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The science, technology, and pitfalls of using nuclear power in space

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The science, technology, and pitfalls of using nuclear power in space

अमेरिका ने हाल ही में अपने चंद्र विखंडन भूतल विद्युत परियोजना के तहत तैनाती की योजना की घोषणा की चंद्रमा पर छोटा परमाणु रिएक्टर 2030 के प्रारंभ तक। यह पृथ्वी की कक्षा से परे स्थायी परमाणु ऊर्जा स्रोत स्थापित करने का पहला प्रयास हो सकता है, जो अंतरिक्ष में एक नए युग की शुरुआत का संकेत है।

जबकि सौर ऊर्जा कुछ सरल चंद्रमा-आधारित गतिविधियों को संचालित कर सकती है, यह दो सप्ताह लंबी चंद्र रातों और ध्रुवों पर सूर्य के प्रकाश की कमी के कारण बाधित होती है। चंद्रमा और मंगल की निरंतर उपस्थिति के लिए, मनुष्य की ऊर्जा स्वतंत्रता एक महत्वपूर्ण प्रवर्तक बन जाती है। यही कारण है कि अमेरिका का चंद्र परमाणु कार्यक्रम उल्लेखनीय है।

परमाणु ऊर्जा का वादा

पृथ्वी पर इस विषय पर बातचीत में, परमाणु ऊर्जा अक्सर एक ऐसे विकल्प के रूप में सामने आती है जो कॉम्पैक्ट, सघन और विश्वसनीय है।

रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (आरटीजी) नामक उपकरणों ने सौर मंडल के माध्यम से वोयाजर अंतरिक्ष यान के ओडिसी को संचालित किया है। वे प्लूटोनियम-238 नाभिक के धीमे क्षय से निकलने वाली गर्मी को बिजली में परिवर्तित करते हैं, और धूल और अंधेरे से प्रतिरक्षित होते हैं। लेकिन आरटीजी केवल कुछ सौ वाट बिजली का उत्पादन करते हैं, जो उपकरणों के लिए पर्याप्त है लेकिन मानव आवास या औद्योगिक संचालन के लिए अपर्याप्त है।

कॉम्पैक्ट विखंडन रिएक्टर अगली छलांग हैं। एक शिपिंग कंटेनर के आकार के बारे में, ये रिएक्टर दसियों से सैकड़ों किलोवाट उत्पन्न कर सकते हैं, और जीवन समर्थन, प्रयोगशालाओं और विनिर्माण इकाइयों को बिजली दे सकते हैं।

मांग पक्ष पर अगली छलांग इन-सीटू संसाधन उपयोग जैसे औद्योगिक संचालन होंगे, जो मंगल ग्रह के पानी के बर्फ को रॉकेट ईंधन और ऑक्सीजन में परिवर्तित कर सकते हैं, जिसके लिए 1 मेगावाट से अधिक निरंतर बिजली की आवश्यकता होती है। अकेले सूर्य का प्रकाश विश्वसनीय रूप से पृथ्वी की कक्षा से परे इस परिमाण की आपूर्ति नहीं कर सकता है। यहीं पर परमाणु ऊर्जा रिएक्टर आकर्षक हैं।

मंगल ग्रह पर, रेजोलिथ के नीचे दबे रिएक्टर बड़ी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करते हुए उपकरणों और निवासियों को ब्रह्मांडीय विकिरण से बचाने के लिए प्राकृतिक ढाल का लाभ उठा सकते हैं। ऐसे रिएक्टरों को चंद्रमा पर तैनात करने का विचार ही लाभदायक है, जहां वे खोजकर्ताओं के लिए गर्म आवास बनाए रखने, पानी और रॉकेट ईंधन के लिए बर्फ संसाधित करने और सतह पर चलने वाले वाहनों के लिए बैटरी रिचार्ज करने में मदद कर सकते हैं।

परमाणु ऊर्जा में बढ़ती प्रगति ने नई तकनीकों को सक्षम किया है जो कभी विज्ञान कथाओं तक ही सीमित थीं। आरटीजी से परे, अब परमाणु तापीय प्रणोदन है, जहां एक प्रणोदक को परमाणु क्षय द्वारा गर्म किया जाता है और नोजल से बाहर निकाल दिया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में DRACO कार्यक्रम 2026 तक चंद्र कक्षा में इस तकनीक का परीक्षण करेगा। यदि यह काम करता है, तो मंगल ग्रह की यात्राएं कई महीने छोटी हो सकती हैं, जिससे चालक दल का गैलेक्टिक कॉस्मिक किरणों के संपर्क में आना कम हो जाएगा।

