വി.കെ. സഞ്ജു

ബയോഫോട്ടോണിക്സ് രംഗത്ത് വലിയ മാറ്റങ്ങൾക്ക് വഴിതുറക്കുന്ന സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകളെക്കുറിച്ച് മലയാളി ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ നേതൃത്വത്തിൽ നടത്തിയ പഠനവും അവലോകനവും ശ്രദ്ധേയമാകുന്നു. ക്യാൻസർ പോലുള്ള മാരക രോഗങ്ങൾ നേരത്തെ കണ്ടെത്താനും ഫലപ്രദമായി ചികിത്സിക്കാനും സഹായിക്കുന്ന മോളിക്യുലാർ സെൻസിങ്, ബയോഇമേജിങ്, തെറനോസ്റ്റിക്സ് എന്നീ മേഖലകളിൽ ഈ ഡൈകൾക്ക് വലിയ സാധ്യതകളുണ്ടെന്ന് പഠനം വ്യക്തമാക്കുന്നു.

ഇൻഫ്രാറെഡിനു സമീപമുള്ള പ്രകാശത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യാനും പുറത്തുവിടാനുമുള്ള (Fluorescence) സവിശേഷമായ കഴിവുള്ള ഓർഗാനിക് ഡൈകളാണ് സ്ക്വാറൈനുകൾ. ഇവ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന നിയർ ഇൻഫ്രാറെഡ് രശ്മികൾ ശരീരത്തിലെ കോശങ്ങൾക്കുള്ളിലേക്ക് ആഴത്തിൽ ഇറങ്ങിച്ചെല്ലുകയും, ഉള്ളിലെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ കൂടുതൽ വ്യക്തമായി നിരീക്ഷിക്കാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

വർഷങ്ങളായി ഈ ശാസ്ത്രശാഖയിൽ ഗവേഷണം നടത്തുന്ന ചെന്നൈ എസ്ആർഎം ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഒഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജിയിൽ എസ്എസ്ബി ചെയർ പ്രൊഫസറായ ഡോ. എ. അജയഘോഷ്, റിസർച്ച് അസിസ്റ്റന്‍റ് പ്രൊഫസർ ഡോ. എസ്. ശ്രീജിത്ത് എന്നിവരുടെ നേതൃത്വത്തിലാണ് ഈ അവലോകനം നടത്തിയത്. റിസർച്ച് അസിസ്റ്റന്‍റ് പ്രൊഫസർ ഡോ. ബി. വേദനാരായണൻ, ഗവേഷക വിദ്യാർഥി സി. സഞ്ജയ് എന്നിവരും ഇതിന്‍റെ ഭാഗമായിരുന്നു.

മലയാളികളായ ഈ നാലു പേരും ഇന്ത്യയിൽ തന്നെ ഈ ഗവേഷണ മേഖലയിൽ പഠനം നടത്തുന്ന അപൂർവം ശാസ്ത്രജ്ഞരിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

പ്രശസ്തമായ റോയൽ സൊസൈറ്റി ഒഫ് കെമിസ്ട്രി (ലണ്ടൻ) ജേണലായ കെമിക്കൽ സൊസൈറ്റി റിവ്യൂ (ഇംപാക്റ്റ് ഫാക്റ്റർ 39.3) ആണ് ഈ ഗവേഷണ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്.

പ്രധാന കണ്ടെത്തലുകൾ

• രോഗനിർണയം: രക്തത്തിലെ പ്രോട്ടീനുകൾ, എൻസൈമുകൾ, ഡിഎൻഎ തുടങ്ങിയവയിലെ മാറ്റങ്ങൾ അതീവ കൃത്യതയോടെ കണ്ടെത്താൻ സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകൾക്ക് സാധിക്കും.

• ബയോഇമേജിങ്: നിലവിലുള്ള പരിശോധനാ രീതികളെക്കാൾ വ്യക്തതയോടെ കോശങ്ങളുടെയും ടിഷ്യൂകളുടെയും ചിത്രങ്ങൾ പകർത്താൻ സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ സാധിക്കും. ഇത് ശസ്ത്രക്രിയക്കിടയിൽ ട്യൂമറുകൾ കൃത്യമായി എങ്ങനെ തിരിച്ചറിയാൻ സഹായിക്കുമെന്നും, അത് രോഗനിർണയത്തിനും ചികിത്സയ്ക്കും എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാമെന്നും വിശദീകരിക്കുന്നു.

