नया शोध अंतरिक्ष यात्रा करने वाले चूहों में हड्डियों के नुकसान को रोकने में एक इंजीनियर यौगिक की प्रभावकारिता को प्रदर्शित करता है। यह सफलता पृथ्वी पर अंतरिक्ष यात्रियों और ऑस्टियोपोरोसिस रोगियों के लिए एक समाधान प्रदान कर सकती है। नेचर पार्टनर जर्नल एनपीजे माइक्रोग्रैविटी में आज (18 सितंबर) प्रकाशित एक नए अध्ययन में पाया गया है कि अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) पर सवार चूहों को एक इंजीनियर यौगिक देने से अंतरिक्ष-समय से संबंधित हड्डियों के नुकसान को काफी हद तक रोका जा सकता है।
कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स (यूसीएलए) और कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्स में फोर्सिथ इंस्टीट्यूट के प्रोफेसरों की एक अंतःविषय टीम के नेतृत्व में किया गया अध्ययन, लंबी अवधि की अंतरिक्ष यात्रा और पृथ्वी पर मस्कुलोस्केलेटल अध: पतन के कारण होने वाले अत्यधिक हड्डियों के नुकसान को कम करने के लिए एक आशाजनक चिकित्सा पर प्रकाश डालता है।
लंबी अवधि के अंतरिक्ष अभियानों में माइक्रोग्रैविटी से प्रेरित हड्डियों का नुकसान लंबे समय से एक महत्वपूर्ण मुद्दा रहा है। सूक्ष्मगुरुत्वाकर्षण के कारण कम यांत्रिक भार के कारण पृथ्वी की तुलना में 12 गुना अधिक दर से हड्डियों का नुकसान होता है। पृथ्वी की निचली कक्षा में अंतरिक्ष यात्रियों को प्रति माह 1% तक की हड्डी हानि दर का अनुभव हो सकता है, जो अंतरिक्ष यात्रियों की हड्डियों के स्वास्थ्य से समझौता करेगा और लंबी अवधि की अंतरिक्ष उड़ान के दौरान और बाद में जीवन में उनके फ्रैक्चर का खतरा बढ़ जाएगा।
हड्डियों के नुकसान को कम करने की वर्तमान रणनीतियाँ हड्डियों के निर्माण को बढ़ावा देने के लिए व्यायाम-प्रेरित यांत्रिक लोडिंग पर निर्भर करती हैं, लेकिन यह रणनीति छह महीने तक माइक्रोग्रैविटी के संपर्क में रहने वाले कर्मचारियों के लिए एकदम सही नहीं है। व्यायाम हमेशा हड्डियों के नुकसान को नहीं रोकता है, इसमें रहने वालों का बहुमूल्य समय लगता है, और यह कुछ प्रकार की चोटों के लिए विपरीत संकेत हो सकता है।
नए अध्ययन ने जांच की कि क्या एनईएल-जैसे अणु -1 (एनईएल-1) का प्रणालीगत प्रशासन माइक्रोग्रैविटी-प्रेरित हड्डी के नुकसान को कम कर सकता है। अध्ययन का नेतृत्व प्लास्टिक सर्जरी विभाग के एसोसिएट अध्यक्ष और यूसीएलए में डेविड गेफेन स्कूल ऑफ मेडिसिन में सर्जरी और आर्थोपेडिक सर्जरी के प्रोफेसर चिया सू, एमडी ने किया था। फोर्सिथ इंस्टीट्यूट के एमडी कांग टिंग द्वारा खोजा गया एनईएल-1, हड्डी के विकास और हड्डी के घनत्व के रखरखाव के लिए महत्वपूर्ण है। प्रोफेसर डिंग ने कई अध्ययनों का नेतृत्व किया है, जिसमें दिखाया गया है कि एनईएल-1 का स्थानीय प्रशासन हड्डी और उपास्थि जैसे मस्कुलोस्केलेटल ऊतकों को पुनर्जीवित कर सकता है।
अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर NELL-1 की प्रणालीगत डिलीवरी के लिए अनुसंधान टीम को इंजेक्शन की संख्या को कम करने की आवश्यकता थी। फोर्सिथ इंस्टीट्यूट के बेन वू, पीएच.डी., और यूलोंग झांग, पीएच.डी. ने जैविक गतिविधि खोए बिना एनईएल-1 अणु के आधे जीवन को 5.5 घंटे से 15.5 घंटे तक बढ़ाकर एनईएल -1 की चिकित्सीय क्षमता को बढ़ाया, और एक अक्रिय बिसफ़ॉस्फ़ोनेट (बीपी) को बायोकंजुगेट करके एक "स्मार्ट" बीपी-नेल-पीईजी अणु बनाया जो आम हानिकारक प्रभावों के बिना विशेष रूप से हड्डी के ऊतकों को लक्षित कर सकता है। बी.पी.
