जीन थेरेपी: कैंसर उपचार, पहचान और दवा विकास में नवाचारों को खोलना

मानवों का इलाज करने के लिए जीन को एक उपकरण के रूप में उपयोग करने का इतिहास लगभग पाँच दशकों पुराना है, जो चिकित्सा विज्ञान में एक महत्वपूर्ण क्षण को चिह्नित करता है।

1972 में, जीन थेरेपी की अवधारणा को पहली बार उपचार के रूप में माना गया। यह क्रांतिकारी विचार एक पेपर में प्रस्तुत किया गया जिसका शीर्षक मानव जीन रोग के लिए जीन थेरेपी? था, जो जर्नल Science में प्रकाशित हुआ और T Friedman तथा R Roblin द्वारा लिखा गया।

उस पेपर में, लेखकों ने दावा किया कि “जीन थेरेपी भविष्य में कुछ मानव जीन रोगों को सुधार सकती है।” उन्होंने निरंतर अनुसंधान का आह्वान किया “जीन थेरेपी के तकनीकों के विकास की दिशा में”। इस अनुसंधान के आह्वान ने जीन चिकित्सा में एक नए युग की शुरुआत की।

वास्तव में, पहले जीन थेरेपी परीक्षण को मनुष्यों पर 1990 में होने में अतिरिक्त 18 साल लगे। यह परीक्षण एक महत्वपूर्ण कदम था, जिसने आगे की प्रगति के मार्ग को प्रशस्त किया। 2003 में, मानव जीनोम प्रोजेक्ट की पूर्णता के साथ एक और बड़ा मील का पत्थर हासिल हुआ।

मानव जीनोम प्रोजेक्ट अक्टूबर 1990 में शुरू हुआ और अप्रैल 2003 में पूरा हुआ, मानव जीनोम प्रोजेक्ट को मानव इतिहास में सबसे बड़े वैज्ञानिक उपलब्धियों में से एक माना जाता है, क्योंकि इसने मानव जीनोम का पहला अनुक्रम उत्पन्न किया।

वैज्ञानिक प्रगति के इस मार्ग पर, एक और मील का पत्थर तब पहुँचा जब चीन ने सिर और गर्दन के कैंसर के उपचार के लिए पहली जीन थेरेपी को मंजूरी दी।

चूंकि यह विकास उन उपचार संभावनाओं की शुरुआत को दर्शाता है जिन पर हम यहाँ चर्चा करेंगे, आइए इसे अधिक विस्तार से देखें।

कैंसर के लिए पहली स्वीकृत जीन थेरेपी उत्पाद

2003 में, चीन खाद्य एवं औषधि प्रशासन (CFDA) ने Gendicine को स्वीकृति दी, जो एक पुनःसंयोजित मानव p53 एडेनोवायरस है, जिसे Shenzhen SiBino GeneTech Co. Ltd. ने विकसित किया। यह सिर और गर्दन के कैंसर के उपचार के लिए जीन थेरेपी उत्पाद के रूप में व्यावसायिक बाजार में आया। इस थेरेपी को न्यूनतम आक्रामक इंट्राट्यूमरल इंजेक्शन तथा इंट्राकैविटी या इंट्रावास्कुलर इन्फ्यूजन के माध्यम से डिलीवर करने के लिए डिजाइन किया गया है।

एक वैज्ञानिक समीक्षा ने थेरेपी के पहले 12 वर्षों के प्रदर्शन की जाँच की, जिसमें पाया गया कि कंपनी ने Gendicine के 41 बैच और 169,571 वैकल बनाये। प्रभावशाली रूप से, थेरेपी को बिना किसी गंभीर दुष्प्रभाव के दिया जा सकता था, सिवाय 50-60% रोगियों में वेक्टर-संबंधी अस्थायी बुखार के, जो केवल कुछ घंटों तक रहता था।

अनुक्रमिक जीन थेरेपी परीक्षण

चीन के जीन थेरेपी परीक्षण की सफल आवेदन के बाद, प्रगति जारी रही। 2005 में, AAV वेक्टर तकनीक का उपयोग करके हेमोफिलिया बी में पहला जीन थेरेपी परीक्षण शुरू हुआ।

