दुनिया भर में हर साल 112.5 मिलियन से अधिक रक्त एकत्र किए जाते हैं - लेकिन इनमें से अधिकांश योगदान कुछ रोगियों के लिए सबसे अधिक अनुपयोगी होते हैं।
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रक्त आधान प्राप्तकर्ता को रक्त दाता के रक्त प्रकार से मेल खाना चाहिए; अन्यथा, प्राप्तकर्ता की प्रतिरक्षा प्रणाली विदेशी रक्त पर हमला कर सकती है, जिससे गंभीर बीमारी हो सकती है। आज, अमेरिकन केमिकल सोसाइटी की 256 वीं राष्ट्रीय बैठक और प्रदर्शनी में वैज्ञानिकों ने आंत के रक्त प्रकारों को और अधिक सार्वभौमिक रक्त में परिवर्तित करने के लिए आंत माइक्रोबायोम से प्राप्त बैक्टीरिया एंजाइमों का उपयोग करते हुए इस प्रणाली को हैक करने की दिशा में नए कदमों का वादा किया है।
रक्त के चार मुख्य प्रकार हैं: एबी, ए, बी और ओ रक्त, शर्करा लाल रक्त कोशिकाओं द्वारा प्रतिष्ठित उनकी सतह पर ले जाते हैं, जिन्हें एंटीजन कहा जाता है।
AB समूह का स्वार्थी होर्डर है, जो ए एंटीजन और बी एंटीजन दोनों को ले जाता है। अपने सभी रक्तस्राव के साथ, एबी रक्त केवल एबी रक्त प्रकार के साथ दूसरों में स्थानांतरित किया जा सकता है - लेकिन जिन लोगों में एबी रक्त है वे सार्वभौमिक प्राप्तकर्ता हैं। ए और बी रक्त प्रकार क्रमशः दो एंटीजन में से एक होता है, और इन रक्त प्रकार वाले लोग केवल रक्त प्राप्त कर सकते हैं जो अन्य चीनी को स्पोर्ट नहीं करता है।
दूसरी ओर, हे रक्त, नग्न शहीद है जिसमें शर्करा की कमी होती है जो उसके भाइयों को सजाता है। इसकी तुलनात्मक रूप से बंजर स्थिति इसे लगभग सभी प्रतिरक्षा वातावरणों में एक अनुकूल उपस्थिति बनाती है, और O प्रकार का रक्त - गुच्छा का सार्वभौमिक दाता-निरंतर मांग में है।
सार्वभौमिक रक्त के लिए आवश्यक अनुपात को पूरा करने के लिए, बैंक और दान केंद्र लगातार इन वांछित दाताओं की तलाश में हैं। लेकिन भले ही लगभग 40 प्रतिशत आबादी ओ है, स्टॉक हमेशा कम लगते हैं, आंशिक रूप से क्योंकि संग्रहीत रक्त में अपेक्षाकृत कम शैल्फ जीवन होता है। हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला में टाइप ओ उत्पन्न करने के लिए प्रयोग करना शुरू कर दिया है - या तो खरोंच से लाल रक्त कोशिकाओं को संश्लेषित करके, या एबी, ए और बी रक्त से आक्रामक शर्करा को छीनना।
पिछले साल, जान फ्रैने के नेतृत्व में शोधकर्ताओं के एक समूह ने पूर्व रणनीति के साथ काफी प्रगति की, लाल रक्त कोशिका अग्रदूतों की एक पंक्ति को संक्रमित करने के लिए कैंसर जीन के साथ खुद को विज्ञापन infinitum फिर से भरने के लिए उकसाया। हालांकि, यह तकनीक क्लिनिक में प्रवेश करने से बहुत दूर है - सिंथेटिक कोशिकाओं को सुरक्षा के लिए पूरी तरह से वीटो किया जाना है, और इन एनालॉग्स के साथ सिर्फ एक रक्त बैग को भरने की लागत खगोलीय बनी हुई है।
दूसरी ओर, रक्त के प्रकारों को परिवर्तित करना दशकों से प्रगति पर काम कर रहा है। यह रणनीति विशेष रूप से अपील कर रही है क्योंकि यह कठिन उपयोग के लिए दान को बर्बाद होने से रोकने के दौरान दोनों अधिक सार्वभौमिक रक्त बना सकता है।
