വുഹാൻ ‘കാർബൺ ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകളുടെ’ പ്രധാന പഠന കേന്ദ്രം; തടുക്കുമോ വൈറസിനെ?

കൊറോണ വൈറസിനു പ്രതിരോധം കണ്ടെത്താനുള്ള ഗവേഷണങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഡോ.ശ്രീരാജ് ഗോപി (റോയൽ സൊസൈറ്റി ഓഫ് കെമിസ്ട്രി ഫെലോയും, പ്ലാന്റ് ലിപ്പിഡ് കമ്പനിയിലെ ചീഫ് സയന്റിസ്റ്റുമാണ്. ഓർഗാനിക് കെമിസ്ട്രി, നാനോ ടെക്നോളജി, നാനോ ഡ്രഗ് ഡെലിവറി എന്നിവയിൽ പിഎച്ച്ഡി നേടിയിട്ടുണ്ട്)

ഇന്നു ലോകം ചർച്ച ചെയ്യുന്നത് കൊറോണ വൈറസിനെ എങ്ങനെ പ്രതിരോധിക്കാം എന്നാണ്. അതിനായി നിരവധി ഗവേഷണങ്ങളും നടക്കുന്നുണ്ട്. വാക്സിൻ ഗവേഷണങ്ങളോടൊപ്പം ഭാവിയിൽ ഇത്തരത്തിൽ നാം നേരിടേണ്ടി വന്നേക്കാവുന്ന പ്രതിസന്ധികൾക്ക് സ്ഥിരമായ പരിഹാരങ്ങൾ തേടുന്ന ഗവേഷണങ്ങളും നടക്കുന്നു. വാക്സിൻ പരീക്ഷണങ്ങൾ പൂർണ വിജയത്തിലെത്താൻ ഒരുപക്ഷേ ഒന്നോ രണ്ടോ വർഷം  കാത്തിരിക്കേണ്ടി വന്നേക്കാം. ഇനി കണ്ടെത്തിയാൽത്തന്നെ വാക്സിൻ നിരന്തരം അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യേണ്ടി വന്നേക്കാം. കാരണം, വൈറസ് നിരന്തരം മ്യൂട്ടേറ്റ് (ജനിതകതിരുത്തൽ) ചെയ്യുന്നുവെന്നാണ് പഠനങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ഇത് വൈറസിന്റെ ജനിതക കോഡിലെ മാറ്റമാണ്. 

എല്ലാ വൈറസുകളെയും പോലെ കൊറോണയിലും ഒരു വ്യക്തിയിൽ നിന്ന് മറ്റൊരാളിലേക്ക് പോകുമ്പോൾ മ്യൂട്ടേഷൻ സംഭവിക്കുന്നു. ഇത്തരത്തിലുണ്ടാകുന്ന ചെറിയ മ്യൂട്ടേഷനുകൾ കോശങ്ങളിൽ നിന്ന് കോശങ്ങളിലേക്കും വ്യക്തികളിൽനിന്ന് മറ്റൊരാളിലേക്കും വ്യാപിക്കുന്നതിനാൽ, ഇവ കാലക്രമേണ വൈറസിന്റെ ജനിതക കോഡിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തിയേക്കാം. ആന്റിബോഡികൾ ഉൽപാദിപ്പിക്കാൻ ശരീരത്തെ പ്രേരിപ്പിച്ചാണ് വാക്സിനുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ഇത് വൈറസിനെ നിർവീര്യമാക്കുന്നു. മ്യൂട്ടേഷനുകൾ ഇതിനെ ബാധിക്കുമോ എന്നുള്ള  പരീക്ഷണങ്ങളും നടത്തേണ്ടതുണ്ട്. 

ബാധിച്ചില്ലെങ്കിൽ, വാക്സിനുകൾ നിരന്തരം അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യേണ്ട ആവശ്യമില്ല. എന്നാൽ ചൈനയിലും ദക്ഷിണ കൊറിയയിലും രോഗം വന്നു ഭേദമായവർക്ക് വീണ്ടും കോവിഡ് വന്നത് ഈ അവസരത്തിൽ ചേർത്തു വായിക്കേണ്ടതാണ്. ജനിത മാറ്റം വന്നിട്ടുള്ള വൈറസ് ആണോ അവരെ ബാധിച്ചത് എന്ന് കണ്ടെത്തേണ്ടതുണ്ട്. അതോ ഈ രോഗാവസ്ഥക്ക് ഒരു ഇമ്യൂണോളജിക്കൽ മെമറി ഇല്ലാത്തതാണോ കാരണം? ഈ വിവരങ്ങളുടെ ശേഖരണം ശരിയായ വാക്സിനുകളുടെ കണ്ടുപിടുത്തത്തിലേക്കു നയിച്ചേക്കാം.