परमाणु विद्युत प्रणोदन में, रिएक्टर-जनित बिजली एक प्रणोदक को आयनित करती है, जो गहरे अंतरिक्ष जांच और कार्गो मिशनों के लिए वर्षों के कुशल जोर की पेशकश करती है।

कानूनी शून्यता

अंतरिक्ष में परमाणु ऊर्जा के लिए अंतर्राष्ट्रीय ढांचा बाहरी अंतरिक्ष में परमाणु ऊर्जा स्रोतों के उपयोग के लिए प्रासंगिक 1992 के संयुक्त राष्ट्र सिद्धांतों (यूएनजीए संकल्प 47/68) पर आधारित है। ये सिद्धांत बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रणालियों के लिए लॉन्चिंग राज्यों पर कई प्रक्रियात्मक और सुरक्षा दायित्व लगाते हैं।

विशेष रूप से तीन सिद्धांत प्रासंगिक हैं। नंबर 3 सामान्य और आपातकालीन दोनों स्थितियों में रेडियोधर्मी सामग्रियों की रिहाई को रोकने के लिए परमाणु ऊर्जा स्रोतों को डिजाइन और निर्मित करने का आदेश देता है। नंबर 4 को यह सुनिश्चित करने के लिए कठोर प्री-लॉन्च सुरक्षा विश्लेषण की आवश्यकता है कि आकस्मिक रिलीज़ की संभावना स्वीकार्य रूप से कम है। नंबर 7 रेडियोधर्मी सामग्रियों से जुड़ी खराबी या पुनः प्रवेश की स्थिति में किसी भी संभावित प्रभावित राज्य को त्वरित और स्पष्ट आपातकालीन अधिसूचना की आवश्यकता के द्वारा मौजूदा अंतरिक्ष संधियों के साथ संरेखित करता है।

हालाँकि, यह ढाँचा सीमित है। सिद्धांत केवल बिजली उत्पादन के लिए लक्षित आरटीजी और विखंडन रिएक्टरों को संबोधित करते हैं, न कि परमाणु तापीय/विद्युत प्रणोदन प्रणालियों को। और जब वे सुरक्षा मूल्यांकन की मांग करते हैं, तो वे रिएक्टर डिजाइन, परिचालन सीमा और जीवन के अंत के निपटान के लिए बाध्यकारी तकनीकी मानक स्थापित नहीं करते हैं।

महत्वपूर्ण रूप से, महासभा के प्रस्ताव के रूप में, सिद्धांत गैर-बाध्यकारी हैं, जिसका अर्थ है कि वे मार्गदर्शन प्रदान करते हैं लेकिन कोई प्रवर्तन तंत्र नहीं है। इससे शासन में महत्वपूर्ण खामियाँ रह जाती हैं। अन्य संभावनाओं के अलावा, राज्य कॉम्पैक्ट विखंडन और प्रणोदन रिएक्टरों का परीक्षण शुरू कर सकते हैं जो सुरक्षा को संबोधित करने के लिए बाध्य किए बिना पृथ्वी की कक्षा से कहीं अधिक संचालित करने में सक्षम हैं।

उन सिद्धांतों से परे, बाह्य अंतरिक्ष संधि, दायित्व सम्मेलन और परमाणु अप्रसार संधि मिलकर केवल आंशिक कवरेज प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, भले ही उन सभी को एक साथ माना जाए, आकाशीय पिंडों के रेडियोधर्मी संदूषण को रोकने या किसी मिशन के अंत में बंद किए गए रिएक्टरों को नियंत्रित करने के लिए कोई बाध्यकारी प्रोटोकॉल नहीं हैं।

ऐसे प्रोटोकॉल के बिना, परमाणु संदूषण प्राचीन अलौकिक वातावरण को मानव जाति द्वारा पूरी तरह से समझने से बहुत पहले ही अपरिवर्तनीय रूप से बदल सकता है। सुरक्षा और अंतर्राष्ट्रीय पहुंच के बीच तनाव भी सर्वोपरि है। जैसाराजनीतिक मामलों के लिए यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के विशेष सलाहकारकाई-उवे श्रोगल ने नोट किया है: “आकाशीय पिंडों पर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के आसपास ‘सुरक्षा क्षेत्र’ स्थापित करने से राष्ट्रीय विनियोग या अन्य अभिनेताओं के लिए उपयोग की स्वतंत्रता पर प्रतिबंध नहीं लगना चाहिए।”

जिम्मेदार जाति

जैसे-जैसे सौर मंडल में मानव उपस्थिति का विस्तार होगा, ऊर्जा महत्वपूर्ण हो जाएगी और ऊर्जा स्रोत रणनीतिक हो जाएंगे।

