वैलियम और ज़ैनैक्स जैसे बेंज़ोडायजेपाइन को अक्सर चिंता, अनिद्रा और बरामदगी के इलाज के लिए निर्धारित किया जाता है। जबकि ये दवाएं अल्पकालिक उपचार के रूप में प्रभावी हो सकती हैं, शोधकर्ता विस्तारित उपयोग के बाद बेंज़ोडायजेपाइन के प्रभाव को बेहतर ढंग से समझने की कोशिश कर रहे हैं। कुछ विशेषज्ञों का मानना है कि दवा का दीर्घकालिक उपयोग हमारे शरीर में सूजन के स्तर को प्रभावित कर सकता है, क्योंकि पिछले शोध से पता चला है कि बेंज़ोडायजेपाइन फेफड़ों की सूजन और भड़काऊ आंत्र रोग जैसे भड़काऊ स्थितियों के विकास या बिगड़ने के जोखिम को बढ़ा सकते हैं। वर्षों से, विशेषज्ञों ने कोशिश की है – बहुत सफलता के बिना – आणविक तंत्रों को बेहतर ढंग से समझने के लिए जो इन दुष्प्रभावों को चला सकते हैं।
अब, वर्जीनिया कॉमनवेल्थ यूनिवर्सिटी और कोलंबिया विश्वविद्यालय के नेतृत्व में एक शोध टीम ने बेंज़ोडायजेपाइन से संबंधित सूजन में शामिल होने के लिए संदिग्ध एक प्रोटीन में उपन्यास अंतर्दृष्टि प्राप्त की है। उनके निष्कर्ष, 27 मार्च को प्रकाशित हुए नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाहीबेंज़ोडायजेपाइन दवा डिजाइन में सुधार करने के लिए रणनीतियों को सूचित कर सकता है और साथ ही कुछ कैंसर, गठिया, अल्जाइमर रोग और मल्टीपल स्केलेरोसिस सहित सूजन से संबंधित स्थितियों के इलाज के लिए नए अवसरों को खोल सकता है।
VCU स्कूल ऑफ फार्मेसी विभाग के औषधीय रसायन विज्ञान के एक एसोसिएट प्रोफेसर Youzhong गुओ ने कहा, “संरचना को निर्धारित करने और इस रहस्यमय झिल्ली प्रोटीन परिवार के कार्य को स्पष्ट करने के लिए कई प्रयास किए गए हैं।” “अब, दशकों के शोध के बाद, हमारे पास आखिरकार आशाजनक साक्ष्य हैं जो इस प्रोटीन के आसपास के कुछ रहस्यों को हल करते हैं और बेंज़ोडायजेपाइन ड्रग डिजाइन को आगे बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण हो सकते हैं।”
GABA के साथ बंधन करके बेंज़ोडायजेपाइन्स उनके चिकित्सीय प्रभाव का उत्पादन करते हैंए मस्तिष्क में रिसेप्टर्स; हालांकि, दवा में मानव माइटोकॉन्ड्रियल ट्रिप्टोफैन-समृद्ध संवेदी प्रोटीन के लिए समान रूप से मजबूत आत्मीयता है (एचTSPO1), कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया के बाहरी झिल्ली पर स्थित है। इस प्रकार का प्रोटीन कई न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों से जुड़ा हुआ है, जिसमें अल्जाइमर भी शामिल है, और शोधकर्ताओं को संदेह है कि एचTSPO1 बेंज़ोडायजेपाइन दवाओं के कुछ दुष्प्रभावों में शामिल हो सकता है।
हालांकि, इस प्रोटीन परिवार की संरचना और कार्य दोनों पर वैज्ञानिक समुदाय के भीतर बहस की गई है, जो बीमारी में इसकी भूमिका को समझने और प्रभावी चिकित्सीय विकसित करने के प्रयासों को बाधित करती है। कई वैज्ञानिकों ने ऐसा किया है एचTSPO1 का संभावित कार्य स्टेरॉयड हार्मोन के विकास को विनियमित करने के लिए झिल्ली में कोलेस्ट्रॉल का परिवहन कर रहा है। लेकिन गुओ और वेन हेंड्रिकसन, पीएचडी, कोलंबिया के वागेलोस कॉलेज ऑफ फिजिशियन और सर्जन और नए अध्ययन के सह-लेखक में बायोकेमिस्ट्री और आणविक बायोफिज़िक्स विभाग में एक प्रोफेसर, का मानना था कि एचTSPO1 में एक अलग कार्य होने की अधिक संभावना है।
“ट्रिप्टोफैन-समृद्ध संवेदी प्रोटीन जैसे एचTSPO1 जीवन के सभी रूपों में, बैक्टीरिया और पौधों से लेकर जानवरों और मनुष्यों तक पाए जाते हैं, “गुओ ने कहा, जो ड्रग डिस्कवरी के लिए वीसीयू सेंटर में अनुसंधान संकाय में भी कार्य करता है।” हम जानते हैं कि इस प्रकार के प्रोटीन बैक्टीरिया में एंजाइम के रूप में कार्य करते हैं, और जब आप विकासवादी सिद्धांत पर विचार करते हैं, तो एक ही प्रकार का प्रोटीन मानव में एक एंजाइम होने की संभावना है। “
इस क्षेत्र में गुओ की रुचि तब शुरू हुई जब वह कोलंबिया में पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता थे, जहां हेंड्रिकसन उनके सलाहकार थे। दोनों इस प्रोटीन की संरचना और कार्य के पीछे के रहस्यों को हल करने की कोशिश करने के लिए एक साथ काम कर रहे हैं।
