कोरोना-19 महामारी रोखण्यात विज्ञान आणि वैज्ञानिकांची भूमिका (भाग २)

हा लेख सर्वप्रथम इंडिया बायोसायन्स संकेतस्थळावर प्रकाशित झालेला आहे.

जसजसे आपण देशव्यापी टाळेबंदीच्या चौथ्या टप्प्याकडे हळूहळू जात आहोत, तसतसे नवीन कोरोनाविषाणूविरुद्धच्या संरक्षणासाठी आपली धोरणे मजबूत करीत आहोत, यात रोगाचे निदान जलद आणि खात्रीशीर होण्यासाठी चाचण्या वाढविल्या आहेत, तसेच हा संसर्ग कसा रोखता येईल यासाठीही योजना आखत आहोत. मात्र यांचा परिणाम घडून येण्यासाठी याच्या जोडीने या विषाणूविरुद्ध औषधे आणि लसी यांच्यासारखे तुल्यबळ मारक उपाय करणे, तेवढेच महत्त्वाचे आहेत.

या प्राणघातक विषाणूचे निर्मूलन करायचे असेल तर “संरक्षण आणि प्रतिकार” या दोन्ही स्वरूपाचे धोरण आखणे, गरजेचे आहे. सार्स-कोवि-2 विरुद्ध लढण्यासाठी सर्वांत प्रभावी आणि यशस्वी “मारक” धोरण हे दोन बाबींवर, “रोगप्रतिबंधक” उपाय तसेच “औषधोपचार” यांसंबंधी स्पष्ट धोरण मांडणे आणि विकसित करणे, यांवर अवलंबून असेल. याआधीच्या विषाणूजन्य रोगांसंबंधी आपल्याजवळ जी शास्त्रीय माहिती आहे, तिची सांगड आधुनिक विज्ञान आणि तंत्रज्ञान यांतील प्रगतीबरोबर घातली, तर अशी धोरणे विकसित करता येतील.

या लेखाच्या पहिल्या भागात, नवीन कोरोनाविषाणूचा जीवशास्त्रीय अभ्यास हा या विषाणूचा प्रसार रोखण्याच्या पद्धती ठरविण्यासाठी आणि रुग्णांच्या नमुन्यांतील विषाणूचे निदान जलदतेने करण्यासाठी कसा मदतीचा ठरतो, याची चर्चा केली आहे. लेखाच्या या दुसऱ्या भागात, जगात यापूर्वी विषाणूंच्या संसर्गामुळे काही भागात पसरलेल्या साथींच्या अभ्यासातून कोणती माहिती मिळाली आहे आणि या माहितीचा वापर सार्स-कोवी-2 च्या संदर्भात नाविन्यपूर्ण उपचारपद्धती शोधण्याच्या संशोधनासाठी कसा केला, यावर भर दिलेला आहे.

उपचारपद्धतींकरिता धोरणे विकसित करणे 

या प्राणघातक विषाणूविरुद्ध नवीन औषधे शोधणे ही काळाची सर्वांत मोठी गरज आहे. अर्थात, हे बोलायला सोपे आणि करायला कठीण काम आहे! या विषाणूविरोधात लढा कसा द्यायचा, याचे धोरण आखताना त्याच्या कोणत्या प्रक्रियांना आपण लक्ष्य करू शकतो, यासाठी आपण त्याचे वर्तन समजून घ्यावे लागेल.

सध्या वैज्ञानिक तीन वेगवेगळ्या दृष्टीकोनातून ही समस्या हाताळत आहेत: पहिला दृष्टिकोन म्हणजे असे औषध शोधायचे की ज्यामुळे विषाणू आपल्या पेशीत शिरण्यापासून रोखला जाऊ शकतो. मात्र, यासाठी विषाणू आश्रयी पेशीत प्रवेश कसा करतो हे समजून घेणे, गरजेचे आहे. दुसरा दृष्टिकोन म्हणजे विषाणूचे आश्रयीच्या पेशीत पुनरुत्पादन कसे होते, याचा अभ्यास करून असे औषध शोधायचे ज्यामुळे त्याचे पुनरुत्पादन थांबविता येऊ शकते. शेवटचा, तिसरा दृष्टिकोन म्हणजे जी मान्यताप्राप्त औषधे सध्या बाजारात उपलब्ध आहेत, त्यांचा कोविड-19 रोगावर उपचारांसाठी वापर करता येईल का ते पाहायचे. यासंदर्भात संशोधक काम करीत असून नवीन औषधाच्या शोधासाठी लागणारा वेळ वाचू शकतो. 