अभी के लिए, जबकि बाह्य अंतरिक्ष संधि देशों को पृथ्वी की कक्षा में सामूहिक विनाश के हथियार रखने से रोकती है, यह शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए परमाणु प्रणोदन पर चुप है। दायित्व कन्वेंशन अंतरिक्ष वस्तुओं से होने वाले नुकसान को संबोधित करता है लेकिन सीआईएस-चंद्र अंतरिक्ष या उससे आगे परमाणु रिएक्टरों से जुड़ी दुर्घटनाओं के बारे में स्पष्ट नहीं है।

इन कारणों से, हमें देशों की तकनीकी क्षमताओं या जोखिम दुर्घटनाओं से मेल खाने के लिए कानूनी ढांचे को जल्द से जल्द अद्यतन करने की आवश्यकता है, जिसके राज्य की सीमाओं पर लंबे समय तक चलने वाले परिणाम हो सकते हैं। वास्तव में, यदि ऐसी कोई दुर्घटना होती है, तो आशाजनक परमाणु भोर शीघ्र ही परमाणु धुंधलके में बदल जाएगी, यदि दूसरा शीत युद्ध नहीं।

भारत का क्षण

भारत स्वयं एक रणनीतिक मोड़ पर खड़ा है। भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (इसरो) और परमाणु ऊर्जा विभाग का गठबंधन शक्तिशाली हो सकता है। एक घरेलू स्तर पर विकसित अंतरिक्ष रिएक्टर स्थायी रूप से छाया वाले क्रेटरों में चंद्र संचालन को शक्ति प्रदान कर सकता है, मंगल ग्रह पर निरंतर इन-सीटू संसाधन उपयोग को सक्षम कर सकता है, और कुल मिलाकर गहरे अंतरिक्ष नवाचार में भारत के नेतृत्व को प्रदर्शित कर सकता है।

लेकिन भारत और दुनिया भर में, एक जिम्मेदार परमाणु भविष्य की शुरुआत सुधार से होनी चाहिए। संयुक्त राष्ट्र के 1992 सिद्धांतों को स्पष्ट रूप से प्रणोदन रिएक्टरों को शामिल करने, सुरक्षा मानक स्थापित करने और जीवन के अंत के निपटान मानकों को परिभाषित करने के लिए अद्यतन किया जाना चाहिए। बाह्य अंतरिक्ष के शांतिपूर्ण उपयोग पर संयुक्त राष्ट्र समिति को सुरक्षित प्रक्षेपणों को नियंत्रित करने, प्रदूषण को रोकने और परमाणु प्रणालियों के निपटान के लिए बाध्यकारी पर्यावरण प्रोटोकॉल को अपनाने की आवश्यकता है। इसके लिए अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी पर आधारित एक बहुपक्षीय निरीक्षण तंत्र डिजाइनों को प्रमाणित कर सकता है, अनुपालन को सत्यापित कर सकता है और पारदर्शिता बढ़ा सकता है।

इसने कहा, अकेले प्रौद्योगिकी हमारे भविष्य को सुरक्षित नहीं कर सकती। एक सुसंगत कानूनी और नैतिक ढांचे के बिना, अंतरिक्ष में परमाणु प्रौद्योगिकियों के विस्तार के प्रयास संघर्ष का कारण बन सकते हैं।

भारत विशेष रूप से सुरक्षित परमाणु प्रथाओं का समर्थन करके मदद कर सकता है, और अंतरिक्ष ऊर्जा के लिए वही कर सकता है जो उसने गुटनिरपेक्ष कूटनीति के लिए किया था: संयम के साथ महत्वाकांक्षा को संतुलित करके बहुध्रुवीय युग के लिए मानदंडों को आकार देना।

श्रावणी शगुन एक शोधकर्ता हैं जो पर्यावरणीय स्थिरता और अंतरिक्ष प्रशासन पर ध्यान केंद्रित करती हैं।

प्रकाशित – 02 दिसंबर, 2025 सुबह 06:00 बजे IST

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Small study hints that revving up immune cells might help fight HIV

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Small study hints that revving up immune cells might help fight HIV

यूएस एनआईएच द्वारा प्रदान की गई यह रंगीन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवि एचआईवी (पीला) के हमले के तहत एक मानव टी सेल (नीला) दिखाती है। | फोटो साभार: एपी

वैज्ञानिक इस उम्मीद में एक शक्तिशाली कैंसर थेरेपी में बदलाव कर रहे हैं कि यह मरीजों की अपनी प्रतिरक्षा कोशिकाओं को सुपरचार्ज करके एचआईवी से लड़ सकती है।

