बैक्टीरियोफेज क्या है? सुपरबग्स का भूला हुआ इलाज

खतरनाक दवा-प्रतिरोधी संक्रमणों के इलाज के एक रोमांचक नए तरीके के परीक्षण 2021 में परिणामों की रिपोर्ट करने लगेंगे। इन उपचारों में रोगियों को अरबों वायरस के कणों के साथ इंजेक्शन लगाया जाता है।

बैक्टीरियोफेज क्या हैं?

‘बैक्टीरियोफेज ’बस वायरस हैं जो बैक्टीरिया को संक्रमित और मारते हैं।

ऐसे वायरस – जिन्हें सिर्फ ‘फेज’ के रूप में भी जाना जाता है – हर जगह बैक्टीरिया पाए जाते हैं और अपने जीन को बैक्टीरिया कोशिकाओं में डालकर दोहराते हैं। एक बार वायरस के जीन से संक्रमित होने के बाद, बैक्टीरिया कोशिका भड़क जाती है और वायरल प्रोटीन का उत्पादन शुरू कर देती है, जो नए वायरस में इकट्ठा होता है।

आधे घंटे से भी कम समय के भीतर, सेल फट जाता है और दसियों या सैकड़ों नए वायरस एक अन्य होस्ट में चक्र को दोहराने के लिए जारी किए जाते हैं। वे इस पर उल्लेखनीय रूप से प्रभावी हैं: कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि पृथ्वी पर रेत के प्रत्येक दाने के लिए एक समय में अस्तित्व में एक ट्रिलियन चरणों से अधिक है।

उनकी प्राकृतिक बैक्टीरिया-हत्या क्षमताओं को देखते हुए, ये नैनोस्कोपिक शिकारी एंटीमाइक्रोबियल प्रतिरोध की बढ़ती समस्या के खिलाफ लड़ाई में महत्वपूर्ण हो सकते हैं। और दवा में उनका उपयोग करने का विचार बिल्कुल नया नहीं है।

2021 में आपको जिन विचारों को जानना है, उन्हें और पढ़ें:

फेलिक्स डी’हेलर और बैक्टीरियोफेज की खोज

100 साल पहले, 1919 में, एक विलक्षण वैज्ञानिक फेलिक्स डी’ह्रेले ने पेरिस के एक बच्चों के अस्पताल में जाकर इलाज किया और डॉक्टरों को बताया कि उन्हें पेचिश (आंतों का एक संक्रमण) का इलाज करने का एक तरीका मिल गया है। यह दशकों पहले पेनिसिलिन जैसे एंटीबायोटिक्स उपलब्ध थे, जब एक वर्ष में लाखों लोगों में आम जीवाणु संक्रमण की मृत्यु हो गई थी।

बैक्टीरिया के उपनिवेशों का अध्ययन करते समय, डी’ह्रेलेल ने महसूस किया कि किसी तरह की बीमारी उसके बैक्टीरिया प्लेटों के माध्यम से फैल रही थी। हालांकि उस समय वायरस के बारे में बमुश्किल कुछ भी ज्ञात था, डी’हेरेल असाधारण निष्कर्ष पर आया था कि उसने एक ऐसा वायरस पाया था जो बैक्टीरिया पर शिकार करता था, मनुष्य नहीं – एक सूक्ष्म जीव का एक सूक्ष्म जीव। उन्होंने वायरस को एक बैक्टीरियोफेज (‘बैक्टीरिया-भक्षक’) नाम दिया और जानवरों में बैक्टीरिया के संक्रमण को मारने के लिए इसका इस्तेमाल करना शुरू किया।

यह अमेरिका में फेडरल ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन (एफडीए) या ब्रिटेन में मेडिसिन एंड हेल्थकेयर उत्पादों नियामक एजेंसी (एमएचआरए) जैसे नियामकों के अस्तित्व से बहुत पहले था, जो रोगियों में उपयोग के लिए अनुमोदित होने से पहले नई दवाओं और उपचारों का कड़ाई से परीक्षण करते हैं। ।

तो यह साबित करने के लिए कि उनके प्रायोगिक उपचार को पेचिश से पीड़ित बच्चों पर इस्तेमाल करना सुरक्षित था, डी’ह्रेलेल ने अस्पताल के डॉक्टरों के सामने फेज की एक शीशी पी ली। डॉक्टरों ने सहमति व्यक्त की कि यदि वह अगले दिन जीवित था, तो वे अस्पताल में उपचार का प्रयास करेंगे।