धोरण १: सार्स-कोवी-2 या विषाणूला पेशीत शिरण्यापासून रोखणे

कोविड-19 चा पहिला रुग्ण आढळल्यानंतर साधारणपणे एका महिन्यातच युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्सास मधील डॉ. जेसन मॅकलॅलन यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधकांनी या विषाणूच्या पृष्ठभागावर खिळ्यांसारख्या संरचनेत आढळणाऱ्या ‘S’ प्रथिनाची सविस्तर संरचना शोधून काढली आणि या ‘S’ प्रथिनाचा वापर करून हा विषाणू आश्रयी पेशींना कसा चिकटतो, हे दाखवून दिले. तसेच हा विषाणू “कुलूप आणि किल्ली” या यंत्रणेप्रमाणे म्हणजे एखाद्या कुलूपाला जशी विशिष्ट किल्ली असते (याला इंग्रजीत ‘लॉक अँड की’ यंत्रणा म्हणतात) त्याप्रमाणे आश्रयी पेशीला जोडला जातो, आणि विषाणूच्या संसर्गाची ही पहिली पायरी असते, हेही सांगितले.

यापैकी कुलूप कोणते आणि किल्ली कोणती, हे कसे ठरवायचे? कुलूप मनुष्याच्या पेशींवर असते आणि किल्ली विषाणूपाशी असते. विषाणूच्या पृष्ठभागावरील ‘S’ प्रथिन “किल्ली” प्रमाणे कार्य करते, जे मनुष्याच्या पेशींवर असलेल्या “कुलूप”रूपी प्रथिनाला म्हणजेच एंजियोटेंसिन रूपांतरण विकर-2 (ACE) याला जोडले जाते. एंजियोटेंसिन रूपांतरण विकर-2 हे मनुष्याच्या शरीरातील अनेक पेशींवर, म्हणजे अगदी आपल्या फुप्फुसांच्या पेशींवरदेखील असते. ही जोडणी विषाणूचा आश्रयी पेशीमध्ये प्रवेश होण्यासाठी अत्यावश्यक असते. म्हणूनच विषाणूला आश्रयी पेशीबरोबर जोडण्यापासून रोखण्याचे काम जे औषध करेल, ते या रोगावर एक प्रभावी औषध ठरेल. अशाच औषधाचा रेणू तयार करण्याची एक मोठी संधी वैज्ञानिकांना खुणावत आहे.

मार्च २०२० मध्ये जर्मनीमध्ये एक आणखी संशोधन अहवाल प्रसिद्ध झाला असून त्याचे निष्कर्षसुद्धा वरीलप्रमाणे आहेत. लिबनीज इन्स्टिट्यूट फॉर प्रायमेट रिसर्च (जर्मनी) या संस्थेतील डॉ. स्टेफन पोलमॅन यांच्या नेतृत्वाखाली काम करणाऱ्या संशोधकांनी दाखवून दिले आहे की “टीएमपीआरएसएस2” (ट्रान्समेंब्रेन प्रोटीएज सीरीन2, TMPRSS2) नावाचे एक वेगळे प्रथिन विषाणूला आश्रयी पेशीत घुसण्यासाठी ‘S’ प्रथिनाबरोबर जोडले जाते. या अभ्यासातून हेही दिसले आहे की कॅमोस्टॅट मेसिलेट नावाचे संश्लेषित औषध (याला ‘रोधी’ औषध म्हणतात) “टीएमपीआरएसएस2” प्रथिनाला लक्ष्य करू शकते आणि विषाणूला आश्रयी पेशीत शिरण्यापासून रोखू शकते. अशा प्रकारच्या आक्रमक संशोधनामुळे नवीन औषधाची शक्यता निर्माण होईल, जे विषाणू आणि आश्रयी पेशी यांना एकत्र येण्यापासून रोखू शकते.