12 मई को, शोधकर्ताओं ने कहा कि उन पुनर्जीवित कोशिकाओं की एक खुराक ने दो लोगों में एचआईवी को दृढ़ता से दबा दिया – एक को लगभग एक वर्ष के लिए और दूसरे को लगभग दो वर्षों तक – उनकी सामान्य दवाओं की आवश्यकता के बिना।

यह साबित करने के लिए बड़े और लंबे अध्ययन की आवश्यकता है कि जिसे सीएआर-टी सेल थेरेपी कहा जाता है वह वास्तव में एचआईवी के लिए लंबे समय तक चलने वाली मदद प्रदान कर सकती है, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ्रांसिस्को के डॉ. स्टीवन डीक्स, जिन्होंने शोध का नेतृत्व किया, ने आगाह किया।

उन्होंने कहा, “हमें यह तथ्य पता चला है कि दो लोगों की ऐसी निरंतर प्रतिक्रिया वास्तव में उत्तेजक रही है।” “एक पूर्ण, सुरक्षित और स्केलेबल इलाज की वास्तविक आवश्यकता है… और यह उन रणनीतियों में से एक है जिसका हम अनुसरण कर रहे हैं।” यह डेटा बोस्टन में अमेरिकन सोसाइटी ऑफ जीन एंड सेल थेरेपी की एक बैठक में प्रस्तुत किया जा रहा है।

दुनिया भर में लगभग 40 मिलियन लोग एचआईवी से पीड़ित हैं। आज की दवाओं ने एड्स फैलाने वाले वायरस को तेजी से मारने वाले से एक प्रबंधनीय दीर्घकालिक बीमारी में बदल दिया है, अक्सर वायरस को अज्ञात स्तर पर बनाए रखा जाता है, लेकिन केवल तभी जब लोग दवाएं खरीद सकें और उनका उपयोग कर सकें। वायरस शरीर के भंडारों में छिप जाता है और अगर लोग इलाज बंद कर देते हैं तो तेजी से दोबारा फैलता है।

शोधकर्ताओं ने लंबे समय से एक मायावी इलाज की खोज की है, जिसमें एक दुर्लभ जीन उत्परिवर्तन जैसे सुरागों का पता लगाया गया है जो कुछ लोगों को प्राकृतिक रूप से एचआईवी के प्रति प्रतिरोधी बनाता है या कैसे मुट्ठी भर एचआईवी रोगियों को, जिन्हें कुछ कैंसर भी थे, स्टेम सेल प्रत्यारोपण प्राप्त करने के बाद ठीक हो गए या दीर्घकालिक छूट में घोषित कर दिए गए, जो ज्यादातर लोगों के लिए बहुत जोखिम भरा है।

सीएआर-टी थेरेपी में किसी व्यक्ति के रक्त से टी कोशिकाओं नामक प्रतिरक्षा सैनिकों को लेना, आनुवंशिक रूप से उन्हें “जीवित दवाओं” में इंजीनियरिंग करना और उन्हें रोगी में वापस डालना शामिल है। कुछ प्रकार के कैंसर को ठीक करने के लिए इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और अन्य बीमारियों के लिए भी इनका अध्ययन किया जा रहा है।

एचआईवी के लिए, गैर-लाभकारी दवा डेवलपर केयरिंग क्रॉस के वैज्ञानिकों ने दोहरी विशेषताओं वाली सीएआर-टी कोशिकाएं बनाईं। उन्हें एचआईवी-संक्रमित कोशिकाओं को बेहतर ढंग से ढूंढने और मारने के लिए प्रोग्राम किया गया है – और जिस वायरस से उन्हें लड़ना है, उसके संक्रमण से सुरक्षा प्रदान करने के लिए उन्हें इंजीनियर किया गया है।

कैरिंग क्रॉस के कार्यकारी निदेशक बोरो ड्रॉपुलिक ने कहा, उस अतिरिक्त कवच के साथ, उन्हें एचआईवी को नियंत्रित रखने के लिए पर्याप्त प्रजनन करने में सक्षम होना चाहिए।

डीक्स के प्रारंभिक चरण के प्रयोग ने उन लोगों में विभिन्न खुराक रणनीतियों का परीक्षण किया, जिन्होंने अपनी सीएआर-टी कोशिकाएं प्राप्त करने के दिन ही अपनी एचआईवी दवा बंद कर दी थी। कोई गंभीर दुष्प्रभाव नहीं थे. पहले तीन प्राप्तकर्ताओं ने कोई प्रतिक्रिया नहीं दिखाई और अपनी सामान्य दवाएँ फिर से शुरू कर दीं।

