ক্লোজ-লুপ ড্রাগ ডেলিভারি সিস্টেম কেমোথেরাপি উন্নত করতে পারে

এই সাধারণ ডোজটি অন্যান্য কারণগুলিকে বিবেচনায় নেয় না এবং এর ফলে রোগীরা খুব বেশি বা খুব কম ওষুধ গ্রহণ করতে পারে। তাই, কিছু রোগী পরিহারযোগ্য বিষাক্ততার সম্মুখীন হতে পারে বা তাদের কেমোথেরাপি থেকে অপর্যাপ্ত সুবিধা পেতে পারে।

কেমোথেরাপির ডোজ আরও সঠিক করার জন্য, এমআইটি ইঞ্জিনিয়াররা একটি বিকল্প পদ্ধতির প্রস্তাব করেছেন যা রোগীর অবস্থার উপর ভিত্তি করে ডোজ ব্যক্তিগতকৃত করতে পারে। তাদের সিস্টেম রোগীর সিস্টেমে ওষুধের পরিমাণ পরিমাপ করে এবং এই পরিমাপগুলিকে একটি নিয়ামক হিসাবে ফিড করে, যা সেই অনুযায়ী আধানের হারকে সামঞ্জস্য করতে পারে।

এই পদ্ধতিটি শরীরের গঠন, জেনেটিক মেকআপ, কেমোথেরাপি থেকে ড্রাগ-মেটাবোলাইজিং অঙ্গের বিষাক্ততা, আপনার গ্রহণ করা অন্যান্য ওষুধ এবং খাবারের সাথে মিথস্ক্রিয়া এবং ভাঙ্গনের জন্য দায়ী এনজাইমগুলির দিন ও রাতের পরিবর্তনের কারণে সৃষ্ট ওষুধের ফার্মাকোকিনেটিক্সের পার্থক্যের জন্য ক্ষতিপূরণ করতে সহায়তা করতে পারে। ছন্দের ওঠানামা দ্বারা সৃষ্ট। কেমোথেরাপির ওষুধ কমিয়ে দিন, গবেষকরা বলছেন।

গ্যাস্ট্রোএন্টারোলজিস্ট বলেছেন, “আমরা বিশ্বাস করি যে কীভাবে ওষুধগুলিকে বিপাক করা হয় সে সম্পর্কে আমাদের বোঝার অগ্রগতি এবং ব্যক্তিগতকৃত ডোজ সহজতর করার জন্য ইঞ্জিনিয়ারিং সরঞ্জামগুলি প্রয়োগ করা সাহায্য করতে পারে,” বলেছেন Giovanni Traverso, MIT-এর মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং এর সহযোগী অধ্যাপক, গ্যাস্ট্রোএন্টারোলজিস্ট বলেছেন৷ ব্রিঘাম এবং মহিলা হাসপাতালে এবং গবেষণার সিনিয়র লেখক।

এমআইটি স্নাতক ছাত্র লুই ডিরাইডার হলেন কাগজের প্রধান লেখক, যা আজ জার্নালে উপস্থিত হয়েছে ওষুধ.

ক্রমাগত মনিটরিং

এই গবেষণায়, গবেষকরা 5-ফ্লুরোরাসিল নামক একটি ওষুধের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছেন, যা অন্যান্য জিনিসগুলির মধ্যে কোলোরেক্টাল ক্যান্সারের চিকিত্সার জন্য ব্যবহৃত হয়। ওষুধটি সাধারণত 46 ঘন্টার মধ্যে সংযোজন করা হয়, এবং ডোজ রোগীর উচ্চতা এবং ওজনের উপর ভিত্তি করে একটি সূত্রের উপর ভিত্তি করে নির্ধারিত হয়, যা শরীরের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের একটি অনুমান দেয়।