വുഹാനിലെ പഠനങ്ങൾ

കോവിഡിന്റെ പ്രഭവ കേന്ദ്രമായ വുഹാനിൽനിന്നു 2016 മുതൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പല ഗവേഷണ പ്രബന്ധങ്ങളിലും പ്രത്യേക ‘കാർബൺ ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ’ ആന്റി വൈറൽ ആയി ഉപയോഗിക്കാൻ സാധിക്കും എന്ന കണ്ടെത്തലുണ്ട്. 2018ലും 2019ലും ഈ പഠനങ്ങൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. 2018 ലെ പഠനത്തിൽ കൊറോണ വൈറസിനെതിരെയുള്ള കാർബൺ ഡോട്ടുകളാണ് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തിരിക്കുന്നതെന്നുള്ളത് ശ്രദ്ധേയമാണ്. 2015 മുതലെങ്കിലും വുഹാനിൽ കൊറോണ വർഗത്തിൽ പെട്ട വൈറസുകൾക്കെതിരായി കാർബൺ ഡോട്ടുകൾ നിർമിക്കുകയും പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ഇത്രയും പരീക്ഷണങ്ങൾ നടന്ന വുഹാൻ തന്നെ ഈ രോഗത്തിന്റെ പ്രഭവ കേന്ദ്രമായത് യാദൃശ്ചികമാകാം. കാർബൺ ഡോട്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ടുള്ള മരുന്ന് നിർമാണത്തിന്റെ സാധ്യതകളെക്കുറിച്ച് ആധുനിക വൈദ്യശാസ്ത്രം കൂടുതൽ പഠനങ്ങൾ നടത്തേണ്ടിയിരിക്കുന്നു.

ക്വാണ്ടം കാർബൺ ഡോട്ടുകൾ

വളരെ ചെറിയ അർധചാലക പദാർഥങ്ങളാണ് ക്വാണ്ടം കാർബൺ ഡോട്ടുകൾ. ഇവയുടെ വലുപ്പം 1- 10 നാനോ മീറ്ററിനുള്ളിലായിരിക്കും, അതായത് വൈറസിനേക്കാൾ ചെറുത്. വളരെ ചെറിയ വസ്തുക്കളായതുകൊണ്ടുതന്നെ ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിനായിരിക്കും ഇവയുടെമേൽ മുൻ‌തൂക്കം. അതുകൊണ്ടുതന്നെ ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ, ഇലക്ട്രോണിക് സ്വഭാവങ്ങൾ അവയുടെ അനുബന്ധ വലിയ പദാർത്ഥങ്ങളുടേതിനെക്കാൾ ഒരുപാട്  വ്യത്യാസം കാണിക്കും. മിക്ക കാർബൺ ഡോട്ടുകളും ലൂമിനസെന്റ്‌ സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നവയാണ്, അതുകൊണ്ടുതന്നെ ഇവ ഇപ്പോൾ  ബയോ ഇമേജിങ് രംഗത്ത് ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നുണ്ട്. 

വൈറസുകൾ നിർജീവമാക്കുന്നതിനും അല്ലെങ്കിൽ അണുബാധ നിരക്ക് കുറക്കുന്നതിനും കാർബൺ ഡോട്ടുകളുടെ ഉപയോഗം സംബന്ധിച്ചു പഠനങ്ങൾ കുറവാണ്. ഇത്തരത്തിലുള്ള ഒരു പഠനം ആദ്യമായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തത് 2016ലാണ്. ഈ റിപ്പോർട്ട് പ്രകാരം, കാർബൺ ഡോട്ടുകൾ ചില വൈറസ് ബാധയേറ്റ സെല്ലുകളിൽ പരീക്ഷിച്ചുനോക്കിയിരുന്നു. ശേഷം ഈ കോശങ്ങളിലെ വൈറസ് വർധനവിൽ ഗണ്യമായ കുറവു വരുന്നതായി കണ്ടു. 

