మెదడులోకి మందుల చేరవేత.. సైంటిస్టుల అద్భుత ఆవిష్కరణ 'బ్రెయిన్క్యాబ్'
- మెదడుకు మందులు చేరవేసే 'బ్రెయిన్క్యాబ్' ఆవిష్కరణ
- కాల్టెక్ శాస్త్రవేత్తల కీలక పరిశోధన
- రక్త-మెదడు అవరోధాన్ని ఛేదించే కొత్త టెక్నాలజీ
- గ్లకోమా మందును 'మాలిక్యులార్ షటిల్'గా మార్చిన పరిశోధకులు
- జంతువులపై జరిపిన ప్రయోగాలు విజయవంతం
వైద్య రంగంలో ఒక కీలక ముందడుగు పడింది. మెదడు సంబంధిత వ్యాధుల చికిత్సలో అతిపెద్ద సవాలుగా ఉన్న 'రక్తం-మెదడు అవరోధాన్ని' (Blood-Brain Barrier) అధిగమించేందుకు అమెరికాలోని కాలిఫోర్నియా ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (కాల్టెక్) శాస్త్రవేత్తలు ఒక వినూత్న టెక్నాలజీని అభివృద్ధి చేశారు. 'బ్రెయిన్క్యాబ్' (BrainCAB) అని పిలిచే ఈ కొత్త డెలివరీ సిస్టమ్ ద్వారా నాడీ సంబంధిత వ్యాధులు, బ్రెయిన్ క్యాన్సర్ వంటి తీవ్రమైన సమస్యలకు మందులను నేరుగా మెదడుకు చేరవేసే అవకాశం లభించనుంది. ఈ పరిశోధన వివరాలు ప్రఖ్యాత 'నేచర్ కెమికల్ బయాలజీ' జర్నల్లో ప్రచురితమయ్యాయి.
ఏమిటీ రక్త-మెదడు అవరోధం?
మన మెదడులోని రక్తనాళాల చుట్టూ ఉండే ఒక రక్షణ కవచమే ఈ బ్లడ్-బ్రెయిన్ బ్యారియర్ (BBB). ఇది హానికారక పదార్థాలు మెదడులోకి ప్రవేశించకుండా అడ్డుకుంటుంది. అయితే, ఇదే లక్షణం వల్ల అనేక రకాల మందులు కూడా మెదడుకు చేరలేవు. దీంతో బ్రెయిన్ ట్యూమర్లు, అల్జీమర్స్, పార్కిన్సన్స్ వంటి వ్యాధులకు చికిత్స అందించడం కష్టంగా మారుతోంది. ప్రస్తుతం సర్జరీ, ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ వంటి పద్ధతులు ఉన్నా, వాటికి కొన్ని పరిమితులు ఉన్నాయి.
'బ్రెయిన్క్యాబ్' ఎలా పనిచేస్తుంది?
మెదడులోని రక్తనాళాల కణాలపై ఉండే 'కార్బోనిక్ అన్హైడ్రేస్ IV' (CA-IV) అనే ఎంజైమ్ను ఈ టెక్నాలజీ లక్ష్యంగా చేసుకుంటుంది. సాధారణంగా కంటి జబ్బు గ్లకోమా చికిత్సలో వాడే 'బ్రింజోలమైడ్' అనే చుక్కల మందు ఈ ఎంజైమ్కు అతుక్కుంటుందని శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు. ఇదే సూత్రాన్ని ఆధారంగా చేసుకుని, బ్రింజోలమైడ్ అణువుకు చిన్న మార్పులు చేశారు. చికిత్సకు అవసరమైన మందులను (కార్గో) దీనికి జతచేసి 'బ్రెయిన్క్యాబ్' అనే ఒక 'మాలిక్యులార్ షటిల్' లేదా వాహకాన్ని సృష్టించారు.
దీన్ని ఇంజెక్షన్ ద్వారా శరీరంలోకి పంపినప్పుడు, బ్రెయిన్క్యాబ్ రక్త ప్రవాహంలో ప్రయాణించి మెదడులోని రక్తనాళాలపై ఉన్న CA-IV ఎంజైమ్కు అతుక్కుంటుంది. ఆ వెంటనే 'ట్రాన్స్సైటోసిస్' అనే ప్రక్రియ ద్వారా ఆ కణం లోపలికి వెళ్లి, అవరోధాన్ని దాటి మెదడులోకి ప్రవేశిస్తుంది. దీంతో దానికి జతచేసిన మందులు నేరుగా మెదడుకు చేరతాయి. ఎలుకలు, కోతులపై జరిపిన ప్రయోగాల్లో ఈ టెక్నాలజీ విజయవంతమైంది. క్యాన్సర్ చికిత్సలో వాడే 'అటెజోలిజుమాబ్' అనే యాంటీబాడీ మందును బ్రెయిన్క్యాబ్కు జతచేసి పంపగా, అది మెదడులోకి గణనీయమైన మోతాదులో చేరినట్లు పరిశోధకులు నిర్ధారించారు.