AAV वेक्टर बायोइंजीनियर किए गए उपकरण हैं जो गैर-एनवेलप्ड वायरस का उपयोग करके जीन सामग्री को सुरक्षित रूप से प्रभावित ऊतक और कोशिकाओं तक पहुंचाते हैं। फिर, 2017 में, संयुक्त राज्य ने एक जीन थेरेपी को मंजूरी दी, जो एक जीन रोग के लिए थी जो अंधेपन का कारण बना था।

इस क्षेत्र में आगे वैज्ञानिक प्रगति के साथ, यह स्पष्ट है कि जीन-आधारित उपचार विभिन्न प्रकार के कैंसर द्वारा उत्पन्न गंभीर रोगों के उपचार के लिए नए क्षितिज खोलेंगे।

लेकिन इस क्षेत्र में गहराई से जाने से पहले, यह आवश्यक है कि हम विभिन्न जीन-आधारित थेरेपी से संबंधित शब्दों का अर्थ समझें, जिनमें जीन इंजीनियरिंग, जीनोम, जीनोमिक्स, और जीनोम सीक्वेंसिंग शामिल हैं।

जीन इंजीनियरिंग क्या है?

नेशनल ह्यूमन जीनोम रिसर्च इंस्टीट्यूट जीन इंजीनियरिंग को एक प्रक्रिया के रूप में परिभाषित करता है जो “प्रयोगशाला-आधारित तकनीकों का उपयोग करके जीव के डीएनए संरचना को बदलती है।”

डीएनए संरचना को बदलना विभिन्न तरीकों से हो सकता है, जिसमें विभिन्न तकनीकें शामिल हैं। यह एकल बेस पेयर को बदल सकता है, पूरे डीएनए क्षेत्र को हटाकर उसे नए खंड से बदल सकता है, या विभिन्न प्रजातियों के बीच काम कर सकता है जहाँ एक प्रजाति का जीन दूसरी प्रजाति के जीव में प्रस्तुत किया जाता है। जीन इंजीनियरिंग की यह बहुमुखी प्रतिभा इसे कैंसर थेरेपी समाधान प्रदाताओं के हाथों में एक महत्वपूर्ण उपकरण बनाती है।

जीनोमिक्स क्या है?

जीनोमिक्स जीनों का अध्ययन है और यह समझने पर केंद्रित है कि किसी व्यक्ति के सभी जीन एक-दूसरे और व्यक्ति के पर्यावरण के साथ कैसे अंतःक्रिया करते हैं। इस क्षेत्र में डीएनए, कोशिकाएँ, हिस्टोन, न्यूक्लियोसोम और क्रोमोसोम सहित विभिन्न घटकों का गहन अध्ययन शामिल है। शब्द ‘जीनोमिक्स’ ‘जीनोम’ से आया है, जो किसी जीव के पूर्ण डीएनए सेट को दर्शाता है। मानव शरीर की हर कोशिका लगभग 3 बिलियन डीएनए बेस पेयर की पूर्ण प्रतिलिपि रखती है, जो उल्लेखनीय है।

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जीनोम सीक्वेंसिंग क्या है?

जीनोम जीनात्मक कोड होते हैं जो एक जीव को दूसरे से अलग पहचानने में मदद करते हैं। जैसे प्रत्येक मानव के अलग फिंगरप्रिंट होते हैं, सभी जीवों का एक अनूठा जीन कोड होता है। इसलिए, जीनोम सीक्वेंसिंग प्रत्येक विशिष्ट जीव, चाहे वह बैक्टीरिया, पौधा या स्तनधारी हो, के अनूठे पहचान पैटर्न को पहचानने में मदद करती है।

जीनोम सीक्वेंसिंग को एक संपूर्ण प्रक्रिया बनाने के लिए चार मुख्य घटक मिलकर काम करते हैं:

• DNA शियरिंग
• DNA बारकोडिंग
• DNA सीक्वेंसिंग
• डेटा का विश्लेषण

इन सभी जीन परीक्षण उपकरणों के वर्षों में विकसित होने के साथ, वैज्ञानिक और चिकित्सा समुदाय ने जीवन-धमकी देने वाली स्थितियों, जिसमें कैंसर भी शामिल है, के उपचार में बड़ी सफलता हासिल की है। अगले भागों में, हम देखेंगे कि जीन-आधारित संचालन हमारे कैंसर पहचान और उपचार प्रयासों को कैसे आगे ले जा रहा है।

