বিজ্ঞানীরা CRISPR এর কার্যকারিতা বৃদ্ধির উপায় খুঁজে পেলেন
The images illustrate the lack of dystrophin, shown in red, in an unedited human heart muscle cell with DMD (left) and the restoration of dystrophin in a CRISPR-edited human heart muscle cell (right). Credit: UT Southwestern
তথ্যসূত্র-UT সাউথ ওয়েস্টার্ন মেডিক্যাল সেন্টার। নিউক্র্যাড হেলথ বাংলার একটি প্রয়াস। অনুবাদে মোনালিসা মহান্ত।মার্চ 20, 2019
ডুশেন মাসল ডিস্ট্রোফাই (ডিএমডি) রোগ প্রতিরোধকারী CRISPR এর জিন এডিটিং দক্ষতা বৃদ্ধির জন্য বিজ্ঞানীরা একটি পদ্ধতি তৈরি করেছেন, যার ফলাফল অন্যান্য রোগের জন্য জিন থেরাপির ক্ষেত্রে অনুকূল প্রভাব ফেলতে পারে।
ইউটিউব সাউথ ওয়েস্টার্ন-এ গবেষণাটি DMD রোগের জন্য দায়ী জিন এর উপর করা হয়েছিল। এই পরীক্ষাটি ইঁদুর এবং মানব কোষে DMD রোগ এর জন্য যেই জিনটিতে মিউটেশন হয়ে যায়, সেই জিনের উপর চালানো হয়েছিল। এক্ষেত্রে মিউটেশন রোধ করার জন্য সিঙ্গেল জিন এডিটিং পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল। DMD এমন একটি মারাত্মক রোগ, দেহ থেকে পেশির কার্যকারিতার জন্য খুবই প্রয়োজনীয়, ডিস্ট্রফিন প্রোটিন পরিমাণে ক্রমশ হ্রাস পেতে থাকে।
পরীক্ষা করার সময়, বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছিলেন CRISPR যে জিনের পরিবর্তনকারী যে উপাদানগুলি, তাদের ডোজগুলি সামঞ্জস্য করলেই, কতটা ডিস্ট্রোফিন তৈরি করে তা উল্লেখযোগ্যভাবে বদলে দিতে পারে। তারা আরও দেখায় যে ডিএনএর কোন অংশে কাজটি সম্পাদিত হচ্ছে তার উপর ভিত্তি করে উপাদানগুলির সর্বোত্তম অনুপাত পরিবর্তিত হয়েছে।
“আমরা সর্বোত্তম ফলাফল পেতে ,ডিস্ট্রফিন জিনের অন্যান্য ত্রুটিপূর্ণ অংশের থেকেও CRISPR পরীক্ষা করি; এর ফলাফল গুলি CRISPR এর উপাদানগুলির আরও ভালো ও সুক্ষ্ম সমন্বয়ে সাহায্য করবে।” – ডাঃ এরিক ওলসন বলেছেন। তিনি ই এই গবেষণাটি পরিচালনা করেছেন। এই গবেষণার ফলাফল সায়েন্স অ্যাডভান্সেস নামের একটি পত্রিকায় প্রকাশিত হয়েছে। তিনি আরো বলেন- “এই নতুন অন্তর্দৃষ্টি আরও Duchenne এবং অন্যান্য রোগের জন্য থেরাপি হিসাবে CRISPR ব্যবহার আরও সহজতর করে তুলবে।”
গবেষকদের দ্বারা ব্যবহৃত জিন-এডিটিং কৌশলটির জন্য দুটি উপাদান দরকার হয় –
একটি Cas9 নামক এনজাইম যা DNA কে ছোট ছোট টুকরোয় কাটে। এবং একটি গাইড RNA কে আণবিক জিপিএস ডিভাইসের মতো কাজ করে যা Cas9 কে তার কাজ নির্ভুলভাবে করতে সাহায্য করে।
ডাঃ ওলসন এর ল্যাবটি ডিস্ট্রফিন জিনের ত্রুটিযুক্ত অংশটি এ্যাডিনো-সংযুক্ত ভাইরাস (AAV) এ লোড করে, যা কোষে এডিটিং উপাদানগুলি সরবরাহ করে, অথচ শরীরের কোন ক্ষতি করে না। গাইড RNA টিকেও AAV লোড করা হয়। যা Cas9কে DNA এর কোন অংশটি কাটতে হবে তা নির্দেশ করে।
এই প্রক্রিয়াটি মিউটেশনকে বাইপাস করে এবং পেশী তন্তুগুলিকে ডিস্ট্রোফিন উত্পাদন করতে সক্ষম করে, যা গবেষণায় প্রমাণিত। ডা: ওলসন বড় স্তন্যপায়ী প্রাণী, ইঁদুর, এবং মানব কোষে এই পরীক্ষা চালিয়ে গবেষিত ইতিবাচক ফলাফলের পেয়েছিলেন বলে প্রকাশিত হয়েছে।
এই গবেষণায়, গবেষক দলটি cas9 ও গাইড RNA টি 1:1 এই স্ট্যান্ডার্ড অনুপাত ব্যবহার করেছিল।