अगले दिन, डी’ह्रेले ठीक था (उसने पहले से ही अपने और अपने परिवार के चरणों का परीक्षण कर लिया था)। जब कई सख्त बीमार बच्चे पेचिश से पीड़ित हो गए, तो उन्हें पीने के लिए शुद्ध जीवाणु विषाणुओं की एक शीशी दी गई।

उपचार एक सफलता थी। बच्चों को जल्दी से बरामद किया और दिनों के भीतर अस्पताल छोड़ दिया। उनके चरणों को जल्द ही नवीनतम आश्चर्य दवा के रूप में बताया जा रहा था और 1930 तक दुनिया भर में विभिन्न जीवाणु संक्रमणों के सभी तरीकों का इलाज करने के लिए भेजा जा रहा था।

बैक्टीरियोफेज क्यों भूल गए?

फिर कैसे, 2020 में, इतने कम लोगों ने फेज थेरेपी के बारे में सुना है? और क्यों, यह देखते हुए कि दुनिया नई एंटीबायोटिक दवाओं के लिए इतनी बेताब है, क्या हम हर समय अस्पतालों में इसका उपयोग नहीं कर रहे हैं? यह एक लंबी कहानी है, लेकिन 1950 के दशक तक पश्चिमी दुनिया काफी हद तक चरणों के बारे में भूल गई थी।

पेनिसिलिन जैसे ड्रग्स बाजार में आए थे, और जीवित वायरस की तुलना में कहीं अधिक सस्ता और बड़े पैमाने पर उत्पादन करने में आसान थे। दुनिया के अधिकांश हिस्सों में, चिकित्सा अनुसंधान ने एंटीबायोटिक दवाओं के नए वर्गों को विकसित करने पर ध्यान केंद्रित किया और संक्रमण का इलाज करने के लिए वायरस का उपयोग करने के विचार को धीरे-धीरे छोड़ दिया गया।

एकमात्र देश जो अभी भी संक्रमण के इलाज के लिए चरणों का उपयोग करते थे, वे सोवियत देश थे, जहां पेनिसिलिन जैसी दवाओं की कमी थी। लेकिन शीत युद्ध ने सोवियत वैज्ञानिकों और दुनिया के बाकी हिस्सों के बीच किसी भी संचार को रोक दिया, इसलिए फेज का उपयोग करने में उनके सुधारों पर ध्यान नहीं गया। 1980 के दशक तक, पश्चिमी चिकित्सा लगभग पूरी तरह से भूल गई फेज थेरेपी कभी मौजूद थी।

अब, दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया दुनिया भर के अस्पतालों में एक बड़ी और बड़ी समस्या बन गया है, वायरस का उपयोग करने का विचार एक बार फिर ध्यान आकर्षित कर रहा है। अमेरिका और यूरोप में हताश मरीज़ अब पूर्व सोवियत देशों जैसे जॉर्जिया में ‘फेज क्लीनिक’ की यात्रा करने की कोशिश करते हैं और ऐसे संक्रमणों का इलाज करते हैं जो अब एंटीबायोटिक दवाओं के साथ इलाज योग्य नहीं हैं।

नए सिरे से रुचि के बावजूद, इन क्षेत्रों के बाहर फेज थेरेपी केवल कुछ प्रयोगात्मक मामलों में सफलतापूर्वक उपयोग की गई है। 2015 में, वैज्ञानिक टॉम पैटरसन मिस्र में छुट्टी के समय अग्नाशयशोथ से बीमार पड़ गए थे। इसका कारण बैक्टीरिया का बहु-दवा प्रतिरोधी तनाव था।

संक्रमण को नियंत्रित करने में असमर्थ डॉक्टरों के साथ, टॉम जल्दी से कोमा में आ गया। लगभग एक वर्ष के पारंपरिक उपचार विफल रहे, लेकिन अंतिम उपाय के रूप में, टॉम की पत्नी स्टेफी स्टेथडी, एक एचआईवी शोधकर्ता, ने अपना शोध करने का फैसला किया और अपने पति को मारने वाले बैक्टीरिया को मारने के लिए फेज का उपयोग करने के विचार पर ठोकर खाई।

उन्होंने दुनिया भर के डॉक्टरों के साथ टॉम के डॉक्टरों को जोड़ने के लिए महीनों बिताए जो संक्रमण को नियंत्रित करने के लिए सही चरणों को स्रोत करने में सक्षम हो सकते हैं (साथ ही साथ एक इलाज के लिए कानूनी स्वीकृति प्राप्त करने के लिए आवश्यक कागजी कार्रवाई के ढेर को पूरा करना जो डॉक्टरों को प्रभावी रूप से बनाना था जैसा कि वे साथ गए)।

रूस से उपयोग किए गए फेज के एक प्रयोगात्मक कॉकटेल के इंजेक्शन के लिए धन्यवाद – अमेरिकी नौसेना और कच्चे सीवेज – टॉम को अंततः मौत के कगार से वापस लाया गया।

बैक्टीरियोफेज का उपयोग कैसे किया जाता है?