कैंसर की धमकी: सभी रोगों का सम्राट

भारतीय मूल के अमेरिकी चिकित्सक और ऑन्कोलॉजिस्ट सिद्धार्थ मुखर्जी ने अपने 2010 के पुस्तक में कैंसर को सभी रोगों का सम्राट कहा, जो रोग के प्रभाव को देखते हुए अभी भी प्रभावशाली है। इस भावना को दोहराते हुए, अमेरिकन कैंसर सोसाइटीअनुमान लगाती है कि 2022 में केवल संयुक्त राज्य में लगभग दो मिलियन नए कैंसर केस और 600,000 से अधिक कैंसर मौतें हुईं।

एक अन्य 2020 अध्ययन के अनुसार, फेफड़े का कैंसर वैश्विक स्तर पर कैंसर मृत्यु का प्रमुख कारण था, जिसका अनुमानित 1.8 मिलियन मृत्यु (18%) है, इसके बाद कोलोरेक्टल (9.4%), यकृत (8.3%), पेट (7.7%), और महिला स्तन (6.9%) कैंसर आते हैं।

एक अधिक चिंताजनक बात यह है कि अध्ययन ने 2020 स्तरों की तुलना में वैश्विक कैंसर बोझ में 47% वृद्धि की भविष्यवाणी की। यह 2040 में 28.4 मिलियन मामलों का अनुमान लगाता है, जो 2020 में देखे गए 19.3 मिलियन मामलों से 9 मिलियन अधिक है।

ये आंकड़े एक गंभीर चित्र पेश करते हैं, और यह आवश्यक है कि कैंसर की प्रारंभिक पहचान में नवाचारी प्रयासों को मजबूत किया जाए ताकि चिकित्सकों को मूल कारणों को संबोधित करने और उनका इलाज करने के लिए पर्याप्त समय मिल सके। आशाजनक रूप से, कई जीन-आधारित प्रयासों ने इस दिशा में सकारात्मक परिणाम दिखाए हैं।

कैंसर पहचान और उपचार के लिए जीनोम सीक्वेंसिंग का उपयोग करने वाली कंपनियां

1. SeekInCare

SeekInCare, SeekIn Inc. की एक समाधान है, जो रक्त-आधारित मल्टी-कैंसर पहचान परीक्षण है और बीस से अधिक कैंसर प्रकारों का पता लगा सकता है। यह उन्नत समाधान सेल-फ्री डीएनए से पूरे जीनोम सीक्वेंसिंग का उपयोग करता है, जो इसकी निदान क्षमता का केंद्रीय तकनीक है।

सेंटर फॉर डिजीज कंट्रोल एंड प्रिवेंशन द्वारा परिभाषित अनुसार, पूरे जीनोम सीक्वेंसिंग एक प्रयोगशाला प्रक्रिया है जो किसी जीव के जीनोम में बेसों के क्रम को निर्धारित करती है। न्यूक्लियोटाइड बेस ही जीव की अनूठी जीनिक संरचना बनाते हैं।

शोधकर्ताओं ने 617 कैंसर रोगियों पर इस परीक्षण की प्रभावशीलता का सर्वेक्षण किया, जिसमें उल्लेखनीय परिणाम प्राप्त हुए। उन्होंने 404 रोगियों की पहचान की, संवेदनशीलता दर 65.5% और विशिष्टता 97.9% थी। परिणामों से पता चला कि कैंसर के चरण जितने उच्च होते हैं, परीक्षण की संवेदनशीलता उतनी ही अधिक होती है। चरण I कैंसर के लिए यह 46.9% थी, जबकि चरण IV कैंसर के लिए यह दर 81.8% तक बढ़ गई।

एक प्रॉस्पेक्टिव वास्तविक-विश्व अध्ययन में, जिसमें 1203 रोगियों को शामिल किया गया, परीक्षण ने 60.0% संवेदनशीलता और 96.1% विशिष्टता प्रदान की।

2018 की शुरुआत में स्थापित, SeekIn Inc. एक बायोटेक कंपनी है जो रक्त-आधारित पैन-कैंसर की प्रारंभिक पहचान पर केंद्रित है। यह मानती है कि कैंसर की प्रारंभिक पहचान मृत्यु दर को 15% तक कम कर सकती है।

SeekInCare के अलावा, इसके पास SeekInCure और SeekIn Clarity जैसी समाधान भी हैं। SeekInCure कैंसर की पुनरावृत्ति की निगरानी करता है और सर्जरी के बाद के कैंसर रोगियों के जोखिम का मूल्यांकन करता है। अपने उद्देश्य को पूरा करने के लिए, यह समाधान रोगियों के सेल-फ्री डीएनए में कैंसर जीनोम के परिवर्तन की निगरानी पर निर्भर करता है।