കൊറോണ മോഡലിലെ പരീക്ഷണം

വുഹാനിൽനിന്നു 2018ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച റിസർച് പേപ്പറാണ് ഈ ശ്രേണിയിൽ  ശ്രദ്ധേയം. അമേരിക്കൻ കെമിക്കൽ സൊസൈറ്റിയുടെ ‘അപ്ലൈഡ് നാനോ മെറ്റീരിയൽസ്’ എന്ന പ്രസിദ്ധ ജേർണലിലാണ് ഈ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്. ആന്റി വൈറൽ ആയിട്ടുള്ള, കുർകുമിൻ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയിട്ടുള്ള കാറ്റയോൺ കാർബൺ ഡോട്ടുകളാണ് വുഹാനിൽനിന്നുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർ നിർമിച്ചത്. ഇതിന്റെ ആന്റി വൈറൽ ഇഫക്ട്, കൊറോണ വൈറസ് മോഡലിലാണ് പരീക്ഷിച്ചത്. നേരിട്ടു കൊറോണ വൈറസിൽ പരീക്ഷിക്കുകയല്ലായിരുന്നു ഇവരുടെ രീതി. 

ഔഷധ സസ്യങ്ങളിൽനിന്നും കാർബൺ ഡോട്ടുകൾ നിർമിക്കുകയും അവയ്ക്ക് ആന്റി വൈറൽ സ്വഭാവമുണ്ടെന്നു തെളിയിക്കുകയും ചെയ്ത ആദ്യ റിസർച് പേപ്പറായിരുന്നു ഇത്. കുർക്കുമിൻ - കാർബൺ ഡോട്ടുകൾ വൈറസിന്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഘടനയ്ക്കു മാറ്റം വരുത്തുന്നു. ഇതുമൂലം വൈറസ് പ്രവേശിക്കുന്നത് തടയുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. മാത്രമല്ല ഇവ വൈറസിന്റെ ജനിതക ഘടനയായ ആർഎൻഎയുടെ നിർമാണം തടയുകയും അതുമൂലം വൈറസിന്റെ പെരുകലിനെ തടസപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ ഇന്റർഫെറോൺ(പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്രകൾ) പുറപ്പെടുവിപ്പിക്കുന്ന ജീനുകളുടെ ഉൽപാദനത്തെ ഉത്തേജിപ്പിച്ചു വൈറൽ റെപ്ലിക്കേഷൻ തടയാനും ഈ സമ്പ്രദായം ഗുണകരമാണെന്ന് കണ്ടെത്തി. 

ഇവ വൈറസ് കോശങ്ങളെ ആക്രമിക്കുമ്പോൾ പുറപ്പെടുവിപ്പിക്കുന്ന സിഗ്നൽ തന്മാത്രകളായാണ് വിലയിരുത്തപ്പെടുന്നത്. നേരിട്ടു വൈറസിനെ ആക്രമിക്കാറില്ലെങ്കിലും കോശങ്ങളെ വൈറസിനെ പ്രതിരോധിക്കാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നതിൽ ഇന്റർഫെറോണിന് വലിയ പങ്കുണ്ട്. വാക്സിനുകളുടെ ഗവേഷണം തുടരട്ടെ, പക്ഷേ അതേസമയം കാർബൺ ഡോട്ടുകൾ പോലുള്ള നൂതന ഗവേഷണ പദ്ധതികളും ആരംഭിക്കുന്നതിൽ തെറ്റില്ല. മുൻപ് പരാമർശിച്ച ഗവേഷണ ഫലങ്ങളെല്ലാം കോശങ്ങളിൽ മാത്രം നടത്തിയിട്ടുള്ളതാണ്. ഇത് മൃഗങ്ങളിലും പിന്നീട് മനുഷ്യരിലും നടത്തി വിജയിച്ചാൽ, ഒരു പക്ഷെ കോവിഡ്19നുള്ള മരുന്ന് മാത്രമല്ല, വരും കാലങ്ങളിൽ മനുഷ്യനെ കീഴടക്കാൻ വരുന്ന പലവിധ സൂക്ഷ്മ ജീവികൾക്കുമുള്ള മറുമരുന്നായിരിക്കും ഇത്.

(ഇതിനുവേണ്ടി ചില പ്രത്യേക ഫൈറ്റോകെമിക്കൽസ് തിരഞ്ഞെടുത്തു കാർബൺ ഡോട്ടുകൾ നിർമ്മിക്കാനുള്ള പ്രൊപോസൽ ഡിപ്പാർട്ട്മെന്റ് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജിക്കും ഡിപ്പാർട്മെന്റ് ഓഫ് ബയോടെക്നോളജിക്കും സമർപ്പിക്കാനൊരുങ്ങിയിരിക്കുകയാണ് ലേഖകൻ. ലണ്ടനിലെ റോയൽ സൊസൈറ്റി ഓഫ് കെമിസ്ട്രിക്കും ഈ വിഷയത്തിൽ പ്രബന്ധം സമർപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്)