একটি নতুন এমআইটি সমীক্ষা দেখায় যে দিনের বিভিন্ন সময়ে ওষুধ গ্রহণ তা লিভারে কীভাবে বিপাক হয় তা উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে।
মানব দাতা কোষ থেকে প্রাপ্ত ক্ষুদ্র প্রকৌশলী লিভার ব্যবহার করে, গবেষকরা দেখেছেন যে ড্রাগ বিপাকের সাথে জড়িত অনেক জিন সার্কাডিয়ান ছন্দ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। এই সার্কাডিয়ান ছন্দের পরিবর্তনগুলি ওষুধের কার্যকর পরিমাণকে প্রভাবিত করতে পারে এবং আপনার শরীর কতটা দক্ষতার সাথে এটি ভেঙে দেয়। উদাহরণস্বরূপ, তারা দেখেছে যে টাইলেনল এবং অন্যান্য ওষুধগুলিকে ভেঙে দেয় এমন এনজাইমগুলি দিনের নির্দিষ্ট সময়ে আরও প্রচুর।
সামগ্রিকভাবে, গবেষকরা 300 টিরও বেশি লিভারের জিন খুঁজে পেয়েছেন যা সার্কাডিয়ান ঘড়ি অনুসরণ করে, যার মধ্যে অনেকগুলি ড্রাগ বিপাক এবং অন্যান্য ফাংশন যেমন প্রদাহের সাথে জড়িত। এই ছন্দগুলি বিশ্লেষণ করা গবেষকদের বিদ্যমান ওষুধের জন্য আরও ভাল ডোজ পদ্ধতি বিকাশে সহায়তা করতে পারে।
“এই পদ্ধতির প্রথম দিকের প্রয়োগগুলির মধ্যে একটি হতে পারে অনুমোদিত ওষুধগুলির কার্যকারিতা সর্বাধিক এবং তাদের বিষাক্ততা হ্রাস করার জন্য ওষুধের চিকিত্সার পদ্ধতিগুলিকে সূক্ষ্ম-টিউনিং করা,” বলেছেন ডঃ সঙ্গীতা ভাটিয়া, জন এবং ডরোথি উইলসন প্রফেসর বলেছেন৷ এমআইটি থেকে কম্পিউটার বিজ্ঞানে এবং এমআইটির কোচ ইনস্টিটিউট ফর ইন্টিগ্রেটিভ ক্যান্সার রিসার্চ এবং ইনস্টিটিউট অফ মেডিকেল ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যান্ড সায়েন্স (আইএমইএস) এর সদস্য।
গবেষণায় আরও দেখা গেছে যে লিভার ম্যালেরিয়ার মতো সংক্রমণের জন্য বেশি সংবেদনশীল যেমন সার্কাডিয়ান চক্রের নির্দিষ্ট পয়েন্টে, যখন কম প্রদাহজনক প্রোটিন তৈরি হয়।
ভাটিয়া হলেন নতুন গবেষণার সিনিয়র লেখক, যা আজ প্রকাশিত হয়েছে বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি. কাগজটির প্রধান লেখক হলেন IMES গবেষণা বিজ্ঞানী সান্দ্রা মার্চ।
বিপাকীয় চক্র
এটি অনুমান করা হয় যে মানুষের জিনগুলির প্রায় 50% সার্কাডিয়ান চক্র অনুসরণ করে এবং এই জিনগুলির মধ্যে অনেকগুলি লিভারে সক্রিয় থাকে। যাইহোক, সার্কাডিয়ান চক্র কীভাবে লিভারের কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে তা অন্বেষণ করা কঠিন কারণ এই জিনগুলির অনেকগুলি ইঁদুর এবং মানুষের মধ্যে অভিন্ন নয়, তাই মাউস মডেল ব্যবহার করে সেগুলি অধ্যয়ন করা যায় না।
ভাটিয়ার ল্যাব আগে মানব দাতাদের লিভার কোষ থেকে মিনি-লিভার বাড়ানোর একটি পদ্ধতি তৈরি করেছিল, যাকে বলা হয় হেপাটোসাইটস। এই গবেষণায়, তিনি এবং তার সহকর্মীরা এই প্রকৌশলী লিভারগুলির নিজস্ব সার্কাডিয়ান ঘড়ি আছে কিনা তা তদন্ত করার জন্য বেরিয়েছিলেন।
