કલ્પના કરો કે દર વખતના પ્રયાસ પછી તાળું પોતાનું પાસવર્ડ બદલાવે છે, એવી પરિસ્થિતિ કેન્સરના સંદર્ભમાં સામે આવે છે. આ જીવલેણ રોગ વિવિધ સારવાર પદ્ધતિઓ, વિકિરણ, કેમોથેરાપી અને ટાર્ગેટેડ ડ્રગ્સ સામે પોતાને ઢાળી શકે છે. કેન્સરની કોષોની આ અદભુત ક્ષમતા તેમને વિવિધ પ્રકારની થેરાપી સામે રેઝિસ્ટન્ટ બનાવી શકે છે, જે અત્યંત ઘાતક કેન્સરના કેસોમાં વધુ નુકસાન કરે છે.

ગ્લિઓબ્લાસ્ટોમા મલ્ટિફોર્મ (GBM) એ અત્યંત આક્રમક મગજના કેન્સરનું ઉદાહરણ છે, જે સારવાર સામે પોતાની પ્રતિરક્ષા માટે કૂખ્યાત છે. આઈઆઈટી ગાંધીનગરના Cancer Chemical Biology Labના સંશોધકોએ એક એવી એન્જાઇમ TLK1 (Tousled-like Kinase 1) ઉપર કામ કર્યું છે, જે નુકસાન પામેલા ડીએનએની મરામત કરે છે અને કેન્સરના વિવિધ પ્રકારમાં ટાર્ગેટ બની શકે છે.

TLK1 એ એક મહત્વપૂર્ણ મોલેક્યુલર ઘટક છે, જે કેન્સરની સારવાર અથવા કાર્સિનોજનથી થયેલા ડીએનએના નુકસાનની મરામતમાં સહાયક છે, જેના કારણે ટ્યુમર કોષો જીવંત રહે છે. આ કારણે TLK1 ડીએનએ-નુકસાનકારક થેરાપીની અસર વધારવા માટે એક શક્ય ટાર્ગેટ તરીકે સામે આવ્યું છે. સંશોધન દર્શાવે છે કે TLK1 કેન્સરના કોષોમાં સામાન્ય કરતાં વધુ સક્રિય હોય છે અને એન્ટી કેન્સર થેરાપીથી થયેલા ડીએનએ નુકસાનને ઝડપથી સુધારી શકે છે, જે બીમાર કોષોને વધુ લાંબો સમય જીવંત રહેવા દે છે. અગાઉના અભ્યાસોએ પણ આ પ્રોટીનને પ્રોસ્ટેટ અને બ્રેસ્ટ કેન્સરમાં અસરકારક ટાર્ગેટ તરીકે માન્યતા આપી છે, જેમાં LSU Health Shreveport-USA સાથેના સહયોગનો સમાવેશ થાય છે.

“GBM માટેની પરંપરાગત કેમોથેરાપીમાં ટેમોઝોલોમાઈડ (TMZ) ઉપયોગ થાય છે જે કેન્સર કોષોના ડીએનએને નુકસાન કરે છે,” એમ જણાવ્યું ડો. ભાનુ પ્રિયા (Cancer Chemical Biology Labના PhD ગ્રેજ્યુએટ અને આ અભ્યાસના પ્રથમ લેખિકા) એ. દુર્ભાગ્યવશ, સમય જતાં કેટલીક ગ્લિઓબ્લાસ્ટોમા કોષો એ નુકસાનથી બચવાની રીતો શોધી કાઢે છે. આવાં “રેઝિસ્ટન્ટ” કોષો જીવી જાય છે, ફરીથી વધે છે અને અંતે ડ્રગ અપ્રભાવી બને છે.