धोरण २: नवीन कोरोनाविषाणूचे आश्रयी पेशीतील पुनरुत्पादन रोखणे

विषाणूच्या पुनरुत्पादनाला लक्ष्य करण्यासाठीदेखील संशोधक मार्ग शोधत आहेत – थोडक्यात आश्रयी पेशीमध्ये विषाणूच्या पुनरुत्पादनाची प्रक्रिया कशी रोखता येईल, याकरिता ते संशोधन करीत आहेत. युनिव्हर्सिटी ऑफ लुबेक (जर्मनी) येथील वैज्ञानिक डॉ. रॉल्फ हिलजेनफेल्ड यांनी कोरोनाविषाणूतील ‘एमप्रो’ (Mpro) नावाच्या आणखी एका प्रथिनाची सविस्तर संरचना शोधून काढली असून हे प्रथिन विषाणूच्या पुनरुत्पादन प्रक्रियेत महत्त्वाची भूमिका बजावते. संशोधकांनी हेही दाखवून दिले आहे की ‘अल्फा किटोअमाईड’ नावाच्या रोधी औषधाद्वारे विषाणूचे पेशीतील पुनरुत्पादन थांबविता येऊ शकते. यातून संभाव्य उपचारांकरिता एक आशादायक धोरण ठरविता येऊ शकते.

धोरण ३: मान्यताप्राप्त असलेल्या औषधांचा वापर करणे

कोविड-19 रोगाच्या उपचारासाठी आणखी एक पर्यायी धोरण म्हणजे विविध रोग तसेच विकार यांकरिता सध्या बाजारात उपलब्ध असलेल्या मान्यताप्राप्त औषधांचा वापर करणे. एडस्‌ रोगाच्या उपचारावर वापरण्यात येणारी रिट्रोविषाणूरोधी औषधे कोविड-19 रोगाविरुद्ध परिणामकारक ठरतील का, हे याआधीच शोधले गेले आहे. मात्र, याला मर्यादित यश मिळाले आहे आणि त्यांच्या चाचण्यांचे निष्कर्ष परस्परविरोधी आहेत. अगदी अलीकडेच, विषाणूरोधी औषध ‘रेमडेसीवीर’ आणि हिवतापावरील औषध ‘क्लोरोक्विन’ या दोन्ही औषधांचा संयुक्तपणे उपयोग होतो का, याचा प्रयोगशाळेत अभ्यास करण्यात आला असून या औषधांचा सार्स-कोवि-2 विरुद्ध चांगला परिणाम दिसून आला आहे.

नुकतेच, फक्त रेमडेसीवीर औषधाचाही कोविड-19 रुग्णांवर चांगला परिणाम दिसून आला असून हे औषध अमेरिकेतील गिलियाड संस्थेद्वारे वैद्यकीय परीक्षणांसाठी वापरले जात आहे. या निष्कर्षांना आणखी वेगळ्या अभ्यासांमधून पुष्ठी मिळाली आहे. क्लोरोक्विनपासून बनविलेल्या हायड्रॉक्सिक्लोरोक्विन औषधामुळेही प्रयोगशाळेत या विषाणूची वाढ रोखता येते, हे सिद्ध झाले आहे. आणखी दोन औषधे, एझिथ्रोमायसीन आणि हायड्रोक्लोरोक्विन संयुक्तपणे कोविड-19 रुग्णांना दिली असता त्यांचा रुग्णांमध्ये सकारात्मक परिणाम दिसून आला आहे. आयएचयू-मेडीटेरनी इन्फेक्शन (मार्सेलि, फ्रान्स) या संस्थेत याचे परीक्षण करण्यात आले असून त्याचा अधिक रुग्णांवर अभ्यास करणे, गरजेचे आहे. अमेरिकेच्या अन्न आणि औषध प्रशासनाने (एफडीए) मान्यता दिलेले “इव्हरमेक्टिन” हे परजीवीरोधी औषधदेखील सार्स-कोवी-2 विरुद्ध प्रतिविषाणू म्हणून परिणामकारक असल्याचे दिसून आले आहे. आणखी एका व्यापक स्तरावरील, मोठ्या संख्येने मान्यताप्राप्त औषधांच्या तपासणीतून साधारणपणे ३० संभावित औषधे निवडण्यात आली असून ही औषधे कोरोनाविषाणूची पेशीतील वाढ रोखू शकतात, असे आढळले आहे.

