अध्ययन दवा-प्रतिरोधी बैक्टीरिया और उनके कारण होने वाली बीमारियों से लड़ने में एंटीबायोटिक की क्षमता को दर्शाता है।

हार्वर्ड विश्वविद्यालय और शिकागो में इलिनोइस विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक  (antibiotic)एंटीबायोटिक बनाया है जो दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया और उनके कारण होने वाली बीमारियों के खिलाफ लड़ाई में एक नया उपकरण प्रदान कर सकता है।

विज्ञान के अनुसार, एंटीबायोटिक(medications) क्रेसोमाइसिन कुशलतापूर्वक उन रोगजनक सूक्ष्मजीवों को कम करता है जिन्होंने विभिन्न प्रकार की बार-बार दी जाने वाली रोगाणुरोधी दवाओं के प्रति प्रतिरोध विकसित कर लिया है।

आशाजनक नया एंटीबायोटिक यूआईसी में यूरी पोलिकानोव की प्रयोगशाला, जैविक विज्ञान के एक एसोसिएट प्रोफेसर और हार्वर्ड के सहयोगियों के बीच दीर्घकालिक सहयोग का परिणाम है। हार्वर्ड के शोधकर्ता सेलुलर कार्यों और संरचना में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि का उपयोग करते हैं जो यूआईसी वैज्ञानिक नई दवाओं के डिजाइन और संश्लेषण में सहायता के लिए प्रदान करते हैं।

नए एंटीबायोटिक को विकसित करने में, समूह ने इस बात पर ध्यान केंद्रित किया कि कितने एंटीबायोटिक्स एक सामान्य सेलुलर लक्ष्य – राइबोसोम – के साथ बातचीत करते हैं और दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया अपनी रक्षा के लिए अपने राइबोसोम को कैसे संशोधित करते हैं।

पोलिकानोव ने कहा, आधे से अधिक एंटीबायोटिक्स उनके प्रोटीन जैवसंश्लेषण में हस्तक्षेप करके रोगजनक बैक्टीरिया के विकास को रोकते हैं – राइबोसोम द्वारा उत्प्रेरित एक जटिल प्रक्रिया, जो “एक 3डी प्रिंटर है जो एक कोशिका में सभी प्रोटीन बनाता है” के समान है। एंटीबायोटिक्स बैक्टीरिया राइबोसोम से जुड़ते हैं और इस प्रोटीन-निर्माण प्रक्रिया को बाधित करते हैं, जिससे बैक्टीरिया आक्रमणकारी मर जाते हैं।

लेकिन कई जीवाणु प्रजातियों ने इस हमले के खिलाफ सरल सुरक्षा विकसित की है। एक बचाव में, वे अपने राइबोसोम में एक कार्बन और तीन हाइड्रोजन परमाणुओं का एक मिथाइल समूह जोड़कर एंटीबायोटिक गतिविधि में हस्तक्षेप करते हैं।

पोलिकानोव ने कहा, वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया कि यह बचाव केवल बैक्टीरिया द्वारा उस स्थान को शारीरिक रूप से अवरुद्ध करना था जहां दवाएं राइबोसोम से जुड़ती हैं, “जैसे कुर्सी पर पुश पिन लगाना”। लेकिन शोधकर्ताओं को एक अधिक जटिल कहानी मिली, जैसा कि उन्होंने पिछले महीने नेचर केमिकल बायोलॉजी में प्रकाशित एक पेपर में वर्णित किया था।

लगभग परमाणु परिशुद्धता के साथ दवा प्रतिरोधी राइबोसोम की कल्पना करने के लिए एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी नामक एक विधि का उपयोग करके, उन्होंने दो रक्षात्मक रणनीति की खोज की। उन्होंने पाया कि मिथाइल समूह शारीरिक रूप से बंधन स्थल को अवरुद्ध करता है, लेकिन यह राइबोसोम की आंतरिक “आंत” के आकार को भी बदल देता है, जिससे एंटीबायोटिक गतिविधि बाधित हो जाती है।

पोलिकानोव की प्रयोगशाला ने तब यह जांच करने के लिए एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी का उपयोग किया कि 2021 में यूआईसी/हार्वर्ड सहयोग द्वारा नेचर में प्रकाशित एक दवा सहित कुछ दवाएं, बैक्टीरिया प्रतिरोध के इस सामान्य रूप को कैसे रोकती हैं।

पोलिकानोव ने कहा, “दो प्रकार के दवा-प्रतिरोधी राइबोसोम के साथ बातचीत करने वाले एंटीबायोटिक्स की वास्तविक संरचना का निर्धारण करके, हमने वह देखा जो उपलब्ध संरचनात्मक डेटा या कंप्यूटर मॉडलिंग द्वारा भविष्यवाणी नहीं की जा सकती थी।”

“इसके बारे में 1,000 बार सुनने की तुलना में इसे एक बार देखना हमेशा बेहतर होता है, और हमारी संरचनाएं इस आशाजनक नए एंटीबायोटिक को डिजाइन करने और यह समझने के लिए महत्वपूर्ण थीं कि यह सबसे आम प्रकार के प्रतिरोध से कैसे बचता है।”

क्रेसोमाइसिन, नया एंटीबायोटिक, सिंथेटिक है। मिथाइल-समूह के हस्तक्षेप से बचने और राइबोसोम से मजबूती से जुड़ने, उनके कार्य को बाधित करने के लिए इसे पहले से व्यवस्थित किया गया है। इस प्रक्रिया में दवा को एक ऐसे आकार में लॉक करना शामिल है जो राइबोसोम से जुड़ने के लिए पूर्व-अनुकूलित है, जो बैक्टीरिया से बचाव में मदद करता है।

पोलिकानोव ने कहा, “यह बस राइबोसोम से बंध जाता है और ऐसे कार्य करता है जैसे उसे इसकी परवाह नहीं है कि यह मिथाइलेशन था या नहीं।” “यह कई सबसे सामान्य प्रकार की दवा प्रतिरोधक क्षमता पर आसानी से काबू पा लेता है।”

हार्वर्ड में किए गए पशु प्रयोगों में, दवा ने स्टैफिलोकोकस ऑरियस, एस्चेरिचिया कोली और स्यूडोमोनस एरुगिनोसा सहित सामान्य रोग चालकों के मल्टीड्रग-प्रतिरोधी उपभेदों के संक्रमण से बचाव किया। इन आशाजनक परिणामों के आधार पर, अगला कदम मनुष्यों में क्रेसोमाइसिन की प्रभावशीलता और सुरक्षा का आकलन करना है।

लेकिन इस प्रारंभिक चरण में भी, पोलिकानोव के अनुसार, यह प्रक्रिया अगली पीढ़ी के एंटीबायोटिक्स और अन्य जीवन रक्षक दवाओं को डिजाइन करने में संरचनात्मक जीव विज्ञान की महत्वपूर्ण भूमिका को दर्शाती है।

पोलिकानोव ने कहा, “संरचनाओं के बिना, हम इस मामले में अंधे होंगे कि ये दवाएं संशोधित दवा प्रतिरोधी राइबोसोम को कैसे बांधती हैं और उन पर कैसे कार्य करती हैं।”

“हमने जो संरचनाएँ निर्धारित कीं, वे आणविक तंत्र में मौलिक अंतर्दृष्टि प्रदान करती हैं जो इन दवाओं को प्रतिरोध से बचने की अनुमति देती हैं।”