“Temozolomide સામેની રેઝિસ્ટન્સ એ GBM થેરાપી માટે સૌથી મોટી પડકાર છે,” એમ રાસાયણશાસ્ત્ર વિભાગના પ્રોફેસર છે અને કેન્સર કેમિકલ બાયોલોજી લેબના મુખ્ય સંશોધક ડો. સિવપ્રિયા કિરુબાકરણે કહ્યું. “જેમજ રેઝિસ્ટન્સ વિકસે છે તેમ વિકલ્પો પણ ઘટી જાય છે.”

“આ પડકારને પાર કરવા માટે અમે આ પ્રતિરોધકતાની પાછળના મેકેનિઝમ સમજવાનો પ્રયાસ કર્યો,” એમ ઉમેર્યું ડો. પ્રિયાએ, જે હાલમાં અમદાવાદ સ્થિત Topia Life Sciences (ફાર્માસ્યુટિકલ કંપની)માં Business Development Specialist તરીકે કાર્યરત છે. તેમની શોધ Scientific Reportsમાં પ્રકાશિત થઈ છે, જેમાં જણાયું કે પોતે વિકસાવેલું નાના કદનું મોલેક્યુલ J54, રેઝિસ્ટન્ટ ટ્યુમર કોષોને ફરીથી થેરાપી માટે સંવેદનશીલ બનાવી શકે છે.

આ મેકેનિઝમને સમજવા માટે, IITGN ટીમે છ મહિના સુધી TMZના વધતા ડોઝ આપીને રેઝિસ્ટન્ટ કેન્સર કોષો તૈયાર કર્યા. લાંબા સમય સુધી દવાની અસરમાં રહેતાં મોટાભાગના કોષો નાશ પામે છે, પરંતુ કેટલાક બચી જાય છે અને પોતાને બચાવવા માટે નવા રસ્તા વિકસાવે છે. પરિણામે, તેઓ ફરીથી TMZ સામે ટકી જાય છે અને તેમના આકાર, વર્તન અને મોલેક્યુલર પ્રવૃત્તિમાં પણ ફેરફાર દેખાય છે.

મોલેક્યુલર વિશ્લેષણમાં TLK1નું સ્તર ઊંચું હોવાનું જાણવા મળ્યું. “અમને આશંકા હતી કે આ DNA રિપેર પ્રોટીન TMZથી થયેલા નુકસાનને સુધારીને કેન્સર કોષોને જીવવા દે છે,” એમ ડો. કિરુબાકરણે કહ્યું. તેમણે J54 (Labના પૂર્વ PhD વિદ્યાર્થીઓ દ્વારા વિકસાવાયેલ TLK1 અવરોધક) સાથે રેઝિસ્ટન્ટ કોષોની ટ્રીટમેન્ટ કર્રી. J54 આપતા, ડીએનએ રિપેર મેકેનિઝમ નિષ્ફળ થયું, કોષોના જિનોમમાં નુકસાન વધ્યું અને કોષમૃત્યુ શરૂ થઈ. TMZની અસરથી બચી ગયેલા કોષો ફરીથી સંવેદનશીલ બન્યા અને તેમના ઘાતક સ્વરૂપમાં વિખેરાવવાની ક્ષમતા ઘટી ગઈ, જે GBMની અણિયંત્રિત અને જીવલેણ વિસરણ માટે અગત્યનું લક્ષણ છે

J54 દ્વારા પ્રોટીન પર થતો શક્તિશાળી અવરોધક અસર તેનો રાસાયણિક બંધારણ આધારિત છે. J54ને ડિઝાઇન કરતી વખતે તેને એવી રાસાયણિક શ્રેણી (ફિનોથાયઝિન્સ) પરથી તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું જેનો ઉપયોગ મનોવિકૃતિ (psychosis)ના ઈલાજમાં સાબિત થયો છે. એટલેથી, J54 સફળતાપૂર્વક બ્લડ-બ્રેઈન બેરિયર પાર કરી શકે છે – એ અવરોધક કવચ જેને કારણે ઘણી દવાઓ મગજ સુધી પહોંચી શકતી નથી. હકીકતમાં, આ અવરોધક પાર કરવું માત્ર પ્રથમ પગલું છે. એક ઉપચારક અણુ ત્યારે જ ખરેખર અસરકારક સાબિત થાય છે જ્યારે તે કેન્સરના જીવંત રહેવા માટે જવાબદાર જટિલ અણુયંત્રમાં પણ પ્રવેશ કરે.