যাইহোক, এই পদ্ধতিটি শরীরের গঠনের পার্থক্যকে বিবেচনা করে না যা ওষুধগুলি কীভাবে শরীরে ছড়িয়ে পড়ে তা প্রভাবিত করতে পারে, বা এটি জেনেটিক তারতম্যের জন্য দায়ী নয় যা ওষুধগুলি কীভাবে বিপাক করা হয় তা প্রভাবিত করে। ওষুধের অত্যধিক উপস্থিতি থাকলে, এই পার্থক্যগুলি ক্ষতিকারক পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করতে পারে। যদি পর্যাপ্ত ওষুধের সঞ্চালন না হয়, তবে এটি টিউমারকে ইচ্ছামতো মেরে ফেলতে পারে না।

“একই শরীরের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের মানুষদের খুব ভিন্ন উচ্চতা এবং ওজন থাকতে পারে, খুব ভিন্ন পেশী ভর বা জেনেটিক্স থাকতে পারে, কিন্তু যতক্ষণ না এই সমীকরণে প্লাগ করা উচ্চতা এবং ওজন একই শরীরের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দেয়, তাদের ডোজ একই, “হার্ভার্ড-এমআইটি হেলথ সায়েন্সেস অ্যান্ড টেকনোলজি প্রোগ্রামে মেডিকেল ইঞ্জিনিয়ারিং এবং মেডিকেল ফিজিক্স প্রোগ্রামের ডক্টরেট ছাত্র ডেরিডার বলেছেন।

আরেকটি কারণ যা যে কোনো সময়ে রক্তপ্রবাহে ওষুধের পরিমাণ পরিবর্তন করতে পারে তা হল ডাইহাইড্রোপাইরিমিডিন ডিহাইড্রোজেনেস (ডিপিডি) নামক একটি এনজাইমের সার্কাডিয়ান ওঠানামা, যা 5-ফ্লুরোরাসিলকে ভেঙে দেয়। শরীরের অন্যান্য এনজাইমের মতো, ডিপিডি এক্সপ্রেশন সার্কাডিয়ান ছন্দ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। অতএব, DPD দ্বারা 5-FU এর অবক্ষয় ধ্রুবক নয় তবে দিনের সময়ের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। এই সার্কাডিয়ান ছন্দগুলি আধানের সময় রোগীর রক্তপ্রবাহে 5-ফ্লুরোরাসিলের মাত্রা দশগুণ ওঠানামা করতে পারে।

“কেমোথেরাপির ডোজ গণনা করার জন্য শরীরের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল ব্যবহার করে, আমরা জানি যে দু'জন ব্যক্তি 5-ফ্লোরোরাসিল কেমোথেরাপি থেকে খুব আলাদা বিষাক্ততার অভিজ্ঞতা অর্জন করতে পারে। একজন রোগীর দিকে তাকান এবং তারা ন্যূনতম বিষাক্ততার সাথে চিকিত্সার চক্রের মধ্য দিয়ে যেতে পারে এবং তারপরে গুরুতর বিষাক্ততার সাথে চক্র হতে পারে। কিছু রোগীরা কেমোথেরাপিকে এক চক্র থেকে অন্য চক্রে বিপাক করার পদ্ধতিতে পরিবর্তন, এবং আমাদের পুরানো ডোজ এই পরিবর্তনটি ক্যাপচার করতে ব্যর্থ হয় এবং এর ফলে রোগীরা ভোগেন, “পেপারটি বলে।

কেমোথেরাপি ফার্মাকোকিনেটিক্সের পরিবর্তনশীলতাকে মোকাবেলা করার চেষ্টা করার একটি উপায় হল থেরাপিউটিক ড্রাগ মনিটরিং নামে একটি কৌশল, যেখানে রোগীরা চিকিত্সা চক্রের শেষে রক্তের নমুনা সরবরাহ করে। ওষুধের ঘনত্বের জন্য এই নমুনাটি বিশ্লেষণ করার পরে, পরবর্তী চক্রের শুরুতে (সাধারণত দুই সপ্তাহ পরে 5-ফ্লুরোরাসিলের জন্য) প্রয়োজন হলে ডোজ সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। এই পদ্ধতিটি রোগীদের জন্য আরও ভাল ফলাফলের দিকে পরিচালিত করে দেখানো হয়েছে, কিন্তু কেমোথেরাপি যেমন 5-ফ্লুরোরাসিলের সাথে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় না।