• ക്യാൻസർ ചികിത്സ: പ്രകാശത്തിന്‍റെ സഹായത്തോടെ ക്യാൻസർ കോശങ്ങളെ നശിപ്പിക്കുന്ന ഫോട്ടോ ഡൈനാമിക് തെറാപ്പി, ഫോട്ടോ തെർമൽ തെറാപ്പി എന്നിവയിൽ ഈ ഡൈകൾ വലിയ മുന്നേറ്റമുണ്ടാക്കും.

• ഔഷധ പ്രയോഗം: രോഗബാധിതമായ കോശങ്ങളിലേക്ക് മാത്രം മരുന്നുകൾ എത്തിക്കാനുള്ള (Targeted Drug Delivery) സാങ്കേതിക വിദ്യയിലും സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകൾ ഫലപ്രദമാണെന്ന് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി.

നിയർ ഇൻഫ്രാറെഡ് വിൻഡോ

നമ്മുടെ ചർമത്തിനും കോശങ്ങൾക്കും ദൃശ്യപ്രകാശത്തെ (Visible Light) വലിയ തോതിൽ ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവുണ്ട്. അതിനാൽ സാധാരണ പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് ശരീരത്തിനുള്ളിലെ ദൃശ്യങ്ങൾ പകർത്താൻ പ്രയാസമാണ്.

എന്നാൽ, സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകൾ എൻഐആർ (700 മുതൽ 900 നാനോമീറ്റർ വരെ) മേഖലയിലാണ് പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നത്. ഈ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശത്തിന് കോശങ്ങൾക്കിടയിലൂടെ തടസമില്ലാതെ സഞ്ചരിക്കാൻ സാധിക്കും. ഇത് ഡോക്റ്റർമാർക്ക് ശരീരത്തിനുള്ളിലെ അവയവങ്ങളെയും ട്യൂമറുകളെയും വളരെ വ്യക്തമായി കാണാൻ സഹായിക്കുന്നു.

രോഗനിർണയത്തിലെ കൃത്യത

സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകൾ ഒരു സെൻസർ പോലെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. പ്രത്യേക തരം എൻസൈമുകളോ പ്രോട്ടീനുകളോ ശരീരത്തിൽ കാണപ്പെടുമ്പോൾ ഈ ഡൈകളുടെ നിറത്തിലോ പ്രകാശ വികിരണത്തിലോ മാറ്റമുണ്ടാകുന്നു.

ഉദാഹരണത്തിന് രക്തത്തിലെ അൽബുമിൻ പോലുള്ള പ്രോട്ടീനുകളെയും കൈമോട്രിപ്സിൻ പോലുള്ള എൻസൈമുകളെയും തിരിച്ചറിയാൻ ഇവയ്ക്ക് സാധിക്കും. ഇത് ക്യാൻസർ ഉൾപ്പെടെയുള്ള രോഗങ്ങളുടെ പ്രാരംഭ ലക്ഷണങ്ങൾ കണ്ടെത്താൻ നിർണായകമാണ്.

ഫോട്ടോ ഡൈനാമിക് തെറാപ്പി

ക്യാൻസർ ചികിത്സയിലെ ഏറ്റവും ആധുനികമായ ഒരു രീതിയാണിത്. സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകൾ ക്യാൻസർ കോശങ്ങളിൽ എത്തുമ്പോൾ അവയ്ക്ക് പുറമേ നിന്ന് ലേസർ പ്രകാശം നൽകുന്നു.

ഈ സമയത്ത് ഡൈകൾ കോശങ്ങൾക്കുള്ളിലെ ഓക്സിജനെ വിഘടിപ്പിക്കുന്നു. ഇത് ക്യാൻസർ കോശങ്ങളെ മാത്രം നശിപ്പിക്കുകയും ആരോഗ്യമുള്ള മറ്റു കോശങ്ങളെ സംരക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കീമോതെറാപ്പിയുടെ പാർശ്വഫലങ്ങൾ കുറയ്ക്കാൻ ഈ രീതി സഹായിക്കും.