छह अन्य लोगों को नई टी कोशिकाओं के लिए जगह बनाने के लिए थोड़ी मात्रा में कीमोथेरेपी दी गई। उन दो मजबूत उत्तरदाताओं ने अपने एचआईवी को अनिर्धारित स्तर तक गिरते देखा, कभी-कभार ही इसमें वृद्धि हुई जब सीएआर-टी कोशिकाएं संभवतः फिर से काम करने लगीं। तीसरे रोगी को अस्थायी प्रतिक्रिया मिली और उसने नियमित एचआईवी उपचार फिर से शुरू कर दिया।

डीक्स ने कहा, उन तीनों मरीजों ने संक्रमित होने के तुरंत बाद अपना मूल एचआईवी उपचार शुरू कर दिया था। यह समझ में आता है क्योंकि जिन लोगों का जल्दी इलाज किया जाता है उनके शरीर में एचआईवी कम छिपा होता है और प्रतिरक्षा प्रणाली स्वस्थ होती है।

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IMD unveils weather model to provide ‘block level’ forecast of monsoon journey

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IMD unveils weather model to provide ‘block level’ forecast of monsoon journey

नई प्रणाली के मूल में दो पूर्वानुमान मॉडल हैं जिनकी भविष्यवाणियां सटीकता को तेज करने के लिए “मिश्रित” हैं। फ़ाइल | फोटो साभार: द हिंदू

इस साल मानसून से पहले, भारत मौसम विज्ञान विभाग (आईएमडी) ने मंगलवार को एक नई पूर्वानुमान प्रणाली का अनावरण किया, जो पहली बार, 15 राज्यों में मानसून के आगमन के ‘ब्लॉक’ स्तर के पूर्वानुमान उत्पन्न करेगी और इसमें भारत के लगभग 7,200 ब्लॉकों में से लगभग आधे शामिल होंगे।

ऐतिहासिक रूप से ऐसे अनुमान अधिक से अधिक राज्यों या जिलों के स्तर पर उपलब्ध हैं। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि मानसून मुंबई में 10 जून और दिल्ली में 29 जून के आसपास आता है। हालाँकि, मानसून की अंतर्निहित भिन्नता ऐसी है कि एक ही जिले के भीतर भी, जिले की सीमाओं पर आधिकारिक तौर पर ‘आगमन’ करने के बावजूद, उनके कई ब्लॉक और गाँव वर्षा रहित होंगे।

इस कमी को दूर करने के लिए हाइपर स्थानीय पूर्वानुमान प्रदान करना आईएमडी का लंबे समय से लक्ष्य रहा है ताकि किसानों को उनकी बुआई का सही समय पता चल सके।

नई प्रणाली के मूल में दो पूर्वानुमान मॉडल हैं जिनकी भविष्यवाणियां सटीकता को तेज करने के लिए “मिश्रित” हैं। विज्ञान मंत्री जितेंद्र सिंह ने एक प्रेस ब्रीफिंग में कहा कि केरल में मानसून की शुरुआत की तारीख से, यह एआई-आधारित विश्लेषण, आईएमडी के लगभग एक सदी के विस्तृत मौसम संबंधी डेटा और वैश्विक मौसम मॉडल का उपयोग करके मानसून की यात्रा कार्यक्रम को अभूतपूर्व विवरण दे सकता है।

4 सप्ताह के लिए पूर्वानुमान

यह विशेष रूप से कृषि और किसान कल्याण मंत्रालय के अनुरोध पर विकसित की गई एक प्रणाली थी, जिसकी मौजूदा सलाहकार प्रणाली मोटे तौर पर साप्ताहिक प्रारूप में पूर्वानुमान देने के लिए बनाई गई है। पृथ्वी विज्ञान मंत्रालय के अनुसंधान संस्थान, भारतीय उष्णकटिबंधीय मौसम विज्ञान संस्थान द्वारा विकसित सम्मिश्रण ढांचा, सीधे मंत्रालय की पाइपलाइन में फीड करने और अगले चार हफ्तों के लिए संभावित पूर्वानुमान जारी करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

वर्तमान में, इस प्रणाली का उपयोग 15 राज्यों और एक केंद्र शासित प्रदेश के 3,196 ब्लॉकों को पूर्वानुमान प्रदान करने के लिए किया जा सकता है। एक प्रेस बयान के अनुसार, दो ट्रायल रन पहले ही सफलतापूर्वक पूरे किए जा चुके हैं। एमओईएस के सचिव एम. रविचंद्रन ने एक प्रेस वार्ता में कहा, “ये राज्य मानसून कोर जोन का हिस्सा हैं, जो बड़े पैमाने पर वर्षा आधारित क्षेत्र हैं और दक्षिण-पश्चिम मानसून की गतिशीलता के प्रति सबसे संवेदनशील हैं।” “बेशक, आगे बढ़ते हुए हमारा लक्ष्य इसे पूरे भारत में विस्तारित करना है लेकिन इसके लिए अधिक अवलोकन संबंधी डेटा की आवश्यकता है।”