1982 में, शोधकर्ताओं के एक समूह ने रक्त के प्रकारों को कृत्रिम रूप से परिवर्तित करने में पहला आशाजनक कदम उठाया। अनियोजित ग्रीन कॉफी बीन्स से पृथक एक एंजाइम का उपयोग करते हुए, उन्होंने लाल रक्त कोशिकाओं से बी एंटीजन को छीन लिया, प्रभावी रूप से टाइप ओ रक्त का निर्माण किया जो मानव रोगियों में ट्रांसफ़्यूज़ किया जा सकता था। लेकिन कॉफी एंजाइम में इसकी कमियां थीं। एक के लिए, यह काम करने के लिए शर्तों के एक बहुत ही विशिष्ट सेट की आवश्यकता थी, जो कि इस्तेमाल होने से पहले रिंगर के माध्यम से रक्त डालने का मतलब था। यहां तक कि जब प्रायोगिक सेटअप सिर्फ इतना था, तो एंजाइम सुस्त और अक्षम था, और शोधकर्ताओं ने इसका प्रभाव देखने के लिए इसे gobs का उपयोग करना पड़ा।
फिर भी, कॉफी एंजाइम की खोज ने दुनिया के बाकी हिस्सों को संकेत दिया कि रक्त रूपांतरण संभव था- और, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि आवश्यक उपकरण पहले से ही प्रकृति में मौजूद थे।
2000 के दशक के प्रारंभ तक, बैक्टीरिया राज्य में एंजाइमों की विशाल विविधता के लिए सराहना शुरू हो गई थी, और शोधकर्ताओं ने उनकी चीनी-स्लाइसिंग जरूरतों के लिए रोगाणुओं की ओर मुड़ना शुरू कर दिया था। 2007 में, शोधकर्ताओं ने दो बैक्टीरिया एंजाइमों की खोज की सूचना दी, जो संयोजन में, रक्त कोशिकाओं से ए और बी शर्करा दोनों को हैक करने में सक्षम थे। एंजाइम जो बी एंटीजन को रक्त से निकालता है, वह 35 साल पहले के कॉफी एंजाइम की तुलना में एक हजार गुना अधिक कुशल था। लेकिन एक एंटीजन को लक्षित करने वाले एंजाइम ने थोड़ा अधिक संयम परिणाम उत्पन्न किया, जिसके लिए एंजाइम की एक उच्च खुराक की आवश्यकता होती है जो व्यावहारिक हो।
शोधकर्ताओं की कई टीमों ने रक्त को "अनचाहे" रक्त में रोगाणुओं की शक्ति का उपयोग करने का प्रयास किया है। लेकिन कुछ साल पहले, ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय के बायोकेमिस्ट्स पीटर रहफेल्ड और स्टीफन विदर ने एक अनछुए संसाधन की ओर मुड़ने का फैसला किया: मानव रोग में रहने वाले मेहनती रोगाणुओं का तीक्ष्ण समुदाय- माइक्रोटायोटा।
जैसा कि यह पता चलता है, "स्टटफोर्ड यूनिवर्सिटी में आंत माइक्रोबायोम का अध्ययन करने वाले कथरीन एनजी के अनुसार, " आंत के रोगाणु शर्करा को तोड़ने वाले पेशेवर हैं, लेकिन उन्होंने इस काम में भाग नहीं लिया। शुगर-लेट प्रोटीन आंत की दीवार को लाइन करते हैं - और इनमें से कुछ विस्तृत शर्करा रक्त कोशिकाओं पर पाए जाने वाले समान ए और बी एंटीजन से मिलते जुलते हैं। क्या अधिक है, कई आंत रोगाणुओं ने आंतों के अस्तर को बंद करके इन शर्करा की कटाई की।
"मैं उत्साहित था जब मुझे यह पता चला था- [इसका मतलब है कि हम हो सकता है] नए [उपकरण] खोजने के लिए रोगाणुओं का उपयोग करने में सक्षम हो, " राहफेल्ड। “वे सब पहले से ही हमारे हिम्मत में हैं, बस पहुँचा जाने की प्रतीक्षा कर रहे हैं। इतनी क्षमता है। ”
अब तक, नई रक्त-परिवर्तित मशीनों के लिए अधिकांश शिकार में एक-एक करके जीवाणुरोधी एंजाइमों का परीक्षण करने में श्रमसाध्यता शामिल है। आंत माइक्रोबायोटा के कई सदस्य अब प्रयोगशाला वातावरण में उगाए जा सकते हैं - लेकिन सभी नहीं। आंत में जीवाणु एंजाइमों की पूरी क्षमता पर कब्जा करने के लिए, राहेलफेल्ड एंड विथर्स ने एक तकनीक का चयन किया, जिसे मेटागेनामिक्स कहा जाता है।
मेटागेनोमिक्स के साथ, वैज्ञानिक रोगाणुओं के एक समुदाय को पूल कर सकते हैं - जैसे कि एक मल के नमूने में - और बस मालिश के दौरान डीएनए का अध्ययन करते हैं। यहां तक कि अगर बैक्टीरिया मानव शरीर के बाहर अच्छी तरह से जीवित नहीं हैं, तो उनका डीएनए कहीं अधिक कठोर है, और अभी भी शोधकर्ताओं को यह समझ सकता है कि प्रत्येक माइक्रोब क्या एंजाइम को बाहर निकालने में सक्षम है। "एक मेटागेनामिक्स] एक समय में सभी डीएनए [मानव आंत में] का स्नैपशॉट प्राप्त करने का एक तरीका है, " राहफेल्ड बताते हैं।