चरणों के साथ काम करना आसान नहीं है। बैक्टीरिया के हर अलग तनाव – जिनमें से लाखों होते हैं – में एक विशेष तनाव होता है जो उस पर होता है। तो हर मरीज को अपने संक्रमण पैदा करने वाले बैक्टीरिया के लिए फेज के बिल्कुल सही दबाव के साथ इलाज करने की आवश्यकता होती है।

शरीर भी रक्तप्रवाह से चरणों को जल्दी से हटाता है और एंटीबायोटिक दवाओं की तरह, बैक्टीरिया जल्दी से उनके लिए एक प्रतिरोध विकसित कर सकता है। यही कारण है कि फेज के संयोजन को अक्सर यह सुनिश्चित करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए कि एक फेज के प्रतिरोध वाले किसी भी बैक्टीरिया को दूसरे द्वारा मार दिया जाता है। यह एक उपचार शासन को विकसित करने की जटिलता को जोड़ता है।

वहाँ भी तथ्य यह है कि सभी चरणों के आधे तक ‘समशीतोष्ण चरणों’ के रूप में जाना जाता है। ये वायरस हमेशा बैक्टीरिया की कोशिका को नहीं खोलते और उसे मार देते हैं। इसके बजाय, वे सेल के जीनोम में निष्क्रिय झूठ बोलना पसंद करते हैं या अपने मेजबान को मारे बिना धीरे-धीरे दोहराते हैं। वैज्ञानिक इसके चारों ओर आनुवांशिक रूप से फेरबदल करके प्राप्त कर सकते हैं ताकि वे दुबकने के बजाय अधिक हिंसक ‘फूटने’ की रणनीति का उपयोग करें।

2018 में, लंदन के ग्रेट ऑरमंड स्ट्रीट अस्पताल में, एक युवा रोगी का इलाज करने के लिए तीन आनुवांशिक रूप से इंजीनियर फेज का एक कॉकटेल का उपयोग किया गया था, जो उसके शरीर में वर्षों से कई दवा-प्रतिरोधी संक्रमणों के ब्रेकआउट से पीड़ित था।

सिस्टिक फाइब्रोसिस, एक ऐसी स्थिति के कारण किशोर रोगी डबल फेफड़े के प्रत्यारोपण से गुज़रा था, जो फेफड़ों में बलगम के निर्माण का कारण बनता है। इस प्रक्रिया के तुरंत बाद, एंटीबायोटिक दवाओं के कई पाठ्यक्रमों के बावजूद, संक्रमण उसके फेफड़ों से उसके जिगर में फैल गया और अंततः, उसके हाथों, पैरों और नितंबों पर त्वचा के माध्यम से बैक्टीरिया को ढकेलने की भी जेब थी।

फिर से, फेज-आधारित उपचार के विकास के लिए डॉक्टरों और फेज शोधकर्ताओं के एक अंतरराष्ट्रीय सहयोग की आवश्यकता होती है, जो कि रोगी में बैक्टीरिया के विशेष तनाव के लिए सही चरणों को खोजने, शुद्ध करने और इंजीनियर करने के लिए – साथ ही साथ एक पूरी तरह से देने के लिए आवश्यक श्रमसाध्य नौकरशाही की आवश्यकता होती है। एक बच्चे को नए और अनियमित चिकित्सा उपचार। लेकिन यह एक सफलता थी – उपचार ने संक्रमण को नियंत्रण में लाया और लड़की की जान बचाई।

फेज लाइब्रेरी

इन सफलता की कहानियों ने अमेरिका और यूरोप में फेज थेरेपी को विकसित करने के प्रयासों में तेजी लाने में मदद की है, अन्य देशों में प्रायोगिक उपचारों और परीक्षणों से इसी तरह की अच्छी खबर के साथ। फिर भी इन सकारात्मक उदाहरणों के बावजूद, फेज थैरेपी के लिए लागत प्रभावी और विश्वसनीय मुख्यधारा उपचार के लिए अभी भी बड़ी बाधाएं हैं।