श्री रविचंद्रन ने बताया द हिंदू यह देखते हुए कि इस प्रणाली को इस वर्ष एक कठिन परीक्षा का सामना करना पड़ेगा, आईएमडी के साथ-साथ वैश्विक मॉडल जुलाई के महीने से विकासशील अल नीनो – जो अक्सर भारत में कमजोर मानसूनी बारिश का कारण बनता है – के आलोक में “सामान्य से कम” वर्षा की उम्मीद कर रहे थे।

मंगलवार को, आईएमडी ने विशेष रूप से उत्तर प्रदेश के लिए 1-किमी रिज़ॉल्यूशन (ग्रैन्युलरिटी का संकेत) के साथ एक मानसून पूर्वानुमान मॉडल भी लॉन्च किया, जो 10 दिनों के लिए वैध है। श्री सिंह ने कहा, ऐसा राज्य में स्वचालित मौसम स्टेशनों के बहुत व्यापक कवरेज के कारण था, जिसने मिथुन नामक मौसम मॉडल (जो 12.5 किमी रिज़ॉल्यूशन पर काम करता है) को 1 किमी तक “डाउनस्केल” करने की अनुमति दी थी। श्री रविचंद्रन ने कहा, “हम अन्य राज्यों को अपने डेटा हमारे साथ साझा करने के लिए प्रोत्साहित कर रहे हैं, जिससे उनके पूर्वानुमान उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ तैयार किए जा सकेंगे।”

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Cancer immunotherapy may reshape brain’s barrier to metastasis

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Cancer immunotherapy may reshape brain’s barrier to metastasis

दवाएं जो कैंसर के खिलाफ शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ाती हैं, वे इसकी सबसे कड़ी सुरक्षा वाली सीमाओं में से एक को भी बदल सकती हैं: रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी)।

टेक्नियन-इज़राइल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और उनकी टीम में युवल शेक्ड द्वारा हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन कैंसर की खोजने पाया कि पीडी-1 अवरोधक, कैंसर इम्यूनोथेरेपी का एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला वर्ग, प्रतिरक्षा कोशिकाओं को एक प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए प्रेरित कर सकता है जो बाधा को अधिक पारगम्य बनाता है। यह संभावित रूप से बदल सकता है कि कैंसर और उसके उपचार मस्तिष्क को कैसे प्रभावित करते हैं।

कई पारंपरिक कैंसर-विरोधी दवाएं बीबीबी को पार नहीं कर सकती हैं, जो कोशिकाओं की एक कसकर भरी हुई परत है जो रक्तप्रवाह से मस्तिष्क के ऊतकों में जाने वाली चीज़ों को नियंत्रित करती है, जिससे मस्तिष्क ट्यूमर के खिलाफ उनकी प्रभावशीलता सीमित हो जाती है। इसलिए लंबे समय से यह माना जाता था कि मस्तिष्क काफी हद तक प्रतिरक्षा प्रणाली से अछूता रहता है, लेकिन बढ़ते सबूत से पता चलता है कि यह सार्थक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न कर सकता है। इस संदर्भ में, इम्यूनोथेरेपी परिसंचारी प्रतिरक्षा कोशिकाओं को सक्रिय करके काम करती है जो बीबीबी को पार कर सकती हैं और मस्तिष्क के भीतर ट्यूमर कोशिकाओं को लक्षित कर सकती हैं।

एक प्रकार की इम्यूनोथेरेपी जिसे इम्यून चेकपॉइंट इनहिबिटर (आईसीआई) कहा जाता है, संकेतों को अवरुद्ध करता है जो प्रतिरक्षा कोशिकाओं को ट्यूमर पर हमला करने से रोकता है, जिससे शरीर की प्राकृतिक सुरक्षा अधिक मजबूती से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देती है। जबकि आईसीआई को मस्तिष्क के भीतर ट्यूमर के बोझ को कम करने के लिए दिखाया गया है, मस्तिष्क मेटास्टेस वाले रोगियों में प्रतिक्रियाएं अलग-अलग होती हैं और कारण अस्पष्ट रहते हैं।

शेक्ड लैब में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और अध्ययन के मुख्य लेखक अभिलाष देव ने कहा, “हमारा काम यह समझने पर केंद्रित है कि कैंसर का इलाज सिर्फ ट्यूमर पर नहीं, बल्कि शरीर पर कैसे प्रभाव डालता है। कुछ मामलों में, उपचार सामान्य मेजबान कोशिकाओं, जैसे कि प्रतिरक्षा कोशिकाओं में प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर कर सकते हैं, जो अनजाने में पर्यावरण को कैंसर के विकास के लिए अधिक अनुकूल बनाते हैं।”