এমআইটি গবেষকরা একই ধরণের মনিটরিং বিকাশ করার আশা করছেন তবে এটি একটি স্বয়ংক্রিয় উপায়ে করবেন এবং রিয়েল-টাইম ড্রাগ ব্যক্তিগতকরণ সক্ষম করবেন, যা রোগীদের জন্য আরও ভাল ফলাফলের দিকে নিয়ে যেতে পারে। তাদের “ক্লোজড-লুপ” সিস্টেমে, ওষুধের ঘনত্ব ক্রমাগত নিরীক্ষণ করা যেতে পারে এবং এই তথ্যটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে কেমোথেরাপির ওষুধের আধানের হার সামঞ্জস্য করতে এবং ডোজকে লক্ষ্য সীমার মধ্যে রাখতে ব্যবহার করা হয়। এই ক্লোজড-লুপ সিস্টেমটি ওষুধের ডোজ ব্যক্তিগতকরণকে এমনভাবে সক্ষম করে যা ড্রাগ-মেটাবোলাইজিং এনজাইমের মাত্রায় সার্কাডিয়ান পরিবর্তনের পাশাপাশি শেষ চিকিত্সার পর থেকে রোগীর ফার্মাকোকিনেটিক্সের কোনো পরিবর্তন যেমন বিপাককারী অঙ্গগুলিতে কেমোথেরাপি-প্ররোচিত বিষাক্ততা বিবেচনা করে। ওষুধের.

তাদের ডিজাইন করা নতুন সিস্টেম, CLAUDIA (ক্লোজড লুপ অটোমেটেড ড্রাগ ইনফিউশন রেগুলেটর), প্রতিটি ধাপের জন্য বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ সরঞ্জাম ব্যবহার করে। প্রতি পাঁচ মিনিটে রক্তের নমুনা সংগ্রহ করা হয় এবং দ্রুত বিশ্লেষণের জন্য প্রস্তুত করা হয়। রক্তে 5-ফ্লুরোরাসিলের ঘনত্ব পরিমাপ করা হয় এবং লক্ষ্য পরিসরের সাথে তুলনা করা হয়। লক্ষ্য এবং পরিমাপ করা ঘনত্বের মধ্যে পার্থক্য নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমে খাওয়ানো হয়, যা তারপরে ওষুধটি কার্যকর এবং অ-বিষাক্ত ঘনত্বের সীমার মধ্যে ডোজ রাখার জন্য প্রয়োজনে আধানের হারকে সামঞ্জস্য করে।

“আমরা যা তৈরি করেছি তা হল এমন একটি সিস্টেম যেখানে আপনি ক্রমাগত ওষুধের ঘনত্ব পরিমাপ করেন এবং থেরাপিউটিক উইন্ডোর মধ্যে ওষুধের ঘনত্ব রাখতে সেই অনুযায়ী আধানের হার সামঞ্জস্য করেন,” ডেরিডার বলেছেন।

দ্রুত সমন্বয়

প্রাণী পরীক্ষায়, গবেষকরা দেখেছেন যে CLAUDIA ব্যবহার করে তারা শরীরের মধ্যে সঞ্চালিত ওষুধের পরিমাণ প্রায় 45 শতাংশ সময়ের মধ্যে লক্ষ্য সীমার মধ্যে রাখতে পারে। গড়ে, ক্লাউডিয়া-মুক্ত কেমোথেরাপি গ্রহণকারী প্রাণীরা লক্ষ্যমাত্রার সীমার মধ্যে মাত্র 13% সময়ের মধ্যে ওষুধের মাত্রা বজায় রাখে। এই গবেষণায়, গবেষকরা ওষুধের মাত্রার কার্যকারিতার কোনো পরীক্ষা করেননি, তবে লক্ষ্য উইন্ডোর মধ্যে ঘনত্ব বজায় রাখলে আরও ভাল ফলাফল এবং কম বিষাক্ততা হতে পারে বলে মনে করা হয়।