કેન્સરના માર્ગોની જટિલતા પર વધુ પ્રકાશ પાડતાં ડૉ. પ્રિયાએ જણાવ્યું: “કેન્સર સાથે જોડાયેલા મોલેક્યુલર ઘટકો સાથે મળીને કાર્ય કરે છે. તેથી, ઘણીવાર જરૂરી બને છે કે ઉપચારાત્મક રણનીતિ સફળ થાય, તે માટે કોઈ મહત્વપૂર્ણ એન્જાઇમના નીચેના સહભાગીઓને પણ લક્ષ્ય બનાવવામાં આવે.” આ અનુસંધાને, ટીમે એવી શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો કર્યા જેમાં જણાયું કે J54 એ TLK1 અને તેના ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રોટીન સહભાગીઓની પ્રવૃત્તિમાં ખલેલ પહોંચાડે છે. પરિણામે, કેન્સર કોષની આખી ડીએનએ મરામત પ્રણાલી ખોરવાઈ જાય છે અને ડીએનએ નુકસાન તેમજ કોષમૃત્યુની પ્રક્રિયા ઝડપી બને છે.

“હાલના અમારા પ્રયોગોમાં J54એ મોટી આશા જણાવી હોવા છતાં, તેની સલામતા અને અસરકારકતા સાબિત કરવા માટે અણુસ્તરે અને કોષ સ્તરે વધુ સંશોધન આવશ્યક છે,” એમ ડૉ. પ્રિયાએ જણાવ્યું. તેમણે વધુમાં ઉમેર્યું કે, “અમે J54ના પ્રીક્લિનિકલ અભ્યાસો પ્રાણી મોડેલ્સ પર કરવાની યોજના બનાવી રહ્યા છીએ અને કોમ્બિનેશન થેરાપીમાં તેના સંભવિત ઉપયોગનું મૂલ્યાંકન કરવા માંગીએ છીએ.” આ અભ્યાસો દ્વારા એ નિશ્ચિત થઈ શકે છે કે TLK1ને અવરોધવાથી ગ્લિઓબ્લાસ્ટોમા (GBM)ની સારવાર પ્રત્યેની પ્રતિરોધકતા દૂર કરી શકાય છે કે નહિ – અને તેવા દર્દીઓ માટે નવી આશા બની શકે છે, જેઓ હવે પરંપરાગત સારવારનો પ્રતિસાદ આપતા નથી.

જો આ અભ્યાસ સફળ નિવડે, તો તેનો ફાયદો માત્ર ગ્લિઓબ્લાસ્ટોમા પૂરતો જ સીમિત નહીં રહે. સ્તનથી લઈને પ્રોસ્ટેટ સુધીના કેન્સરના પ્રકારો પણ સારવારથી બચવા માટે સમાન પ્રકારના રિપેર મેકેનિઝમનો ઉપયોગ કરે છે. TLK1ને લક્ષ્ય બનાવીને સંશોધકોએ અનેક આક્રમક ટ્યુમરોમાં જોવા મળતી એક સામાન્ય નબળાઈ પર પ્રહાર કરવાની શક્યતા ઊભી કરી છે. “નવાં અને વધુ શક્તિશાળી ડ્રગ્સ શોધવાને બદલે, જો આપણે કેન્સરના જીવતંત્રને ખોરવી શકીએ તો રોગ સામે આગળ વધી શકીએ,” એમ ડૉ. કિરુબાકરણે ઉલ્લેખ કર્યો, અને દર્દીઓ માટે વધુ અસરકારક સારવાર પરિણામો ઉભા કરવાની જરૂરિયાત પર ભાર મૂક્યો.