मस्तिष्क का वातावरण

यह समझने के लिए कि इम्यूनोथेरेपी मस्तिष्क के प्रतिरक्षा वातावरण को कैसे प्रभावित करती है, शोधकर्ताओं ने एंटी-पीडी-1 थेरेपी से इलाज किए गए स्तन ट्यूमर वाले चूहों के मस्तिष्क के ऊतकों की जांच की। उन्होंने रक्त वाहिका स्थिरता बनाए रखने वाली कोशिकाओं की हानि, कमजोर अवरोधक प्रोटीन और मस्तिष्क में उच्च प्रतिरक्षा कोशिका प्रवेश को देखा, जिससे पता चलता है कि बीबीबी लीक हो रहा था।

एंटी-पीडी-1 से उपचारित चूहों में भी मस्तिष्क मेटास्टेस में वृद्धि देखी गई, संभवतः समझौता बाधा के कारण। विशेष रूप से, ये प्रभाव केवल एंटी-पीडी-1 के साथ देखे गए थे, अन्य आईसीआई के साथ नहीं, जो उपचार से प्रेरित एक अद्वितीय मेजबान प्रतिक्रिया को उजागर करता है।

डॉ. देव ने कहा, “हमारा डेटा दिखाता है कि एंटी-पीडी-1 थेरेपी मस्तिष्क में ट्यूमर-विरोधी प्रतिरक्षा को बढ़ावा दे सकती है, लेकिन प्रतिरोधी कैंसर में, यह मेजबान प्रतिरक्षा वातावरण को बदलकर मेटास्टेसिस भी बढ़ा सकती है।” “इससे यह समझाने में मदद मिल सकती है कि मस्तिष्क मेटास्टेसिस वाले मरीज़ इम्यूनोथेरेपी के प्रति विभिन्न प्रतिक्रियाएं क्यों दिखाते हैं।”

ठाणे में भक्तिवेदांत हॉस्पिटल एंड रिसर्च इंस्टीट्यूट के मेडिकल ऑन्कोलॉजिस्ट निर्मल राऊत के अनुसार, मस्तिष्क मेटास्टेसिस वाले रोगियों में आईसीआई के उपचार की प्रतिक्रियाएं व्यापक रूप से भिन्न होती हैं, जिसमें पूर्ण छूट से लेकर तेजी से रोग बढ़ने तक (उपचार शुरू होने के बाद लगभग 20% मामलों में देखा जाता है)।

उन्होंने कहा, “हम अक्सर असंगत प्रतिक्रियाएं देखते हैं, जहां मस्तिष्क के बाहर की बीमारी को नियंत्रित किया जाता है, लेकिन मस्तिष्क में नए घाव दिखाई देते हैं, या इसके विपरीत, यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क-प्रतिरक्षा पारिस्थितिकी तंत्र शरीर के बाकी हिस्सों से अलग है।”

डॉ. राउत ने कहा कि जब ट्यूमर फेफड़े या यकृत जैसे अंगों में उपचार के प्रति प्रतिक्रिया करता है, तब भी बीबीबी एक अभयारण्य के रूप में कार्य कर सकता है जहां उप-चिकित्सीय दवा का स्तर कैंसर कोशिकाओं को जीवित रहने और विकसित होने की अनुमति देता है।

प्रमुख मध्यस्थ

जब अनुपचारित जानवरों को एंटी-पीडी-1 से उपचारित चूहों से प्लाज्मा इंजेक्ट किया गया, तो शोधकर्ताओं ने बीबीबी लीक देखा, जिससे पता चला कि उपचार-प्रेरित आईसीआई बाधा को बाधित कर रहे थे। उपचारित और अनुपचारित जानवरों के प्लाज्मा प्रोटीन प्रोफाइल की तुलना करते हुए, टीम ने बीबीबी व्यवधान से जुड़े कई प्रोटीनों की पहचान की। इनमें से DKK1 नामक प्रोटीन को हटाने से BBB का रिसाव कम हो गया।

महत्वपूर्ण बात यह है कि ये निष्कर्ष रोगी डेटा में परिलक्षित हुए। फेफड़ों के कैंसर से पीड़ित जिन रोगियों को एंटी-पीडी-1 थेरेपी मिली थी, उनके एमआरआई स्कैन में मस्तिष्क के भीतर कैंसर के प्रसार में वृद्धि देखी गई। प्लाज्मा DKK1 का उच्च स्तर मस्तिष्क मेटास्टेस की अधिक घटना और बीमारी के बिगड़ने से पहले की छोटी अवधि से भी जुड़ा था, खासकर उन रोगियों में जिन्होंने उपचार के लिए खराब प्रतिक्रिया दी थी।