രോഗനിർണയവും ചികിത്സയും ഒരുമിച്ച്

രോഗനിർണയവും ചികിത്സയും ഒരുമിച്ച് ചേർക്കുന്ന സാങ്കേതിക വിദ്യയാണ് തെറ‌നോസ്റ്റിക്സ്. സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകൾ ഉപയോഗിച്ച് ട്യൂമറുകൾ എവിടെയാണെന്ന് കണ്ടെത്താനും അതോടൊപ്പം തന്നെ അവയെ നശിപ്പിക്കാനുള്ള മരുന്നുകൾ കൃത്യമായ സ്ഥലത്ത് എത്തിക്കാനും സാധിക്കും.

ഇതിനെ മൾട്ടി മോഡൽ സമീപനം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഭാവിയിലെ നൂതനമായ ചികിത്സാരീതികൾ ഈ മൾട്ടിമോഡൽ രീതി അവലംബിച്ചായിരിക്കുമെന്ന് ഗവേഷകർ ഉറപ്പിച്ചു പറയുന്നു.

തടസങ്ങൾ മറികടക്കൽ

സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകൾക്ക് സാധാരണയായി വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കാനുള്ള കഴിവ് കുറവാണ്. ഇത് മനുഷ്യശരീരത്തിൽ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് വലിയൊരു തടസമായിരുന്നു.

എന്നാൽ, പുതിയ പഠനത്തിൽ, ഈ ഡൈകളെ വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള മാർഗങ്ങളെക്കുറിച്ച് വിവരിക്കുന്നുണ്ട്. നാനോ പാർട്ടിക്കിൾ രൂപത്തിൽ ഇവയെ മാറ്റുന്നതിലൂടെ കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായി ഉപയോഗിക്കാൻ സാധിക്കും.

ഫ്ലൂറസെൻസ് ഗൈഡഡ് സർജറി

ശസ്ത്രക്രിയക്കിടയിൽ ട്യൂമർ ഭാഗം കൃത്യമായി വേർതിരിച്ച് കാണാൻ ഈ ഡൈകൾ സഹായിക്കും. ഇത് ട്യൂമർ കോശങ്ങൾ ശരീരത്തിൽ അവശേഷിക്കാനുള്ള സാധ്യത കുറയ്ക്കുകയും ശസ്ത്രക്രിയ കൂടുതൽ വിജയകരമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

വർഷങ്ങളായി സ്ക്വാറൈൻ ഡൈകൾ സാധാരണ ഫ്ളൂറസന്‍റ് തന്മാത്രകളിൽ നിന്ന് മൾട്ടിഫങ്ഷണൽ പ്ലാറ്റ്ഫോമുകളിലേക്കു പരിണമിച്ച്, രോഗനിർണയത്തിലും ചികിത്സയിലും പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നുണ്ട്. അതിനാൽ, സ്ക്വാറൈൻ രസതന്ത്രത്തിലെ വളർച്ച അടുത്ത തലമുറയിലെ ബയോഫോട്ടോണിക് മെറ്റീരിയലുകളെയും സാങ്കേതികവിദ്യകളെയും രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിൽ ശ്രദ്ധിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അത് രോഗ നിരീക്ഷണം, വ്യക്തിഗതമാക്കിയ ചികിത്സാരീതികൾ എന്നിവയിൽ മുന്നേറ്റങ്ങൾക്ക് വഴിതെളിക്കുമെന്ന് ഗവേഷകർ ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു.

ഭാവിയിൽ ചെലവ് കുറഞ്ഞതും പാർശ്വഫലങ്ങൾ ഇല്ലാത്തതുമായ ക്യാൻസർ ചികിത്സാ രീതികൾ വികസിപ്പിക്കാനും ഈ കണ്ടെത്തലുകളും അവലോകനവും സഹായിക്കുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത്.