पर्यायी  धोरणे

जेव्हा हा लेख मी लिहीत आहे, तेव्हा जगात ४९ लाख लोकांना कोविड-19 ची बाधा झालेली आहे आणि ३ लाखांपेक्षा अधिक कोरोनाबाधित रुग्णांचा मृत्यू झाला आहे. परंतु संशोधक नेहमीच आशेचा किरण पाहण्याचा प्रयत्न करीत असतात. सकारात्मक गोष्ट ही की जगात १९ लाखांपेक्षा अधिक लोक या रोगातून बरे झालेले आहेत. याचाच अर्थ या सर्व बऱ्या झालेल्या व्यक्तींच्या रक्तात या प्राणघातक नवीन कोरोनाविषाणूविरोधी अमूल्य अशी प्रतिद्रव्ये निर्माण झालेली आहेत. ज्या व्यक्ती कोविड-19 रोगापासून बऱ्या झालेल्या आहेत, अशा व्यक्तींच्या रक्तातील रक्तद्रव (प्लाझ्मा) वेगळा करून कोविड-19 च्या रुग्णांना दिल्यास त्यांना आयती प्रतिद्रव्ये मिळतील आणि ते बरे व्हायला मदत होईल. हासुद्धा एक उत्कृष्ठ पर्याय ठरू शकतो. 

खरं तर, काही वर्षांपूर्वी येऊन गेलेल्या सार्स आणि मेर्स या साथींच्या दरम्यान, जे रुग्ण तीव्र संसर्ग झाल्यानंतर बरे झाले होते, अशा रुग्णांच्या रक्तातून मिळवलेल्या प्रतिद्रव्यांचा (प्लाझ्मा थेरपी) यशस्वीपणे वापर केला गेला होता. कोविड-19 रोगासाठीही या पर्यायाचा विचार करता येईल का, याबाबत चर्चा चालू आहेत. अलीकडेच, फक्त नवीन कोरोनाविषाणूंना निष्क्रिय करून बनविलेल्या प्रायोगिक लसीनेदेखील (उमेदवार लस) आशादायक निष्कर्ष दाखविले आहेत.

कोविड-19 रोगाच्या उपचाराबाबत आणखी एक कल्पना पुढे आली आहे, ती म्हणजे ज्या व्यक्ती कोविड-19 ला नैसर्गिकपणे प्रतिबंध करतात, त्यांचा अभ्यास करणे. जर कोविड-19 रोगाला नैसर्गिकपणे प्रतिबंध करणाऱ्या व्यक्तींना आपण शोधून काढू शकलो, आणि त्यांच्या जनुकांची तुलना कोविड-19 रोग झालेल्या व्यक्तींच्या जनुकांशी केली तर यातून महत्त्वपूर्ण माहिती उपलब्ध होऊ शकते आणि तिचा वापर करून या विषाणूविरुद्ध नवीन व प्रभावी औषध तयार करू शकतो. काही काळ आधीच, प्राणघातक एचआयव्ही विषाणूला नैसर्गिकपणे प्रतिबंध करणाऱ्या व्यक्तींचा अभ्यास केला असून यातून त्या व्यक्तींच्या रोगप्रतिक्षम संस्थेसंबंधी मोलाचे संकेत मिळाले आहेत आणि त्यामुळे एचआयव्ही-रुग्णांवरील उपचारपद्धतीत खूप उपयोग झाला आहे.