“यह इस विचार के अनुरूप है कि ऊंचा DKK1 मेटास्टेसिस के लिए अधिक अनुमेय मस्तिष्क वातावरण की ओर इशारा कर सकता है,” डॉ. राऊत ने कहा

उन्होंने कहा कि इम्यूनोथेरेपी शुरू करने के बाद कुछ एमआरआई स्कैन पर देखा गया बढ़ा हुआ कंट्रास्ट हमेशा “छद्म प्रगति” या सूजन का संकेत नहीं दे सकता है, बल्कि सक्रिय प्रतिरक्षा कोशिकाओं के कारण होने वाले वास्तविक बीबीबी रिसाव को प्रतिबिंबित कर सकता है।

दोधारी भूमिका

रेनाटस कैंसर सेंटर, पुणे के मेडिकल ऑन्कोलॉजिस्ट चकोर वोरा ने बताया कि अधिकांश कीमोथेराप्यूटिक दवाएं बीबीबी को पार नहीं कर सकती हैं, जो मस्तिष्क मेटास्टेस के इलाज में एक बड़ी चुनौती है।

इसलिए एंटी-पीडी-1 थेरेपी के बाद बीबीबी को खोलने से मस्तिष्क तक उनकी डिलीवरी में सुधार हो सकता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि सिस्प्लैटिन कीमोथेरेपी के बाद एंटी-पीडी-1 थेरेपी ने मस्तिष्क मेटास्टेसिस वाले चूहों में जीवित रहने में सुधार किया और साथ ही मस्तिष्क में दवा संचय में वृद्धि की, जो दोहरी भूमिका को उजागर करता है।

डॉ. राऊत ने कहा कि जिन मरीजों पर इलाज का असर नहीं होता है, उनमें एंटी-पीडी-1 थेरेपी का उपयोग करके बीबीबी खोलने से अनजाने में परिसंचारी कैंसर कोशिकाएं भी मस्तिष्क में प्रवेश कर सकती हैं, जिससे संभावित रूप से नए मेटास्टेस का खतरा बढ़ सकता है।

“हालांकि, प्रतिरोधी रोग वाले रोगियों के लिए, मस्तिष्क तक दवा वितरण में सुधार के लिए इसी भेद्यता का फायदा उठाया जा सकता है,” उन्होंने कहा।

मेडिकल ऑन्कोलॉजिस्ट और ऑस्ट्रेलिया में एडिलेड में परमाणु चिकित्सा के चिकित्सक राहुल सोलंकी ने कहा कि एक बार कैंसर मस्तिष्क में फैल गया है, बीबीबी पहले से ही बाधित हो सकता है, और ऐसे रोगियों को अक्सर नैदानिक ​​​​परीक्षणों से बाहर रखा जाता है। चूंकि चिकित्सा कर्मचारी मस्तिष्क में दवा के स्तर को माप नहीं सकते हैं, इसलिए DKK1 एक आशाजनक बायोमार्कर हो सकता है जो उपचार के दौरान मस्तिष्क मेटास्टेसिस विकसित होने के उच्च जोखिम वाले रोगियों की पहचान करने में मदद कर सकता है।

डॉ. सोलंकी ने कहा, “उन्नत कैंसर वाले लेकिन सक्रिय मस्तिष्क मेटास्टेस के बिना मरीज यह समझने के लिए बेहतर उम्मीदवार होंगे कि एंटी-पीडी -1 थेरेपी उपचार प्रतिक्रिया और मेटास्टेसिस के जोखिम को कैसे प्रभावित करती है।”

डॉ. वोरा ने जोर देकर कहा, “हम आम तौर पर मस्तिष्क मेटास्टेसिस वाले उच्च जोखिम वाले मरीजों में कीमोथेरेपी और इम्यूनोथेरेपी के संयोजन का उपयोग करते हैं, जो प्रतिरक्षा बायोमार्कर के लिए सकारात्मक परीक्षण करते हैं। हालांकि, इन निष्कर्षों को मानव रोगियों से जुड़े बड़े अध्ययनों में मान्य करने की आवश्यकता है।”

डॉ. राउत ने कहा, “अगर बड़े मानव परीक्षणों में इन निष्कर्षों की पुष्टि हो जाती है, तो वे हमारे उपचार के अनुक्रम को बदल सकते हैं।”

श्वेता योगी एक स्वतंत्र विज्ञान लेखिका हैं।

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