग प्रशस्त करेगा।

“कौन जानता है, शायद भविष्य में हमारे पास विज्ञान कथा फिल्म की तरह बढ़ते अंगों के चारों ओर उड़ने वाले उपग्रह होंगे,” स्वेनडेन कहते हैं। “शायद हम शून्य गुरुत्वाकर्षण में पूरे दिल को विकसित कर सकते हैं जिसे हम पृथ्वी पर वापस उपयोग कर सकते हैं। हम इस क्षेत्र में अग्रणी हैं। हम इसे जितना हो सके उतना आगे बढ़ाएंगे और देखेंगे कि क्या होता है।