मुख्य बाधा यह है कि प्रत्येक रोगी को बैक्टीरिया के उपभेदों के एक अद्वितीय मिश्रण से संक्रमित होने की संभावना है, इसलिए प्रत्येक उपचार को पहले से बता दिया जाना चाहिए। इसका मतलब है कि दवा निर्माता खुराक का बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं कर सकते हैं और इसने दवा नियामकों के लिए भी फेज थैरेपी को मंजूरी देना असंभव बना दिया है: हर मामले में वायरस के पूरी तरह से अलग मिश्रण शामिल होने की संभावना है।

शुक्र है कि शोधकर्ताओं, सार्वजनिक स्वास्थ्य निकायों और नियामकों के बीच सहयोगात्मक प्रयास इन बाधाओं को दूर करने में मदद कर रहे हैं। विचार यह है कि आधुनिक डीएनए-अनुक्रमण तकनीक का उपयोग करके, एक उपयुक्त मैच खोजने के लिए फेज के विशाल पुस्तकालयों को जल्दी से स्कैन किया जा सकता है। फिर यह सुनिश्चित करने के लिए भी मिलान किया जा सकता है कि उनमें ऐसा कोई जीन नहीं है जो रोगी में विषाक्तता का कारण हो सकता है।

ड्रग रेगुलेटर हर व्यक्तिगत उपचार का आकलन करने की कोशिश करने के बजाय, लाइब्रेरी की सुरक्षा का मूल्यांकन करेगा, चरणों को शुद्ध करने के तरीके और प्रशासन की विधि।

जब किसी मरीज को दवा प्रतिरोधी संक्रमण होता है, तो बैक्टीरिया के सटीक तनाव की जानकारी एक फेज लाइब्रेरी को भेजी जाएगी, जिसे उपयुक्त मैचों के लिए स्कैन किया जाएगा। इसके बाद मैचों को एक शीशी में अस्पताल भेजा जाएगा जहां रोगी का इलाज किया जा रहा था। इस पद्धति के साथ, वायरस के जीवनकाल और बीस्पोक कॉकटेल को कुछ ही दिनों में उत्पादित किया जा सकता है।

यही योजना है, कम से कम। कई नैदानिक ​​परीक्षण चल रहे हैं जो एक बार और सभी के लिए साबित होने की उम्मीद करते हैं, कि फेज संक्रमणों के इलाज का एक विश्वसनीय तरीका हो सकता है, और अधिकारियों, वैज्ञानिकों और डॉक्टरों के सहयोगात्मक प्रयास नियामक प्रणालियों को स्थापित करने की उम्मीद में जारी रह सकते हैं जो हरे-प्रकाश कर सकते हैं bespoke phage therapies लागत-प्रभावी तरीके से।

उम्मीद है कि हम में से कोई भी बैक्टीरिया के साथ संक्रमण की भयानक संभावना का सामना नहीं करेगा जो पारंपरिक एंटीबायोटिक दवाओं के प्रतिरोधी हैं। लेकिन अगर हम करते हैं, तो यह जानना अच्छा है कि इन प्राचीन जीवाणु हत्यारों को हमारी मदद करने के लिए बुलाया जा सकता है।

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एक बैक्टीरियोफेज का जीवन चक्र

एक जीवाणु मेजबान से मुठभेड़ की उम्मीद में, पर्यावरण में चारों ओर मुक्त-तैरते हुए चरण बहते हैं।

एक बार जब फेज एक उपयुक्त होस्ट से जुड़ जाता है, तो वह अपनी आनुवंशिक सामग्री को सेल में इंजेक्ट करता है।

यदि फेज का जेनेटिक मटेरियल सेल के डिफेन्स को विकसित करता है, तो सेल वायरस के जीनोम में एन्कोडेड प्रोटीन का निर्माण शुरू कर देगा।

यह सेल के अंदर वायरल प्रोटीन के निर्माण का कारण बनता है, जो सैकड़ों नए बैक्टीरियोफेज में इकट्ठा होता है।

फेज अंततः कोशिका को एक प्रोटीन का उत्पादन करने का निर्देश देता है जो इसे खोलता है। जीवाणु मर चुका है और एक अन्य मेजबान सेल में चक्र को दोहराने के लिए नए फेज जारी किए जाते हैं।