कोविड-19च्या संशोधनात भारताचा पुढाकार

भारतानेदेखील कोविड-19 रोगासंबंधी संशोधनासाठी तत्परतेने पुढाकार घेतलेला आहे. कोविड-19 रोगाला रोखण्यासाठी एक तज्ज्ञांच्या गटाची स्थापना करण्यात आली आहे. त्याप्रमाणेच देशातील वैज्ञानिक संस्थांनी उदा., विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विभागाने तज्ज्ञांचे एक कार्य दल (टास्क फोर्स) स्थापन केले असून कोविड-19 रोगाच्या चाचण्या वेगाने करणे आणि कोविड-19 रोखण्यास मदत होईल असे संशोधन-विकासाचे प्रयत्न जोमाने पुढे नेणे, हा कार्यदलाचा उद्देश आहे. भारतातील जनतेला बाधित करणाऱ्या कोविड-19 विषाणूच्या जनुकांचा अभ्यास म्हणजेच त्यातील न्युक्लिओटाईडांचा अनुक्रम समजून घेण्यासाठी मूलभूत संशोधन करणे, ही नवीन औषध शोधण्याची पहिली पायरी आहे आणि या अनुषंगाने अनेक अप्रकाशित शोधनिबंधांतून माहिती उपलब्ध होत आहे. भारताने बाधित रुग्णांपासून मिळवलेल्या विषाणूतील ‘S’ प्रथिन तयार करणारे जनुक आणि त्यावरील न्युक्लिओटाईडचा अनुक्रम याचा अभ्यास केला आहे. या अभ्यासातून, विषाणूच्या ‘S’ प्रथिनांमधील ॲमिनो आम्लांमध्ये क्रांतिक बदल आढळून आले आहेत, ज्यामुळे विषाणूचा संसर्गाचा कदाचित परिणाम भारतीयांमध्ये होऊ शकतो. त्याचप्रमाणे, भारतीय संशोधक सार्स-कोवी-2 विरोधी संभाव्य औषधे आणि लस शोधण्यासाठीही काम करीत आहेत.

काल, आज आणि उद्या

आपण आशा सोडलेली नाही. इतिहासाने दाखवून दिले आहे की मानवजाती टिकून राहणारच आहे. तसेच आपल्याला असे वाटत आहे की या विषाणूत काहीही बदल न होता तसाच राहणार आहे. परंतु ते खरे नाही! जसतसे विषाणू अधिकाधिक लोकांमध्ये पसरेल, तसतसे मनुष्याच्या शरीरातील नवीन सूक्ष्म-परिस्थितीशी त्याचा सामना होईल आणि विषाणूमध्येही थोडेथोडे बदल होत जातील. सार्स आणि इबोला या दोन्ही विषाणूजन्य साथीच्या दरम्यान असे आढळून आले की या विषाणूंच्या वाढत्या संसर्गाबरोबर आणि प्रसाराबरोबर त्यांच्या जनुकांमध्ये उत्परिवर्तन होण्याची संख्यादेखील वाढत गेली होती.

बऱ्याचदा, या उत्परिवर्तनांचा परिणाम विषाणूंच्या रोगकारक क्षमतेवर होत नाही. बहुधा विषाणूंची संसर्ग किंवा मृत्यू घडवण्याची क्षमता कमी झाल्याने विषाणूंचा घातकपणा कमी होतो. कारण विषाणू स्वत:हून टिकू शकत नाही – त्याला टिकून राहण्यासाठी जिवंत पेशींची गरज असतेच. म्हणून विषाणू नेहमीच अशा पर्यावरणाच्या शोधात असतो, जेथे तो टिकून राहू शकतो, मग भले त्याची रोगकारकक्षमता संपली तरी बेहत्तर! खरं तर, ग्लोबल इनिशिएटीव ऑन व्हायरल डेटा शेअरिंग या संस्थेने असे दाखवून दिले आहे की सार्स-कोवी-2 विषाणूच्या जनुकांमध्ये अनेक वेळा उत्परिवर्तने घडून आलेली आहेत. उदाहरणच द्यायचे झाले तर, वुहानमधील मूळ विषाणूच्या तुलनेत केरळमध्ये आढळलेल्या विषाणूत अनेक वेळा उत्परिवर्तने घडून आलेली आहेत. काहीही असले तरी, पुढच्या काळात या उत्परिवर्तनांमुळे विषाणूच्या रोगकारक क्षमतेत काही बदल होतो का, याचा अभ्यास अजून व्हायचा आहे.

