स्वास्थ्य देखभाल में एंटीबायोटिक दवाओं के व्यापक उपयोग के परिणामस्वरूप रोगजनक बैक्टीरिया और अन्य सूक्ष्मजीवों में वृद्धि हुई है जो एंटीबायोटिक दवाओं के लिए प्रतिरोधी हैं। वर्ष 2021 में, दुनिया भर में लगभग 1.2 मिलियन मौतों को मौजूदा एंटीबायोटिक दवाओं के लिए रोगाणुरोधी प्रतिरोध के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। भारतीय अस्पतालों में सर्वेक्षण बताते हैं कि दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया के साथ संक्रमण में 13% मृत्यु दर होती है। इसलिए, नए एंटीबायोटिक दवाओं की खोज अनुसंधान का एक उच्च प्राथमिकता वाला क्षेत्र है।
एंटीबायोटिक्स का शाब्दिक अर्थ जीवन के खिलाफ है। लेकिन एंटीबायोटिक दवाओं का उपयोग विशेष रूप से बैक्टीरिया और अन्य सूक्ष्मजीवों को मारने के लिए या मानव कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाए बिना, उनके विकास को बाधित करने के लिए किया जाता है।
अद्वितीय सेल दीवारें
बैक्टीरियल कोशिकाओं की एक विशिष्ट विशेषता एक कोशिका की दीवार की उपस्थिति है जो कोशिका झिल्ली पर एक म्यान बनाती है। हमारी कोशिकाओं में सेल की दीवारें नहीं हैं। बैक्टीरियल सेल की दीवारें मुख्य रूप से एक अद्वितीय पदार्थ से बनी होती हैं, जिसे पेप्टिडोग्लाइकन कहा जाता है, जो कि एक जाल जैसी संरचना है जो ज्यादातर दो घटकों से बना है।
ग्लाइकन्स नाग (एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन) और एनएएम (एन-एसिटाइलमुरामिक एसिड) नामक चीनी अणुओं की लंबी श्रृंखलाएं हैं। NAM-NAG इकाई, जो लंबी श्रृंखलाओं में जुड़ी हुई है, बैक्टीरिया के लिए अद्वितीय है। यह विशिष्टता इसे एंटीबायोटिक विकास के लिए एक महत्वपूर्ण लक्ष्य बनाती है। हमारी प्रतिरक्षा प्रणाली भी इस हस्ताक्षर को हमलावर बैक्टीरिया पर हमला करने के लिए देखती है।
पेप्टिडोग्लाइकेन्स का ‘पेप्टिडो’ हिस्सा पेप्टाइड्स (लघु अमीनो एसिड चेन) हैं जो निकट शर्करा को आसन्न ग्लाइकेन स्ट्रैंड्स पर जोड़ते हैं। क्रॉसलिंक एक मजबूत, परस्पर जुड़ा हुआ जाल बनाते हैं। खोजा जाने वाला पहला एंटीबायोटिक, पेनिसिलिन, इस क्रॉसलिंकिंग चरण के साथ हस्तक्षेप करके काम करता है। परिणाम एक कमजोर सेल की दीवार है जो अब साइटोप्लाज्म को सुरक्षित रूप से पकड़ नहीं सकती है, और बैक्टीरियल सेल खुला और मर जाता है।
प्रतिरोध का विकास
बैक्टीरिया पेनिसिलिन के लिए प्रतिरोध कैसे विकसित हुए? वे नए एंजाइमों के साथ आए, (जैसे, पेनिसिलिनस) जो पेनिसिलिन अणुओं को काटते हैं। या, वे पेनिसिलिन के लक्ष्यों को संशोधित करके एंटीबायोटिक कार्रवाई से बचते हैं।
बैक्टीरियल संक्रमण के लिए बैक्टीरिया कोशिकाओं के तेजी से विभाजन की आवश्यकता होती है, जिसके लिए सेल दीवार संश्लेषण की आवश्यकता होती है। बैक्टीरियल सेल डिवीजन को समझने के लिए, आइए हम बच्चों के खेल लेगो को एक सरलीकृत सादृश्य के रूप में उपयोग करें। एक वर्ग सेल की तस्वीर जो प्रत्येक तरफ छह इंच पर है, जिसमें लेगो टाइलों से बनी दीवारें हैं। इस सेल को विभाजित करने के लिए, आप टाइलों को दो विपरीत पक्षों में जोड़ देंगे जब तक कि यह एक आयत नहीं बन जाएगी जो बारह इंच छह इंच तक न हो जाए। फिर आप दो छह इंच की चौकोर बेटी कोशिकाओं का निर्माण करते हुए दीवारों का विस्तार करेंगे।
वास्तविक बैक्टीरियल कोशिकाओं को अपनी दीवार सामग्री को संश्लेषित करना चाहिए। और जिस तरह एक लेगो दीवार में कुछ लिंक को ताजा टाइलों को जोड़ने में सक्षम होने के लिए अनचाहे किया जाना चाहिए, बैक्टीरिया को चुनिंदा रूप से तोड़ने और मौजूदा दीवार के भीतर सुधार बांडों को विकास और विभाजन के लिए अनुमति देने के लिए। नए सेल की दीवार घटकों को जोड़ा जा सकता है, इससे पहले कि आणविक कैंची का उपयोग किया जाता है: एंजाइम नामक एंडोपेप्टिडेसिस को पेप्टाइड क्रॉसलिंक को अनसुना कर देते हैं, और लिटिक ट्रांसग्लाइकोसिलेस (एलटीएस) बैकबोन चीनी श्रृंखलाओं को क्लीव करते हैं। इन दोनों को सद्भाव में काम करना पड़ता है, और इस प्रक्रिया को नियंत्रित करने वाली बैक्टीरिया मशीनरी बहुत जटिल है – नए घटकों की खोज की जाती है।
सेलुलर और आणविक जीव विज्ञान, हैदराबाद के केंद्र में डॉ। मंजुला रेड्डी का समूह, ऐसे तंत्र पर काम करता है जो बैक्टीरिया को सेल डिवीजन को ठीक से नियंत्रित करने में सक्षम बनाते हैं। पिछले साल प्रकाशित एक अध्ययन में पीलोस जेनेटिक्सउन्होंने दिखाया है कि बैक्टीरिया चतुर हैं और चेन-कटिंग एलटी कैंची की अधिकता बनाकर क्रॉसलिंक-कटिंग कैंची के नुकसान के लिए बना सकते हैं। इस क्षेत्र में नए निष्कर्ष एक बेहतर समझ की सुविधा प्रदान करते हैं कि सभी बाधाओं के खिलाफ बैक्टीरिया कैसे जीवित रहते हैं। इस तरह की अंतर्दृष्टि बैक्टीरिया के संक्रमण से लड़ने के लिए नई रणनीतियों के लिए मार्ग प्रशस्त करेगी।
(लेख सुशील चंदनी के सहयोग से लिखा गया था, जो आणविक मॉडलिंग में काम करता है। sushilchandani@gmail.com)
प्रकाशित – 08 फरवरी, 2025 10:00 बजे IST