ক্লাউডিয়া 5-ফ্লুরোরাসিল ডোজকে লক্ষ্য সীমার মধ্যে রাখতে সক্ষম হয়েছিল এমনকি যখন গবেষকরা ডিপিডি এনজাইমকে বাধা দেয় এমন ওষুধগুলি পরিচালনা করেছিলেন। 5-ফ্লুরোরাসিলের মাত্রা আটগুণ পর্যন্ত বেড়েছে যে প্রাণীরা এই ইনহিবিটরটি গ্রহন করে চলমান পর্যবেক্ষণ এবং সমন্বয় ছাড়াই।

এই প্রদর্শনীতে, গবেষকরা প্রক্রিয়াটির প্রতিটি ধাপ ম্যানুয়ালি অফ-দ্য-শেল্ফ সরঞ্জাম ব্যবহার করে সঞ্চালিত করেছেন, কিন্তু তারা এখন প্রতিটি ধাপকে স্বয়ংক্রিয় করার জন্য কাজ করার পরিকল্পনা করেছেন যাতে মনিটরিং এবং ডোজ সামঞ্জস্য কোনো মানুষের হস্তক্ষেপ ছাড়াই করা যায়।

ওষুধের ঘনত্ব পরিমাপ করার জন্য, গবেষকরা উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন তরল ক্রোমাটোগ্রাফি মাস স্পেকট্রোমেট্রি (HPLC-MS) ব্যবহার করেছেন, একটি কৌশল যা প্রায় যেকোনো ধরনের ওষুধ সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

“আমরা পূর্বাভাস দিয়েছি যে ভবিষ্যতে আমরা CLAUDIA ব্যবহার করতে সক্ষম হব যে কোনও ওষুধের জন্য যার সঠিক ফার্মাকোকিনেটিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং HPLC-MS দ্বারা সনাক্ত করা যেতে পারে, অনেকগুলি বিভিন্ন ওষুধের ব্যক্তিগতকৃত ডোজ করার অনুমতি দেয়,” DeRidder বলেছেন।

গবেষণাটি ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন গ্র্যাজুয়েট রিসার্চ ফেলোশিপ প্রোগ্রাম, একটি ম্যাথওয়ার্কস ফেলোশিপ, এমআইটি, এমআইটি মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগ এবং এমআইটি কোচ ইনস্টিটিউট ফর ইন্টিগ্রেটিভ ক্যান্সার রিসার্চের কার্ল ভ্যান ট্যাসেল ক্যারিয়ার ডেভেলপমেন্ট প্রফেসরের সাথে অংশীদারিত্বে ব্রিজ প্রকল্প দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছিল। এবং ডানা-ফারবার/হার্ভার্ড ক্যান্সার সেন্টার।

কাগজের অন্যান্য লেখকদের মধ্যে রয়েছে কাইল এ. হেয়ার, অ্যারন লোপেস, জোশ জেনকিন্স, নিনা ফিটজেরাল্ড, এমেলিন ম্যাকফেরসন, নিওরা ফ্যাবিয়ান, জোশ মরিমোটো, জ্যাকলিন এন চু, আমেয়া আর কীর্তনে, উইম মাদানি, কেইকো ইশিদা, জোহানেস এলপি কুওসমানেন, নাও জেকারিয়াস, ক্রিস্টোফার এম. কোলাঞ্জেলো, হেন-ওয়েই হুয়াং, মাকায়া চিলেকওয়া, নিখিল বি. লাল, শ্রিয়া এস. শ্রীনিবাসন, অ্যালিসন এম হেওয়ার্ড, ব্রায়ান এম. ওলপিন, ডেভিড ট্রাম্পার, ট্রয় কোয়াস্ট এবং রবার্ট ল্যাঙ্গার।