सू और टिंग टीमों ने पृथ्वी पर बीपी-नेल-पीईजी की प्रभावशीलता और सुरक्षा निर्धारित करने के लिए बेहतर अणु का व्यापक मूल्यांकन किया। उन्होंने पाया कि बीपी-नेल-पीईजी में स्पष्ट प्रतिकूल प्रभाव पैदा किए बिना हड्डी के ऊतकों के लिए उत्कृष्ट विशिष्टता है।
वास्तविक अंतरिक्ष स्थितियों के तहत बीपी-नेल-पीईजी की व्यावहारिकता निर्धारित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने अंतरिक्ष के लिए व्यापक तैयारी करने के लिए सेंटर फॉर द एडवांसमेंट ऑफ स्पेस साइंस (सीएएसआईएस) और नेशनल एयरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (नासा) एम्स शाखा के साथ काम किया। लंबी अवधि की अंतरिक्ष यात्रा की चुनौतियों का अनुकरण करने के लिए आईएसएस चूहों के आधे हिस्से को नौ सप्ताह तक माइक्रोग्रैविटी वातावरण ("टीईआरएम उड़ान") के संपर्क में रखा गया, जबकि शेष चूहों को पृथ्वी पर वापस भेज दिया गया। अमेरिकी इतिहास में पहली जीवित माउस वापसी ("एलएआर उड़ान") के लॉन्च के कुछ सप्ताह बाद। TERM समूह और LAR उड़ान समूह दोनों को BP-NELL-PEG या फॉस्फेट-बफ़र्ड सलाइन (PBS) नियंत्रण समूह के साथ उपचार प्राप्त हुआ। कैनेडी स्पेस सेंटर में सामान्य पृथ्वी गुरुत्वाकर्षण ("जमीन") नियंत्रण समूह के रूप में समान संख्या में चूहे रहते हैं और उनका इलाज बीपी-नेल-पीईजी या पीबीएस के साथ भी किया जाता है।
बीपी-नेल-पीईजी के साथ इलाज किए गए उड़ने वाले और जमीन पर रहने वाले दोनों चूहों में हड्डियों के निर्माण में काफी वृद्धि हुई थी। अंतरिक्ष और पृथ्वी पर इलाज किए गए चूहों का उनके स्वास्थ्य पर कोई स्पष्ट प्रतिकूल प्रभाव नहीं पड़ा।
प्रमुख लेखिका चिया सू ने कहा, "हमारे निष्कर्ष भविष्य के अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए बहुत आशाजनक हैं, विशेष रूप से माइक्रोग्रैविटी वातावरण में दीर्घकालिक प्रवास से जुड़े मिशनों के लिए।" "यदि मानव अध्ययन इसकी पुष्टि करते हैं, तो बीपी-नेल-पीईजी हड्डियों के नुकसान और मस्कुलोस्केलेटल अध: पतन के खिलाफ लड़ाई में एक प्रभावी उपकरण होगा, खासकर उन स्थितियों में जहां चोट या अन्य अक्षम करने वाले कारकों के कारण पारंपरिक प्रतिरोध प्रशिक्षण असंभव है।"
सह-प्रमुख अन्वेषक बेन वू ने कहा, "इस बायोइंजीनियरिंग रणनीति के पृथ्वी पर भी महत्वपूर्ण लाभ हो सकते हैं, जो अत्यधिक ऑस्टियोपोरोसिस और हड्डी से संबंधित अन्य बीमारियों से पीड़ित रोगियों के लिए एक संभावित उपचार प्रदान करेगा।"
"अगला कदम, यूसीएलए परियोजना वैज्ञानिक पिन हा, एमडी, पीएचडी, एमएस, जीवित पशु वापसी डेटा के विश्लेषण की देखरेख करेंगे। हमें उम्मीद है कि यह भविष्य के अंतरिक्ष यात्रियों को लंबे अंतरिक्ष अभियानों से उबरने में मदद करने के तरीके पर कुछ प्रकाश डालेगा।"