রকফেলার ইউনিভার্সিটিতে চার্লস রাইসের গ্রুপের সাথে কাজ করে, তারা সংস্কৃতির অবস্থা চিহ্নিত করেছে যা Bmal1 ক্লক জিনের সার্কাডিয়ান অভিব্যক্তিকে সমর্থন করে। এই জিনটি একাধিক জিনের পর্যায়ক্রমিক অভিব্যক্তি নিয়ন্ত্রণ করে, যকৃতের কোষগুলিকে সিঙ্ক্রোনাইজড সার্কাডিয়ান দোলন তৈরি করতে সক্ষম করে। গবেষকরা তারপরে 48 ঘন্টার জন্য প্রতি তিন ঘন্টায় এই কোষগুলিতে জিনের অভিব্যক্তি পরিমাপ করেন, তাদের একটি তরঙ্গরূপে প্রকাশিত 300 টিরও বেশি জিন সনাক্ত করতে দেয়।
এই জিনগুলির বেশিরভাগই দুটি গ্রুপে বিভক্ত – প্রায় 70% জিন একসাথে শীর্ষে ছিল, বাকি 30% তাদের সর্বনিম্ন বিন্দুতে ছিল যখন অন্যান্য জিন শীর্ষে ছিল। এর মধ্যে রয়েছে ওষুধের বিপাক, গ্লুকোজ এবং লিপিড বিপাক এবং বিভিন্ন রোগ প্রতিরোধ প্রক্রিয়া সহ বিভিন্ন কাজের সাথে জড়িত জিন।
একবার এই সার্কাডিয়ান চক্রগুলি ইঞ্জিনিয়ারড লিভারে প্রতিষ্ঠিত হয়ে গেলে, সার্কাডিয়ান চক্রগুলি কীভাবে লিভারের কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে তা অনুসন্ধান করতে গবেষকরা তাদের ব্যবহার করতে পারেন। প্রথমত, তারা দিনের সময় কীভাবে ওষুধের বিপাককে প্রভাবিত করে তা দেখতে শুরু করে, দুটি ভিন্ন ওষুধ – অ্যাসিটামিনোফেন (টাইলেনল) এবং অ্যাটোরভাস্ট্যাটিন (উচ্চ কোলেস্টেরলের চিকিত্সার জন্য ব্যবহৃত একটি ওষুধ) দেখে।
যখন লিভারে টাইলেনল ভেঙে যায়, তখন ওষুধের একটি ছোট অংশ NAPQI নামক একটি বিষাক্ত উপজাতে রূপান্তরিত হয়। গবেষকরা দেখেছেন যে NAPQI উৎপাদন 50% পর্যন্ত পরিবর্তিত হতে পারে ওষুধটি গ্রহণ করা দিনের উপর নির্ভর করে। তারা আরও দেখেছে যে দিনের নির্দিষ্ট সময়ে অ্যাটোরভাস্ট্যাটিন আরও বিষাক্ত ছিল।
উভয় ওষুধই আংশিকভাবে CYP3A4 নামক একটি এনজাইম দ্বারা বিপাকিত হয়, যার একটি সার্কাডিয়ান চক্র রয়েছে। CYP3A4 প্রায় 50% ওষুধ প্রক্রিয়াকরণের সাথে জড়িত, তাই গবেষকরা এখন লিভার মডেল ব্যবহার করে এই ওষুধগুলির আরও পরীক্ষা করার পরিকল্পনা করছেন।
“এই গ্রুপের ওষুধের মধ্যে, দিনের সময় নির্ধারণ করা কখন সেগুলি পরিচালনা করা উচিত ওষুধের সর্বোচ্চ কার্যকারিতা অর্জনে এবং পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া হ্রাস করতে সহায়তা করবে,” মার্চ বলেছিলেন।
এমআইটি গবেষকরা এখন একটি অ্যান্টি-ক্যান্সার ড্রাগ বিশ্লেষণ করার জন্য সহযোগীদের সাথে কাজ করছেন যা তারা সন্দেহ করে যে সার্কাডিয়ান চক্র দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে এবং তারা ব্যথা ব্যবস্থাপনার জন্য ব্যবহৃত ওষুধের ক্ষেত্রেও এটি সত্য কিনা তা তদন্ত করার আশা করছেন।
