একটি নতুন উন্নত ন্যানোমেটেরিয়াল যা প্রোটিনের আচরণকে অনুকরণ করে আলঝেইমার রোগ এবং অন্যান্য নিউরোডিজেনারেটিভ রোগের চিকিৎসায় একটি কার্যকর হাতিয়ার হয়ে উঠতে পারে। ন্যানোমেটেরিয়ালটি সম্ভাব্য শক্তিশালী থেরাপিউটিক প্রভাব সহ মস্তিষ্কের কোষে দুটি মূল প্রোটিনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে পরিবর্তন করে।
সম্প্রতি জার্নালে প্রকাশিত উদ্ভাবনী আবিষ্কার উন্নত সামগ্রীউইসকনসিন-ম্যাডিসন বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানী এবং নর্থওয়েস্টার্ন ইউনিভার্সিটির ন্যানোমেটেরিয়াল ইঞ্জিনিয়ারদের মধ্যে সহযোগিতার জন্য এই কৃতিত্ব সম্ভব হয়েছে।
কাজটি আলঝেইমারস, পারকিনসনস এবং অ্যামিয়োট্রফিক ল্যাটারাল স্ক্লেরোসিস (ALS) এর মতো রোগের বিকাশে জড়িত বলে মনে করা দুটি প্রোটিনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া পরিবর্তনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।
প্রথম প্রোটিনটিকে Nrf2 বলা হয়, একটি নির্দিষ্ট ধরণের প্রোটিন যাকে ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর বলা হয় যা কোষের মধ্যে জিন চালু এবং বন্ধ করে।
Nrf2 এর একটি গুরুত্বপূর্ণ কাজ হল এর অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট প্রভাব। যদিও বিভিন্ন নিউরোডিজেনারেটিভ রোগ বিভিন্ন রোগের প্রক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট হয়, তবে তাদের মধ্যে যা মিল রয়েছে তা হল নিউরন এবং অন্যান্য স্নায়ু কোষের উপর অক্সিডেটিভ স্ট্রেসের বিষাক্ত প্রভাব। Nrf2 মস্তিষ্কের কোষে এই বিষাক্ত চাপের বিরুদ্ধে লড়াই করে, রোগ প্রতিরোধ করতে সাহায্য করে।
জেফ্রি জনসন, উইসকনসিন-ম্যাডিসন স্কুল অফ ফার্মেসি বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন অধ্যাপক, তার স্ত্রী ডেলিন্ডা জনসন, স্কুল অফ ফার্মেসির একজন সিনিয়র বিজ্ঞানীর সাথে কয়েক দশক ধরে নিউরোডিজেনারেটিভ রোগের চিকিত্সার জন্য একটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ লক্ষ্য হিসাবে Nrf2 অধ্যয়ন করছেন৷ 2022 সালে, জনসন এবং লেখকদের আরেকটি দল দেখতে পায় যে মস্তিষ্কের একটি নির্দিষ্ট কোষের (অ্যাস্ট্রোসাইট) মধ্যে Nrf2 কার্যকলাপ বৃদ্ধি আলঝেইমার রোগের মাউস মডেলে নিউরনকে রক্ষা করতে সাহায্য করে, যার ফলে স্মৃতিশক্তি হ্রাস উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
যদিও পূর্ববর্তী গবেষণায় দেখানো হয়েছে যে Nrf2 কার্যকলাপ বৃদ্ধি আলঝেইমার রোগের চিকিত্সার ভিত্তি তৈরি করতে পারে, বিজ্ঞানীরা এটিকে কার্যকরভাবে মস্তিষ্কের মধ্যে প্রোটিনকে লক্ষ্য করা কঠিন বলে মনে করেছেন।
জেফরি জনসন বলেছেন, “মস্তিষ্কে ওষুধ প্রবেশ করা কঠিন, এবং অনেকগুলি অফ-টার্গেট প্রভাব ছাড়াই Nrf2 সক্রিয় করে এমন ওষুধ খুঁজে পাওয়াও কঠিন।”
নতুন ন্যানোম্যাটেরিয়াল লিখুন। প্রোটিন-জাতীয় পলিমার (পিএলপি) নামে পরিচিত সিন্থেটিক উপাদানটি প্রোটিনের সাথে আবদ্ধ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যেন এটি নিজেই একটি প্রোটিন। ন্যানোস্কেল সিমুলেটরটি নর্থওয়েস্টার্ন ইউনিভার্সিটির রসায়নের অধ্যাপক এবং বিশ্ববিদ্যালয়ের ইন্টারন্যাশনাল ন্যানোটেকনোলজি ইনস্টিটিউটের একজন ফ্যাকাল্টি সদস্য নাথান জিয়ানেচির নেতৃত্বে একটি দলের পণ্য।