এবং এতেই 90% ক্ষেত্রে স্বাভাবিকে পেশীতে স্বাভাবিক পরিমাণ ডিস্ট্রোফিন উৎপাদনের পুনরুদ্ধার করতে সহায়তা করেছিল। নতুন গবেষণায় জিনের একটি ভিন্ন অংশকে লক্ষ্য করে পরীক্ষা চালানো হয় কিন্তু দেখা যায় সেখানে, 1:1 অনুপাতটিও কাজ করেনি। রক্ত প্রবাহে বিতরণকালে দেখা গেছে ডিস্ট্রোফিন উত্পাদনের মাত্র স্বাভাবিক অবস্থার মাত্র 5% পুনরুদ্ধার হয়েছে।
ট্রায়াল এবং ত্রুটিপূর্ণ ফলাফল যুক্ত পরীক্ষাগুলো থেকে দেখেন বিজ্ঞানীরা 10:1 অনুপাতে cas9 ও গাইড RNA ব্যবহার করে ডিস্ট্রোফিন জিনের বিশেষ সেগমেন্টের সর্বোত্তম এডিটিং করে। একটি CRISPR ডোজের চার সপ্তাহের মধ্যে, পেশী এবং হৃদযন্ত্রে ডিস্ট্রোফিন উৎপাদনের পরিমাণ 90% ফিরে আসে।
গবেষক ইয়া-লি মিন বলেন”এটি আশ্চর্যজনক,”।
“আমরা সবসময় সমান পরিমাণে cas9 ও গাইড RNA দুটি ভাইরাস ব্যবহার করে সমান অনুপাতে সরবরাহ করেছিলাম। কিন্তু cas9 ও গাইড RNA এর অনুপাত পরিবর্তন করার কথা চিন্তাই করা হয়নি।”
ত্রুটিপূর্ণ এক্সন :-
ডিএমডি, ছেলেদের ক্ষেত্রে সাধারণত বেশি দেখা যায়; একটি মারাত্মক জেনেটিক রোগ, পেশী এবং হার্ট অকেজো হয়ে যাওয়াতে 30 বছরের মধ্যে অকাল মৃত্যু হয়। রোগীদের পেশী দুর্বল হয়ে পড়ায় হুইলচেয়ারেই তাদের কাটাতে হয়। ডায়াফ্রাম পেশী হিসাবে দুর্বল হয়ে পড়ায় শ্বাসকষ্ট ভোগ করতে হয়। এর তেমন কোনও কার্যকর চিকিৎসা পদ্ধতি এখনো পর্যন্ত নেই; যদিও বিজ্ঞানীরা কয়েক দশক ধরেই জানতে পেরেছে, ডিস্ট্রোফিন জিনের মধ্যে যে 79 এক্সনের মধ্যে কোনো একটিতে ত্রুটি থাকলেই এই সমস্যার সম্মুখীন হতে হয়।
ডাঃ ওলসন একাধিক গবেষণা প্রকাশ করেছেন যার মধ্যে একটিতে DNA কে স্ট্রটিক পয়েন্টে কাটা হয়েছে। তার সর্বশেষ গবেষণাটিতে এক্সন44 কে কেটে বাদ দিয়েছেন, CRISPR পদ্ধতি ব্যবহার করেছেন। যা ডিএমডি রোগীদের পাঁচটি সাধারণ ত্রুটি সারিয়ে তুলতে সক্ষম। ক্লিনিক্যাল ট্রায়ালের সময় এই পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রায় 12 পার্সেন্ট রোগী উপকৃত হয়েছেন।
যদিও এখন এই পদ্ধতিতে চিকিৎসা করার অনুমতি দেয়া হয়নি। তবে ডাঃ ওলসনের দলটি গত বছরে লক্ষ্য অর্জনে একটি বড় পদক্ষেপ নেয়, যেখানে দেখা যায় যে CRISPR কুকুরের দেহে এক্সন 51এর উপর কাজ করে, যা কুকুরদের মধ্যে DMD এর প্রভাব স্থগিত করেছে।
জিন এডিটিং এর কয়েক সপ্তাহের মধ্যে, অনুপস্থিত প্রোটিন পুনরুদ্ধার হয়েছিল। হার্টের পেশীতন্তুর 92 শতাংশ সংশোধন এবং ডায়াফ্রামের ক্ষেত্রে 58 শতাংশ সংশোধন সম্ভব হয়েছিল । বিজ্ঞানীরা হিসাব করেন সমগ্র দিক হিসাবে করলে দেখা যাচ্ছে 15 শতাংশ ক্ষেত্রেই এই সমস্যা রোধ করা যায়।
ল্যাবটি ডিস্ট্রফিনের মাত্রা স্থিতিশীল থাকা এবং জিন এডিটিং এর কোনও প্রতিকূল পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া আছে কিনা তা নিশ্চিত করতে কুকুরের উপর তাঁরা দীর্ঘমেয়াদী গবেষণা চালিয়েছিলেন।
ডঃ ওলসন আশা করেন যে সামনের বছরের মধ্যেই তাদের এই চিকিৎসা পদ্ধতিটি ব্যবহার করার অনুমোদন পেয়ে যাবে। এবং আনেক শিশুদের DMD এর মত মারণ রোগের হাত থেকে রক্ষা করতে এই পদ্ধতি ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা যাবে।
“আমরা এই ক্লিনিকাল ব্যবহার করতে পারার জন্য আগে আমাদের আরো অনেক কিছু করার আছে,” ডাঃ ওলসন বলেন, “কিন্তু আমাদের কাজ যে এতটা পথ এগিয়েছে, সেই সাফল্য আমাদের জন্য খুবই আনন্দদায়ক।”