সংক্রমণের জন্য সংবেদনশীল
অনেক যকৃতের জিন যা সার্কাডিয়ান আচরণ প্রদর্শন করে তা প্রদাহের মতো অনাক্রম্য প্রতিক্রিয়াগুলির সাথে যুক্ত, তাই গবেষকরা ভাবছিলেন যে এই রূপটি সংক্রমণের সংবেদনশীলতাকে প্রভাবিত করতে পারে কিনা।এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য, তারা ইঞ্জিনিয়ারড লিভারগুলিকে প্রকাশ করেছিল প্লাজমোডিয়াম ফ্যালসিপেরামএকটি পরজীবী যা সার্কাডিয়ান চক্রের বিভিন্ন পয়েন্টে ম্যালেরিয়া সৃষ্টি করে।
এই গবেষণাগুলি পরামর্শ দেয় যে দিনের বিভিন্ন সময়ে ভাইরাসের সংস্পর্শে আসার পরে লিভার সংক্রমণের জন্য বেশি সংবেদনশীল। এটি ইন্টারফেরন-উদ্দীপিত জিনের প্রকাশের পরিবর্তনের কারণে, যা সংক্রমণ দমন করতে সাহায্য করে।
“অন্যান্য সময়ের তুলনায় দিনের নির্দিষ্ট সময়ে প্রদাহজনক সংকেত অনেক বেশি শক্তিশালী,” ভাটিয়া বলেন। “এর মানে হল হেপাটাইটিস বা ম্যালেরিয়া সৃষ্টিকারী প্যারাসাইটের মতো ভাইরাসগুলি দিনের নির্দিষ্ট সময়ে আপনার লিভারে আক্রমণ করার সম্ভাবনা বেশি হতে পারে।”
গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে এই চক্রাকার পরিবর্তন ঘটতে পারে কারণ লিভার খাবারের পরে প্যাথোজেনের প্রতিক্রিয়াকে দমন করে, যখন লিভার সাধারণত প্রচুর পরিমাণে অণুজীবের সংস্পর্শে আসে যা প্রকৃতপক্ষে ক্ষতিকারক না হলেও প্রদাহ সৃষ্টি করতে পারে।
ভাটিয়ার ল্যাব এখন এই চক্রগুলি ব্যবহার করে সংক্রমণগুলি অধ্যয়ন করার জন্য ব্যবহার করছে যা সাধারণত ইঞ্জিনিয়ারড লিভারে স্থাপন করা কঠিন, যার মধ্যে প্লাজমোডিয়াম ব্যতীত অন্যান্য পরজীবী দ্বারা সৃষ্ট ম্যালেরিয়া সংক্রমণ সহ প্লাজমোডিয়াম ফ্যালসিপেরাম.
“এটি ক্ষেত্রের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ কারণ শুধুমাত্র সিস্টেম সেট আপ করে এবং সংক্রমণের জন্য সঠিক সময় বেছে নেওয়ার মাধ্যমে, আমরা সংস্কৃতির সংক্রমণের হার 25 শতাংশ বৃদ্ধি করতে পারি, ড্রাগ স্ক্রিনিং সক্ষম করে যা অন্যথায় অবাস্তব হবে,” মার্চ বলেছিলেন।
গবেষণাটি এমআইটি ইন্টারন্যাশনাল সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি ইনিশিয়েটিভের এমআইটি-ফ্রান্স প্রোগ্রাম, জাতীয় ক্যান্সার ইনস্টিটিউট, ফ্রেঞ্চ ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ হেলথ অ্যান্ড মেডিক্যাল রিসার্চ এবং ফরাসি জাতীয় গবেষণা সংস্থা থেকে একটি কোচ ইনস্টিটিউট সাপোর্ট (কোর) অনুদান দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছিল।