SeekInClarity उपचार प्रतिक्रिया की निगरानी में मदद करता है। अपने लक्ष्य को प्राप्त करने में, SeekInClarity उथले पूरे जीनोम सीक्वेंसिंग (sWGS) डेटा का उपयोग करके पैनोरमिक कैंसर जीनोम को मैप करता है।

चीन में मुख्यालय स्थित, SeekIn एक निजी कंपनी है और 2018 में Green Pine Capital Partners और एक अन्य निवेशक से एंजेल फंडिंग प्राप्त की। फंडिंग राशि सार्वजनिक नहीं की गई है।

2. Editas Medicines

Editas Medicine (EDIT ) जीन एडिटिंग का उपयोग करके कैंसर और अन्य गंभीर रोगों के लिए दवाएँ विकसित करती है। इसके SLEEK जीन एडिटिंग विधियाँ कैंसर के लिए अगली पीढ़ी की सेल थेरेपी दवाओं के विकास में मदद करती हैं। Editas के पास अपना स्वामित्व वाला इंजीनियर्ड AsCas12a न्यूक्लेज़ है, जो इन्ड्यूस्ड प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल्स (iPSCs), T कोशिकाओं, और नेचुरल किलर (NK) कोशिकाओं में उच्च दक्षता, मल्टी-ट्रांसजीन नॉक-इन प्रदान करता है।

हाल ही में, Editas ने अपने Q3 2023 परिणाम प्रकाशित किए, जो इस अवधि में कंपनी के वित्तीय प्रदर्शन की जानकारी देते हैं। 30 सितंबर, 2023 को समाप्त हुए तीन महीनों के लिए, कंपनी ने सहयोग और अन्य अनुसंधान एवं विकास राजस्व में US$5 मिलियन से अधिक दर्ज किया। अतिरिक्त रूप से, 30 सितंबर, 2023 को समाप्त हुए नौ महीनों के लिए, राजस्व US$18 मिलियन से अधिक था।

3. Beam Therapeutics

दिसंबर 2022 में, यूएस फूड एंड ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन (FDA) ने क्लिनिकल होल्ड को हटा दिया और BEAM-201 के लिए इंट्रिवेस्टिगेशनल न्यू ड्रग (IND) आवेदन को मंजूरी दी, जो पुनरावर्ती/प्रतिरोधी T-सेल तीव्र लिंफोब्लास्टिक ल्यूकेमिया (T-ALL)/T-सेल लिंफोब्लास्टिक लिंफोमा (T-LL) के उपचार के लिए है। Beam-201 एक anti‑CD7, मल्टीप्लेक्स‑एडिटेड, एलोजेनिक काइमरिक एंटीजन रिसेप्टर T‑सेल विकास उम्मीदवार था, जो Beam Therapeutics (BEAM ) द्वारा बेस एडिटिंग के माध्यम से सटीक जीनिक दवाओं के विकास के लिए जाना जाता है।

30 सितंबर, 2023 को समाप्त हुए तीन महीनों के लिए, Beam Therapeutics Inc. ने लाइसेंस और सहयोग राजस्व में US$17 मिलियन से अधिक दर्ज किया। 30 सितंबर, 2023 को समाप्त हुए नौ महीनों के लिए, कंपनी का राजस्व US$61 मिलियन से अधिक था, जो 2022 के पहले नौ महीनों में अर्जित लगभग US$41 मिलियन से उल्लेखनीय वृद्धि है।

Beam और Editas जैसी प्रसिद्ध सार्वजनिक कंपनियों के अलावा, जो कैंसर के लिए जीन‑इंजीनियर्ड समाधान परीक्षण कर रही हैं, शैक्षणिक और संस्थागत अनुसंधान भी चल रहा है। उनमें से कई भविष्य में कैंसर की समस्या को काफी हद तक ठीक करने या कम करने के लिए रोमांचक अवसर खोलने का वादा करते हैं।

यह देखने के लिए यहाँ क्लिक करें कि Beam Therapeutics अन्य प्रमुख जीन एडिटिंग खिलाड़ी CRISPR Therapeutics से कैसे तुलना करता है। (CRSP )