భవిష్యత్తు అవకాశాలు
ప్రస్తుతం ఈ పరిశోధన ప్రీ-క్లినికల్ దశలో ఉంది. మానవులపై ప్రయోగాలు నిర్వహించడానికి ముందు మరిన్ని భద్రతా పరీక్షలు చేయాల్సి ఉంది. ఈ టెక్నాలజీకి కాల్టెక్ పేటెంట్ కోసం దరఖాస్తు చేసింది. దీని వాణిజ్యపరమైన అభివృద్ధి కోసం 'రిసెప్టివ్ బయో' అనే స్టార్టప్కు లైసెన్స్ కూడా ఇచ్చింది. ఇది విజయవంతమైతే, భవిష్యత్తులో అనేక మెదడు వ్యాధుల చికిత్సా విధానంలో విప్లవాత్మక మార్పులు తీసుకువచ్చే అవకాశం ఉందని శాస్త్రవేత్తలు ఆశాభావం వ్యక్తం చేస్తున్నారు.
ఏమిటీ రక్త-మెదడు అవరోధం?
మన మెదడులోని రక్తనాళాల చుట్టూ ఉండే ఒక రక్షణ కవచమే ఈ బ్లడ్-బ్రెయిన్ బ్యారియర్ (BBB). ఇది హానికారక పదార్థాలు మెదడులోకి ప్రవేశించకుండా అడ్డుకుంటుంది. అయితే, ఇదే లక్షణం వల్ల అనేక రకాల మందులు కూడా మెదడుకు చేరలేవు. దీంతో బ్రెయిన్ ట్యూమర్లు, అల్జీమర్స్, పార్కిన్సన్స్ వంటి వ్యాధులకు చికిత్స అందించడం కష్టంగా మారుతోంది. ప్రస్తుతం సర్జరీ, ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ వంటి పద్ధతులు ఉన్నా, వాటికి కొన్ని పరిమితులు ఉన్నాయి.
'బ్రెయిన్క్యాబ్' ఎలా పనిచేస్తుంది?
మెదడులోని రక్తనాళాల కణాలపై ఉండే 'కార్బోనిక్ అన్హైడ్రేస్ IV' (CA-IV) అనే ఎంజైమ్ను ఈ టెక్నాలజీ లక్ష్యంగా చేసుకుంటుంది. సాధారణంగా కంటి జబ్బు గ్లకోమా చికిత్సలో వాడే 'బ్రింజోలమైడ్' అనే చుక్కల మందు ఈ ఎంజైమ్కు అతుక్కుంటుందని శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు. ఇదే సూత్రాన్ని ఆధారంగా చేసుకుని, బ్రింజోలమైడ్ అణువుకు చిన్న మార్పులు చేశారు. చికిత్సకు అవసరమైన మందులను (కార్గో) దీనికి జతచేసి 'బ్రెయిన్క్యాబ్' అనే ఒక 'మాలిక్యులార్ షటిల్' లేదా వాహకాన్ని సృష్టించారు.
దీన్ని ఇంజెక్షన్ ద్వారా శరీరంలోకి పంపినప్పుడు, బ్రెయిన్క్యాబ్ రక్త ప్రవాహంలో ప్రయాణించి మెదడులోని రక్తనాళాలపై ఉన్న CA-IV ఎంజైమ్కు అతుక్కుంటుంది. ఆ వెంటనే 'ట్రాన్స్సైటోసిస్' అనే ప్రక్రియ ద్వారా ఆ కణం లోపలికి వెళ్లి, అవరోధాన్ని దాటి మెదడులోకి ప్రవేశిస్తుంది. దీంతో దానికి జతచేసిన మందులు నేరుగా మెదడుకు చేరతాయి. ఎలుకలు, కోతులపై జరిపిన ప్రయోగాల్లో ఈ టెక్నాలజీ విజయవంతమైంది. క్యాన్సర్ చికిత్సలో వాడే 'అటెజోలిజుమాబ్' అనే యాంటీబాడీ మందును బ్రెయిన్క్యాబ్కు జతచేసి పంపగా, అది మెదడులోకి గణనీయమైన మోతాదులో చేరినట్లు పరిశోధకులు నిర్ధారించారు.
భవిష్యత్తు అవకాశాలు
ప్రస్తుతం ఈ పరిశోధన ప్రీ-క్లినికల్ దశలో ఉంది. మానవులపై ప్రయోగాలు నిర్వహించడానికి ముందు మరిన్ని భద్రతా పరీక్షలు చేయాల్సి ఉంది. ఈ టెక్నాలజీకి కాల్టెక్ పేటెంట్ కోసం దరఖాస్తు చేసింది. దీని వాణిజ్యపరమైన అభివృద్ధి కోసం 'రిసెప్టివ్ బయో' అనే స్టార్టప్కు లైసెన్స్ కూడా ఇచ్చింది. ఇది విజయవంతమైతే, భవిష్యత్తులో అనేక మెదడు వ్యాధుల చికిత్సా విధానంలో విప్లవాత్మక మార్పులు తీసుకువచ్చే అవకాశం ఉందని శాస్త్రవేత్తలు ఆశాభావం వ్యక్తం చేస్తున్నారు.