बैक्टीरिया के जीनोम को मानव मल से अलग करने के बाद, राहफेल्ड और उनके सहयोगियों ने डीएनए को छोटे टुकड़ों में तोड़ दिया और उन्हें ई। कोलाई में डाल दिया , बैक्टीरिया का एक सामान्य तनाव जिसे आसानी से विदेशी जीन को व्यक्त करने के लिए हेरफेर किया जा सकता है, जैसे कि एंजाइम के लिए कोड। शोधकर्ताओं ने ए और बी एंटीजन की नकल करने वाले सरल चीनी परदे के खिलाफ आनुवंशिक सामग्री के लगभग 20, 000 अलग-अलग टुकड़ों का परीक्षण किया; स्क्रीनिंग के इस पहले दौर से गुजरने वाले उम्मीदवारों को तब अधिक जटिल एनालॉग्स से अवगत कराया गया जो मानव रक्त से बेहतर थे।
अंत में, टीम को 11 संभावित एंजाइमों के साथ छोड़ दिया गया था जो ए एंटीजन के खिलाफ सक्रिय थे और बी एंटीजन के खिलाफ - जिसमें एक असाधारण होनहार एंजाइम शामिल था जो कि 2007 में खोजे गए ए एंटीजन के मुकाबले 30 गुना अधिक प्रभावी था। उत्साहजनक रूप से, नया एंजाइम एक कम-रखरखाव कार्यकर्ता था, जो विभिन्न प्रकार के तापमान और नमक सांद्रता में प्रदर्शन करने में सक्षम था - जिसका अर्थ है कि रक्त कोशिकाओं को बिना योजक के समझौता किया जा सकता है।
जब शोधकर्ताओं ने अगली बार वास्तविक प्रकार ए मानव रक्त के खिलाफ अपने शक्तिशाली नए एंजाइम का परीक्षण किया, तो परिणाम समान थे- और केवल एक मिनट की मात्रा में प्रोटीन की जरूरत थी, जो कि शक्कर के खून को साफ कर सके। इसके अतिरिक्त, शोधकर्ता यह पता लगाने के लिए रोमांचित थे कि वे अपने नए एंजाइम को जोड़ सकते हैं, टाइप ए रक्त के खिलाफ सक्रिय, पहले खोजे गए एंजाइमों के साथ जो बी एंटीजन को छीन लेते हैं। दशकों के काम को समेकित करके, टीम के पास अब एबी, ए और बी रक्त को सार्वभौमिक रूप से स्वीकृत ओ में कुशलतापूर्वक परिवर्तित करने के लिए उपकरण थे।
"यह खूबसूरती से काम किया, " जे Kizhakkedathu, यूनिवर्सिटी ऑफ ब्रिटिश कोलंबिया के सेंटर फॉर ब्लड रिसर्च में रसायन विज्ञान के एक प्रोफेसर कहते हैं, जो रहफील्ड और विर्सर्स के साथ उनके अध्ययन में सहयोग कर रहे हैं।
शोधकर्ता अब बड़े पैमाने पर अपने एंजाइमों का परीक्षण कर रहे हैं। भविष्य में, ट्रिमर अपनी ट्रिमिंग पावर को और बढ़ाने के लिए अपने न्यूफ़ाउंड एंजाइम के साथ टिंकर के लिए जेनेटिक टूल्स का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं। आखिरकार, टीम को उम्मीद है कि इस तरह की रक्त रूपांतरण तकनीक अस्पतालों में एक मुख्य आधार हो सकती है, जहां ओ-टाइप रक्त की आवश्यकता हमेशा गंभीर होती है।
इस तरह के आशाजनक परिणामों के साथ, अब तक खोजे गए रक्त-परिवर्तित एंजाइमों में केवल हिमशैल के टिप होने की संभावना है, येल विश्वविद्यालय के एक प्रतिरक्षाविद् ज़ुरी सुलिवन कहते हैं, जिन्होंने शोध में भाग नहीं लिया। विभिन्न व्यक्तियों के आंतों के सूक्ष्म जीवों में पाई जाने वाली विशाल विविधता को देखते हुए, अधिक दाताओं और अन्य जीवाणु समुदायों की जांच करने से और भी अधिक रोमांचक परिणाम मिल सकते हैं।
सुलिवन कहते हैं, '' यहां आधार वास्तव में शक्तिशाली है। "पेट में माइक्रोबायोम द्वारा एन्कोड किए गए [जीन] में एक अप्रयुक्त आनुवंशिक संसाधन है।"
