क्रिस्पर तंत्रज्ञान: कोविड-19 विरुद्ध जनुकीय आघात

क्रिस्पर हे जीनोम संपादन करण्याचे एक साधे पण उपयुक्त तंत्रज्ञान असून या दशकातील एक ‘क्रांतिकारी शोध’ म्हणून त्याचे अग्रक्रमाने नाव घेतले जाते. CRISPR तंत्राचे पूर्ण इंग्रजी नाव Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats असे आहे. याद्वारे संशोधकांना डीएनए अनुक्रमात बदल करता येतात आणि जनुकांची कार्ये सुधारता येतात. याचे अनेक उपयोग जसे जनुकीय विकार दुरुस्त करणे, रोगप्रसार रोखणे आणि उपचार करणे, पीकांमध्ये सुधारणा करणे, आहेत. सार्स-कोवी-2 विरुद्ध (नवीन कोरोनाविषाणू) उपचाराकरिता एक पर्याय म्हणून हे तंत्रज्ञान उपयोगी ठरेल का, याचा आता शोध घेतला जात आहे.

क्रिस्पर तंत्रज्ञानाचे नावीन्य त्याच्या क्षमतेत असून त्याद्वारे जीनोममधील उत्परिवर्तने अचूकपणे शोधता येतात, ती उत्परिवर्तने नष्ट तसेच दुरुस्त करता येतात. थोडक्यात एखादे पुस्तक छापण्याआधी संपादनासाठी तंत्रज्ञान वापरतात, त्यासारखेच क्रिस्पर असून इतर कोणतेही तंत्रज्ञान त्याची बरोबरी करू शकत नाही. अर्बुद पेशींमधील जी जनुके रासायनिक उपचारांना रोध करतात (केमोथेरपी-रोधी) त्यांना ओळखून त्यांचे संपादन करण्यापासून ते ज्या जनुकांमुळे दात्रपेशी पांडुरोग (सिकल सेल ॲनेमिया) उद्भवतो त्यांची दुरुस्ती करण्यापर्यंत, वैद्यकीय क्षेत्रातील विविध उपचारांसाठी क्रिस्पर उपयुक्त ठरले आहे.

एका नवीन अभ्यासात, स्टॅनफोर्ड युनिव्हर्सिटीतील संशोधकांनी नवीन कोरोनाविषाणूच्या उपचारांकरिता क्रिस्पर आधारित पॅक-मॅन (PAC-MAN) नावाचे धोरण सुचविले असून त्याद्वारे मनुष्याच्या फुफ्फुसांच्या पृष्ठभागावरील पेशींमधील नवीन कोरोनाविषाणूचे संभाव्य कार्य रोखता येऊ शकते. पॅक-मॅन या संज्ञेचे इंग्लिश नाव Prophylactic Antiviral CRISPR in huMAN cells असे आहे. यात संशोधकांनी कोरोनाविषाणू-रोधी म्हणून कॅस13 (Cas13) नावाचे विकर वापरले असून ते मनुष्याच्या पेशीत घुसलेल्या विषाणूच्या जनुकातील ‘विशिष्ट’ भागाला लक्ष्य करते, त्या भागाचे तुकडे करते आणि विषाणूला नष्ट करते.

नवीन कोरोनाविषाणू आपले जनुक रुग्णाच्या पेशीत घुसवितो आणि अनेक प्रती तयार करतो. परंतु संशोधकांनी पॅक-मॅन तंत्राचा वापर करून या विषाणूची क्रियाशीलता कमी केली आहे आणि प्रयोगशाळेत वृद्धी माध्यमात वाढविलेल्या मनुष्याच्या फुफ्फुसाच्या पेशींमध्ये विषाणूच्या प्रती बनण्याची प्रक्रिया रोखण्यात यश मिळवले आहे. पॅक-मॅन या व्हिडीओ खेळाप्रमाणेच, पॅक-मॅन तंत्राने विषाणूंच्या जीनोमचे प्रमाण कमी झाले, परंतु त्याचबरोबर जनुकांद्वारे होणाऱ्या ‘विशिष्ट’ प्रथिनांची निर्मितीदेखील रोखल्याचे आढळून आले आहे. ही विशिष्ट प्रथिने विषाणूच्या पुनरुत्पादन प्रक्रियेत उत्प्रेरक म्हणून तसेच विषाणूच्या प्रती बनताना त्यांचे रक्षण करीत असतात.

‘सेल’ नावाच्या जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासानुसार, पारंपरिक उपचार पद्धती आणि लसींचा वापर यांपेक्षा क्रिस्पर धोरण जास्त फायदेशीर ठरू शकते. 

सर्व लसी, यात डीएनए आणि आरएनए यांवर आधारित तुलनेने नवीन लसींचा समावेश होत असला तरी, विषाणूच्या पृष्ठभागावरील S-प्रथिनाला दुबळे करून आपल्या रोगप्रतिक्षम संस्थेला (सामान्य भाषेत तिला ‘रोगप्रतिकारशक्ती’ असेही म्हणतात) बळकट करू शकतात. मात्र, S-प्रथिनांची निर्मिती करणाऱ्या विषाणूच्या जनुकांमध्ये उत्परिवर्तन घडून येऊ शकते आणि आश्रयीच्या प्रतिकारापासून सुटका होण्यासाठी कालांतराने विषाणू उत्क्रांत होऊ शकतात.

एका नवीन अभ्यासात क्रिस्पर-आधारित धोरण काय असेल याची रूपरेषा दिलेली आहे. दुसऱ्या बाजूला कोरोनाविषाणूंच्या कुलातील सर्व विषाणूंप्रमाणे सार्स-कोवी-2 च्या जीनोमच्या ज्या भागाला लक्ष्य करावयाचे आहे, त्यात बदल होत नाहीत आणि उत्परिवर्तनाला रोध होत आहे. त्यामुळे इतर कोरोनाविषाणूंपासून धोका टाळण्यासाठीही वर सुचवलेले धोरण उपयुक्त ठरू शकते.

या अभ्यासातून एक चेतावणी दिलेली आहे ती आपण लक्षात घ्यायला हवी. संशोधकांनी पॅक-मॅन ची चाचणी सार्स-कोवी-2 च्या सक्रिय वाणावर करण्याऐवजी प्रयोगशाळेत बनविलेल्या विषाणूच्या तुकड्यांवर, तसेच इन्फ्लुएन्झा विषाणूच्या सक्रिय वाणावर केलेली आहे. आताच्या घडीला, हा एक प्रयोग म्हणून यशस्वी ठरला असला, तरी या अभ्यासाच्या पुढच्या पायरीवर ही चाचणी सार्स-कोवी-2 च्या सक्रिय वाणावर करण्यासाठी मंजुरी मिळावी, म्हणून संशोधक प्रतीक्षा करीत आहेत. 

आतापर्यंत मोजक्याच क्रिस्पर-आधारित उपचार पद्धतींना मनुष्यावर चाचण्या करण्याच्या टप्प्यापर्यंत पोहोचण्यासाठी एफडीएने मंजूरी दिलेली आहे. सध्याच्या महामारीशी लढण्यासाठी पॅक-मॅन उपयुक्त ठरेल असे वाटते, परंतु त्याच्या मंजुरीसाठी दीर्घ कालावधी लागू शकतो.

वंशिका सिंह या न्यूरोसायन्स विषयामध्ये संशोधन करीत असून आपल्या मुक्त वैज्ञानिक लेखांमधून अधिकाधिक वाचकांपर्यंत विज्ञानाचा प्रसार करण्याची कला त्यांनी साधली आहे.