शेवटी, मला या लेखाचा शेवट काहीशा तत्त्वज्ञानाच्या अंगाने करावासा वाटतो. मानवजातीच्या इतिहासात अशा महामारीचे उद्रेक आताच्या काळातच का घडत आहेत? मानवजातीने केलेली तंत्रज्ञानातील प्रगती आणि बदलत चाललेली परिसंस्था यांचा या उद्रेकांशी काही संबंध आहे का? विविध कोरोनाविषाणूच्या जनुकांचा अभ्यास आणि विषाणूंमूळे पसरलेल्या साथींचा अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की हे विषाणू सुमारे इ.स.पू. ५००० किंवा त्याच्या आधीपासून अस्तित्वात आहेत. यांपैकी अनेक विषाणूंचा उगम प्राण्यांमध्ये, खासकरून वटवाघळांमध्ये, झाला आहे. या विषाणूंमध्ये अनेक उत्परिवर्तने झाली आहेत आणि मनुष्यांत स्थानांतर होण्याआधी त्यांनी अनेक वेळा आश्रयी बदलले आहेत. बदलते हवामान, वाढते प्रदूषण आणि आधुनिकीकरण यांच्यामुळे या विषाणूंमध्ये क्रांतिक उत्परिवर्तने घडून येत असतील का, आणि त्यामुळे त्यांचे मनुष्यात स्थानांतर होत असेल का? अशा विषाणूंपासून वटवाघळांना संसर्ग का होत नाही?

वरील प्रश्नांना वेगवेगळी अंगे आहेत आणि म्हणूनच हे गूढ उलगडायला अनेक पर्यायी मार्ग वापरावे लागतील. थोडक्यात कोविड-19 मुळे उपस्थित केलेल्या वरील समस्यांची उकल होण्यासाठी फक्त जीवविज्ञानाच्या अंगाने न पाहता साथीच्या रोगाचे विज्ञान, पर्यावरणविज्ञान, वन्यजीव आणि त्यांचे संवर्धन अशा निरनिराळ्या अंगांनी विचार करावा लागेल. अशा स्वरूपाच्या संकटावर मात करण्यासाठी या सर्व प्रश्नांची उत्तरे निर्णायक ठरू शकतात. या वैश्विक महामारीने एका महत्त्वाची गोष्ट सांगितली असेल तर ती म्हणजे भविष्यात अशा महामारीला हाताळण्यासाठी जनमाणसांत वैज्ञानिक संस्कृती आणि वैज्ञानिक दृष्टीकोन भिनवण्यासाठी आधारभूत पर्यावरण विकसित करणे, अगत्याचे आहे.

सरतेशेवटी, धोरणकर्त्यांनी वैश्विक स्तरावर शास्त्रशुद्ध पर्यावरण आणि वैज्ञानिक आचारविचार यांना चालना मिळण्यासाठी बौद्धिक तसेच आर्थिक अंगांनी प्राधान्य द्यायला हवे. कोविड-19 महामारीने एक मोठा जबरदस्त संदेश आपल्याला दिलेला आहे, तो म्हणजे अखिल मानवजाती – मग ती कुठल्याही देशाची असो, जातीची असो, धर्माची असो – या संकटाचा मुकाबला करायला समर्थ आहे. हा सूक्ष्म विषाणू मानवजातीला इतक्या सहजासहजी पराभूत करू शकणार नाही!

कौशिक विश्वास हे कोलकाताच्या बोस इन्स्टिट्यूट ऑफ मोलिक्युलर मेडिसिन विभागात सहाध्यायी प्राध्यापक आहेत.