बेशक, सुरक्षा प्राथमिक चिंता का विषय है। मानव कोशिकाओं को संशोधित करना, यहां तक कि प्राकृतिक एंजाइमों के साथ, एक मुश्किल व्यवसाय है। अब तक, राहफेल्ड एंड विथर्स की रिपोर्ट है, उपचार के बाद एंजाइमों को धोने के लिए यह काफी तुच्छ है - लेकिन शोधकर्ताओं को यह सुनिश्चित करना होगा कि रक्त में एक बीमार रोगी को स्थानांतरित करने से पहले उनके एंजाइम के सभी निशान हटा दिए जाएं।
यह आंशिक रूप से है क्योंकि चीनी एंटीजन पूरे शरीर में अनगिनत कोशिकाओं पर दिखाई देते हैं, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक माइक्रोबायोलॉजिस्ट जेमिला कैपलान केस्टर बताते हैं। हालांकि इस अध्ययन में एंजाइम रक्त कोशिकाओं पर एंटीजन को लक्षित करने में काफी सटीक प्रतीत होता है, लेकिन हमेशा एक छोटी सी संभावना है कि यह कुछ नुकसान कर सकता है अगर दरार के माध्यम से एक छोटी मात्रा फिसल जाती है। इसके अतिरिक्त, प्राप्तकर्ता की प्रतिरक्षा प्रणाली भी इन जीवाणु एंजाइमों पर प्रतिक्रिया कर सकती है, उन्हें एक संक्रामक हमले के संकेतों के रूप में व्याख्या कर सकती है। हालांकि, किजक्खेथु का मानना है कि इस तरह के परिदृश्य की संभावना नहीं है, क्योंकि हमारे शरीर को आंत में इन एंजाइमों से पहले से ही माना जाता है।
"यहां तक कि इन सभी विचारों के साथ, वहाँ और भी समस्याएं हैं जो हम शायद अनुमान नहीं लगा सकते हैं] -हम उन्हें तब देखेंगे जब हम वास्तव में [एक वास्तविक शरीर में रक्त] का परीक्षण करेंगे, " केस्टर कहते हैं। "मानव शरीर अक्सर [हमारे प्रयोगों] काम नहीं करने के तरीके ढूंढता है।"
इसके अतिरिक्त, रक्त टाइपिंग का विज्ञान ए और बी एंटीजन से बहुत आगे निकल जाता है। एक अन्य सामान्य बेमेल तब होता है जब आरएच एंटीजन को माना जाता है। आरएच की उपस्थिति या अनुपस्थिति किसी के रक्त प्रकार को "सकारात्मक" या "नकारात्मक" बनाती है, क्रमशः - और केवल नकारात्मक रक्त सकारात्मक और नकारात्मक दोनों प्राप्तकर्ताओं में जा सकता है।
इसका मतलब यह है कि, राफेल्ड एंड विथर्स सिस्टम की शक्ति के बावजूद, यह हर बार वास्तव में सार्वभौमिक रक्त उत्पन्न नहीं कर सकता है। और क्योंकि आरएच एंटीजन वास्तव में एक प्रोटीन है, न कि एक चीनी, एंजाइमों की एक पूरी तरह से अलग सेट को सबसे व्यापक रूप से स्वीकार किए गए सार्वभौमिक रक्त प्रकार: हे नकारात्मक बनाने के लिए पता लगाना होगा।
फिर भी, टीम की तकनीक में अपार संभावनाएं हैं - न कि केवल क्लिनिक के लिए। एनजी के अनुसार, इन बैक्टीरिया एंजाइमों की बेहतर समझ इंसानों और हमारे शरीर के भीतर रहने वाले रोगाणुओं के बीच के जटिल संबंधों पर भी प्रकाश डाल सकती है। सच में, वैज्ञानिक अभी भी पूरी तरह से रक्त कोशिकाओं पर इन एंटीजन की उपस्थिति के पीछे के उद्देश्य को नहीं समझते हैं - हमारी आंतों के अस्तर पर बहुत कम। लेकिन बैक्टीरिया सहस्राब्दियों से इस ज्ञान के लिए निजी हैं - और उनका लाभ उठाने के लिए विकसित हो रहे हैं, एनजी कहते हैं, और इन रोगाणुओं के बारे में अधिक जानने से उन सवालों के जवाब मिल सकते हैं जो मनुष्यों ने अभी तक पूछने के लिए नहीं सोचा है।
इस बीच, विथर्स किसी भी दिशा में प्रगति को देखकर बस प्रसन्न होता है। "यह हमेशा आश्चर्य की बात है जब चीजें अच्छी तरह से काम करती हैं, " वह एक हंसी के साथ दर्शाता है। "यह आपको आशा देता है कि आपने वास्तविक छलांग लगाई है।"
