नैनो-फूलों का कमाल: माइटोकॉन्ड्रिया स्थानांतरण को बढ़ावा और कोशिकाओं में ऊर्जा बहाली

पुनर्योजी चिकित्सा (Regenerative Medicine) के क्षेत्र में एक बड़ी सफलता हासिल हुई है। टेक्सास ए एंड एम विश्वविद्यालय के बायोमेडिकल इंजीनियरिंग विभाग के शोधकर्ताओं ने एक ऐसी नवीन पद्धति विकसित की है जो नैनोमैटेरियल्स का उपयोग करके कोशिकाओं के बीच माइटोकॉन्ड्रिया के प्राकृतिक स्थानांतरण को अभूतपूर्व रूप से बढ़ाती है। यह महत्वपूर्ण कार्य प्रतिष्ठित जर्नल 'प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज' (PNAS) में प्रकाशित हुआ है। इस अध्ययन का केंद्र बिंदु मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड (MoS₂) से बने फूल के आकार के सूक्ष्म कणों का उपयोग करना है, जो स्टेम कोशिकाओं को 'माइटोकॉन्ड्रियल बायोफैक्ट्री' में रूपांतरित करने की क्षमता रखते हैं। इस अग्रणी अनुसंधान का नेतृत्व प्रोफेसर अखिलेश के. गहरवार कर रहे हैं, जबकि स्नातक छात्र जॉन सुकार इस शोध के प्रमुख लेखक हैं।

इस नई तकनीक का मूल आधार दोषपूर्ण (defective) MoS₂ नैनो-फूलों का उपयोग करना है। जब कोशिकाएं इन नैनो-फूलों को अवशोषित करती हैं, तो वे माइटोकॉन्ड्रिया बायोोजेनेसिस के मार्गों को सक्रिय कर देती हैं। यह सक्रियण विशेष रूप से दाता कोशिकाओं (donor cells) में SIRT1/PGC‑1α अक्ष को उत्तेजित करता है। इसके परिणामस्वरूप, दाता कोशिकाओं के भीतर माइटोकॉन्ड्रिया का उत्पादन दोगुना हो जाता है और माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की मात्रा में भी उल्लेखनीय वृद्धि होती है। प्रोफेसर गहरवार के अनुसार, यह विधि स्वस्थ कोशिकाओं को बिना किसी आनुवंशिक संशोधन या फार्माकोलॉजिकल दवाओं के उपयोग के अपनी ऊर्जा भंडार साझा करने के लिए प्रभावी ढंग से 'प्रशिक्षित' करती है। यह विशेषता संभावित नैदानिक अनुप्रयोगों के लिए एक बड़ा लाभ प्रदान करती है।

अध्ययन में प्रस्तुत संख्यात्मक आँकड़े स्पष्ट रूप से दर्शाते हैं कि नैनो-फूलों की उपस्थिति में माइटोकॉन्ड्रिया का स्थानांतरण सामान्य कोशिकीय विनिमय की तुलना में कई गुना अधिक प्रभावी होता है। इस बढ़े हुए स्थानांतरण के कारण, प्राप्तकर्ता कोशिकाओं (recipient cells) की श्वसन क्षमता और एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) उत्पादन में शारीरिक परिस्थितियों में भी जबरदस्त सुधार देखा गया। प्रयोगशाला में कोशिकीय क्षति के मॉडलों पर किए गए परीक्षणों में, माइटोकॉन्ड्रिया के इस संवर्धित हस्तांतरण ने एटीपी उत्पादन को सफलतापूर्वक बहाल करने और कोशिकाओं की उत्तरजीविता दर को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।

यह नवाचार उन विकारों के संभावित उपचार के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है जो माइटोकॉन्ड्रियल गिरावट से जुड़े हैं। इनमें उम्र बढ़ने की प्रक्रिया, कार्डियोमायोपैथी, और अल्जाइमर रोग जैसे तंत्रिका-अपक्षयी विकार शामिल हैं। वर्तमान में, यह शोध अभी भी एक प्रारंभिक, 'इन विट्रो' (in vitro) चरण में है, जो केवल सिद्धांत की पुष्टि करता है। शोधकर्ताओं को अभी तक संभावित चिकित्सीय खुराक और प्रक्रियाओं की आवृत्ति निर्धारित करनी बाकी है। मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड, जो एक द्वि-आयामी अकार्बनिक यौगिक है, को बायोमेडिसिन में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (एएफके) को नियंत्रित करने और जैव-संगतता प्रदान करने की अपनी क्षमता के कारण गहनता से अध्ययन किया जा रहा है। यह पुष्टि करता है कि नैनोमैटेरियल केवल निष्क्रिय वाहक नहीं है, बल्कि कोशिकीय प्रक्रियाओं में सक्रिय रूप से भाग लेता है।

प्रोफेसर गहरवार की अनुसंधान टीम पहले भी माइटोकॉन्ड्रियल कार्य को उत्तेजित करने में नैनो-फूलों में मौजूद परमाणु रिक्तियों (atomic vacancies) की भूमिका को प्रदर्शित कर चुकी है। यह कार्य सितंबर 2024 में जर्नल 'नेचर कम्युनिकेशंस' में प्रकाशित हुआ था। वर्तमान परियोजना को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (NIH) और अमेरिकी रक्षा विभाग सहित विभिन्न स्रोतों से वित्त पोषण प्राप्त हो रहा है। यह व्यापक समर्थन इस बात का संकेत है कि ऑर्गेनेल थेरेपी (organellar therapy) के इस नवीन दृष्टिकोण में उच्च स्तर की रुचि मौजूद है।