अग्न्याशय कैंसर के लिए प्रारंभिक पहचान विधि

संयुक्त राज्य, चीन, दक्षिण कोरिया और जापान के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक बायोमार्कर पैनल विकसित और परीक्षण किया है, जो अग्न्याशय कैंसर कोशिकाओं से निकलने वाले छोटे मात्रा में RNA जीन सामग्री को रक्त प्रवाह में पहचानने में सक्षम है। इन्हें सर्कुलरRNA या circRNA कहा जाता है।

शोधकर्ताओं ने जीनोम-व्यापी अभिव्यक्ति प्रोफाइलिंग विधियों का उपयोग करके रोगी नमूनों की व्यापक समीक्षा की, जिससे सर्कुलरRNA पर आधारित अग्न्याशय कैंसर बायोमार्कर की खोज हुई। यह शुरुआती चरण के अग्न्याशय कैंसर रोगियों के शरीर में सामान्य ऊतक नमूनों से अग्न्याशय कैंसर ट्यूमर को अलग करने में मदद करेगा। अध्ययन के अनुसार, परीक्षण ने “मजबूत निदान सटीकता” प्रदर्शित की।

“जब अग्न्याशय कैंसर को जल्दी पकड़ा जाता है, तो जीवित रहने की संभावना उन्नत चरण में निदान होने की तुलना में बहुत अधिक होती है। इसलिए, अग्न्याशय कैंसर का पता लगाने के लिए नई विधियों का विकास करने की बड़ी आवश्यकता है।”

यह विधि ऐसी नई विधि विकसित करने की सही दिशा में कदम है।

जीन-आधारित खोजें और कैंसर उपचार का भविष्य

निस्संदेह, जीन हमारे शारीरिक अस्तित्व के मूल में हैं, जो जीन अध्ययन की जटिलता और महत्व को रेखांकित करता है। जीनों के साथ काम करने के लिए उन्नत विधियों की आवश्यकता होती है। लेकिन, यदि सावधानीपूर्वक किया जाए, तो जीन इंजीनियरिंग, जीनोम सीक्वेंसिंग और अन्य जीन-आधारित थेरेपी जैसी विधियाँ हमें कैंसर के जोखिम से काफी हद तक मुक्त कर सकती हैं।

हालांकि, यह केवल इलाज के बारे में नहीं है, क्योंकि यह कई कैंसर की प्रारंभिक पहचान में भी मदद करता है। और प्रारंभिक पहचान अक्सर कैंसर को उसकी जड़ों से समाप्त करने में मदद करती है।

जीन-थेरेपी-आधारित उपचारों को दीर्घकालिक सफलता पाने के लिए, उन्हें कुछ चुनौतियों का सामना करना होगा। उन्हें नमूनों से संबंधित चुनौतियों, अगली पीढ़ी के सीक्वेंसिंग से जुड़ी विशिष्ट चुनौतियों, और एक गैर-रोगात्मक तुलना के सीक्वेंसिंग को देखना होगा। कम्प्यूटेशनल विश्लेषण और वैरिएंट व्याख्या भी बाधा बन सकती है।

हालांकि, इन सभी चुनौतियों को नवाचारी अनुसंधान और अनुसंधान संस्थानों, चिकित्सकों और ऑन्कोलॉजिस्ट, स्वास्थ्य केंद्रों और दवा निर्माताओं के बीच सहयोगी प्रयासों के साथ प्रभावी रूप से संबोधित किया जा सकता है। उपचार को गैर‑कैंसरयुक्त क्षेत्रों को प्रभावित नहीं करना चाहिए और ऐसी शारीरिक परिवर्तन नहीं लाना चाहिए जो दीर्घकाल में हानिकारक साबित हो सकते हैं, भले ही कैंसर को अल्पकाल में ठीक किया गया हो।

आने वाले दिनों में, हम देख सकते हैं कि कैंसर के लिए जीन‑आधारित थेरेपी के क्षेत्र में अधिक R&D फंड्स आएंगे, और वैश्विक फार्मास्यूटिकल उद्योग अधिक निवेश करने की उम्मीद है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि इस क्षेत्र की सीमा काफी बड़ी है, और हमें स्केलेबल और सुरक्षित समाधान चाहिए।

पाँच सर्वश्रेष्ठ जीनोम सीक्वेंसिंग कंपनियों की सूची के लिए यहाँ क्लिक करें।