एचTSPO1 की संरचना झिल्ली प्रोटीन का विश्लेषण करने के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीकों के कारण इतने लंबे समय तक अनसुलझे बनी हुई है। माइटोकॉन्ड्रिया जैसे कोशिकाओं और ऑर्गेनेल की झिल्ली एक लिपिड बिलीयर से बनी होती है, जिसमें प्रोटीन या तो संरचना के भीतर या एम्बेडेड होते हैं। शोधकर्ता इन प्रोटीनों को निकालने और स्थिर करने के लिए डिटर्जेंट का उपयोग करते हैं। हालांकि, प्रक्रिया प्रोटीन-लिपिड इंटरैक्शन में हस्तक्षेप कर सकती है जो अक्सर इन प्रोटीनों की संरचनात्मक स्थिरता और कार्यक्षमता के लिए आवश्यक होती है।
इस चुनौती को दूर करने के लिए, गुओ और उनके सहयोगियों ने एक डिटर्जेंट-मुक्त विधि विकसित की, जिसका नाम देशी सेल झिल्ली नैनोपार्टिकल्स सिस्टम है, जो मूल लिपिड के साथ अपनी बातचीत को बनाए रखते हुए झिल्ली-प्रोटीन को अलग करने और स्थिर करने के लिए झिल्ली-सक्रिय पॉलिमर का उपयोग करता है। इस तकनीक का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता अध्ययन करने में सक्षम थे एचTSPO1 एक राज्य में जो अधिक निकटता से अपने प्राकृतिक कोशिका झिल्ली वातावरण को दर्शाता है, प्रोटीन की संरचना में नई अंतर्दृष्टि और अन्य यौगिकों के साथ बातचीत का खुलासा करता है।
गुओ ने कहा, “डिटर्जेंट के कारण प्रोटीन अस्थिरता ने इसकी संरचना और कार्य को पूरी तरह से चिह्नित करने के लिए हमारे पिछले प्रयासों को विफल कर दिया था।” “हालांकि, हमारे विश्लेषण में, हमने पाया कि एचTSPO1 ने अपना कार्य तब किया जब कोलेस्ट्रॉल मौजूद था, यह दर्शाता है कि इस प्रोटीन का एक ऐसे वातावरण में अध्ययन करना कितना महत्वपूर्ण है जो इसके प्राकृतिक आवास के समान है। यदि आप पानी से मछली निकालते हैं, तो यह अभी भी एक मछली है, लेकिन यह बहुत अलग तरह से व्यवहार करेगा। “
इस पद्धति के माध्यम से, अनुसंधान टीम ने यह सुझाव देने के लिए सबूत पाया कि एचTSPO1 एक एंजाइम के रूप में कार्य करता है। उन्हें पता चला कि एचTSPO1 प्रोटोपोर्फिरिन IX को तोड़ता है, जो एक यौगिक ऑक्सीजन युक्त लाल रक्त कोशिकाओं में पाया जाता है, एक उपन्यास उत्पाद बनाने के लिए जिसे वैज्ञानिकों ने बिलिंडिगिन नाम दिया है। यह उत्पाद हमारे शरीर में “प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों” (आरओएस) के स्तर को नियंत्रित करने में मदद करता है, एक प्रकार का यौगिक जो सूजन का कारण बन सकता है और कोशिकाओं को मार सकता है यदि अनियमित छोड़ दिया जाए। इस खोज से पता चलता है कि, जब वैलियम और अन्य बेंज़ोडायजेपाइन्स को बांधते हैं एचTSPO1, वे हमारी कोशिकाओं में ROS स्तर का प्रबंधन करने के लिए प्रोटीन की क्षमता को रोकते हैं। यह यह समझाने में मदद कर सकता है कि इस तरह की दवाएं समय के साथ दुष्प्रभाव क्यों पैदा करती हैं, हालांकि अधिक शोध को पूरी तरह से समझने की आवश्यकता है कि क्या ये आणविक तंत्र प्रतिकूल दुष्प्रभाव ड्राइविंग में एक भूमिका निभाते हैं।
“एंजाइम गतिविधि जो हमें मिली थी एचTSPO1 दोनों उत्पादन और ROS के तटस्थता को कम कर देता है, “हेंड्रिकसन ने कहा।” यह खोज तब दवा की खोज में ताजा दृष्टिकोण के लिए एक औचित्य प्रदान करती है। “
में नई अंतर्दृष्टि एचTSPO1 का कार्य दवा कंपनियों को बेहतर बेंज़ोडायजेपाइन विकसित करने में मदद कर सकता है। इसके अलावा, प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को विनियमित करने में इसकी नई खोज की गई भूमिका के कारण, शोधकर्ताओं का कहना है कि एचTSPO1 अल्जाइमर की तरह न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों की निगरानी और उपचार के लिए एक आशाजनक दवा लक्ष्य के रूप में काम कर सकता है, साथ ही साथ अन्य सूजन-संबंधी स्थितियों के लिए जो कनेक्शन हैं एचTSPO1। इसमें कुछ कैंसर, गठिया और एमएस शामिल हैं।
“बेंज़ोडायजेपाइन का उपयोग अभी भी व्यापक रूप से चिंता, अनिद्रा, दौरे और अन्य स्थितियों के इलाज के लिए किया जाता है। अब जब हमें इस बात की समझ है कि कैसे एचTSPO1 काम करता है, हम संभावित रूप से कम दुष्प्रभावों के साथ बेहतर दवाएं बना सकते हैं, “गुओ ने कहा।” लेकिन बड़े पैमाने पर, इस प्रोटीन में हमारी अंतर्दृष्टि भड़काऊ रोगों से प्रभावित रोगियों के लिए नए चिकित्सीय विकल्प विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हो सकती है। “