জিয়ানেচি বিভিন্ন প্রোটিনকে লক্ষ্য করার জন্য বিভিন্ন ধরণের পিএলপি ডিজাইন করেছেন। এই বিশেষ পিএলপি Nrf2 এবং Keap1 নামক আরেকটি প্রোটিনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া পরিবর্তন করার জন্য গঠন করা হয়েছে। এই প্রোটিনগুলির মিথস্ক্রিয়া বা পথগুলি অনেক রোগের চিকিত্সার জন্য সুপরিচিত লক্ষ্য কারণ Keap1 মূলত নিয়ন্ত্রণ করে যখন Nrf2 সাড়া দেয় এবং অক্সিডেটিভ স্ট্রেসের সাথে লড়াই করে। চাপমুক্ত অবস্থার অধীনে, Keap1 একত্রে আবদ্ধ হয় এবং অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট প্রভাব প্রয়োগ করার প্রয়োজন হলে Nrf2 প্রকাশ করে।
জিয়ানেচি এবং জনসন CHDI ফাউন্ডেশনের প্রধান বৈজ্ঞানিক কর্মকর্তা রবার্ট প্যাসিফিসির মাধ্যমে সংযুক্ত ছিলেন, যা হান্টিংটন রোগের চিকিৎসার লক্ষ্যে গবেষণার জন্য অর্থায়ন করে, আরেকটি নিউরোডিজেনারেটিভ রোগ। ফাউন্ডেশন অতীতে জনসন এবং জেনেস্কির কাজের জন্য অর্থায়ন করেছে।
“যাইহোক, নাথান এবং তার সহকর্মীরা গ্রোভ বায়োফার্মাসিউটিক্যালস, প্রোটিন-প্রোটিন ইন্টারঅ্যাকশনের থেরাপিউটিক টার্গেটিংয়ের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা একটি প্রাক-ক্লিনিকাল বায়োটেক স্টার্টআপ, রবার্টকে বলেছিল যে তারা Nrf2 টার্গেট করার দিকে এগিয়ে যাওয়ার কথা বিবেচনা করছে,” জনসন বলেছিলেন। “রবার্ট বলেছিলেন, 'আপনি যদি এটি করতে যাচ্ছেন তবে আপনার জেফ জনসনকে কল করা উচিত।'”
শীঘ্রই, জনসনস এবং জেনেস্কি ইউডাব্লু-ম্যাডিসন ল্যাবের সম্ভাবনা নিয়ে আলোচনা করেছেন যে মাউস মডেল মস্তিষ্কের কোষগুলি জেনেস্কির প্রোটিনের মতো ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি পরীক্ষা করার জন্য প্রয়োজনীয়।
জেফরি জনসন বলেছিলেন যে তিনি প্রাথমিকভাবে পিএলপি পদ্ধতির বিষয়ে সন্দিহান ছিলেন কারণ তিনি এটির সাথে অপরিচিত ছিলেন এবং মস্তিষ্কের কোষগুলিতে প্রোটিনগুলিকে সঠিকভাবে লক্ষ্য করার সাধারণ অসুবিধার কারণে।
“কিন্তু তারপরে নাথনের একজন ছাত্র এটি নিয়ে এখানে এসেছিল এবং এটি আমাদের কোষে রেখেছিল, এবং এটি কাজ না করলে আমি অভিশাপিত হব,” তিনি বলেছিলেন। “সেই সময় আমরা সত্যিই এতে ছিলাম।”
গবেষণার ফলাফলগুলি দেখায় যে Gianneschi এর PLP অত্যন্ত দক্ষতার সাথে Keap1 এর সাথে আবদ্ধ হতে পারে, যার ফলে Nrf2 নিউক্লিয়াসে জমা হতে পারে, যার ফলে এর অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট ফাংশন বৃদ্ধি পায়। গুরুত্বপূর্ণভাবে, এটি অবাঞ্ছিত অফ-টার্গেট প্রভাব সৃষ্টি না করেই তা করেছে যা Nrf2 কে আরও ভালভাবে সক্রিয় করার লক্ষ্যে অন্যান্য কৌশলগুলিকে বাধা দেবে।
যদিও এই কাজটি সভ্য কোষগুলিতে পরিচালিত হয়েছিল, জনসনরা এখন এটিকে নিউরোডিজেনারেটিভ রোগের মাউস মডেলগুলিতে আরও এক ধাপ এগিয়ে নিয়ে যাচ্ছে। এটি একটি সিরিজের অধ্যয়ন যা তারা জড়িত হওয়ার আশা করেনি, কিন্তু এখন তারা অনুসরণ করতে আগ্রহী।
ডেলিন্ডা জনসন বলেন, “বায়োম্যাটেরিয়ালে আমাদের কোনো দক্ষতা ছিল না।” “সুতরাং উত্তর-পশ্চিমাঞ্চল থেকে এটি পেতে এবং তারপর UW-তে জীববিজ্ঞানে অগ্রসর হওয়া দেখায় যে এই ধরনের সহযোগিতা কতটা গুরুত্বপূর্ণ।”
