वर्तमान नैनोमेडिसिन मुख्य रूप से निष्क्रिय ट्यूमर पर निर्भर करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऊतकों में सीमित पैठ और खराब स्थानिक नियंत्रण होता है, जबकि अधिकांश प्रकाश-संचालित माइक्रो/नैनोरोबोटों को अल्ट्रा वाइलेट या दृश्य प्रकाश की आवश्यकता होती है, जिनमें ऊतकों में सीमित पैठ और स्वस्थ ऊतकों को संभावित क्षति होती है। इसके विपरीत, उत्तेजना-प्रतिक्रियाशील नैनोरोबोट, जो बाहरी (जैसे, निकट-अवरक्त प्रकाश या चुंबकीय क्षेत्र) या आंतरिक (जैसे, पीएच या एंजाइम) संकेतों द्वारा नियंत्रित होते हैं, न्यूनतम प्रणालीगत विषाक्तता के साथ सटीक, लक्षित चिकित्सा प्रदान करते हैं, जिससे वे सटीक चिकित्सा के लिए एक आशाजनक भविष्य का मंच बन जाते हैं।
विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के एक स्वायत्त संस्थान, मोहाली स्थित नैनो साइंस एंड टेक्नोलॉजी संस्थान (आईएनएसटी) के वैज्ञानिकों ने नैनोरोबोटिक्स को फोटोथेरेपी के साथ जोड़ने की कल्पना की है जिससे एक चिकित्सीय मंच विकसित किया जा सके जो बाहरी प्रकाश के कारण सक्रिय रूप से नेविगेट करने में सक्षम हो होने के साथ लक्षित कैंसर उपचार भी कर सके।
डॉ. जिबन ज्योति पांडा (इंस्टीट्यूट ऑफ इंस्टीट्यूट, मोहाली) के नेतृत्व में , डॉ. संतोष के. गुप्ता (बीएआरसी, मुंबई) के सहयोग से , स्वप्निल श्रीवास्तव ( प्रथम लेखक के रूप में), अनु बलहारा, पंकज खर्रा और ज्योति यादव के साथ मिलकर, अपकनवर्जन नैनोपार्टिकल (यूसीएनपी) आधारित नैनोबोट्स विकसित किए गए हैं जो निकट-अवरक्त (एनआईआर) प्रकाश को कुशलतापूर्वक ऊष्मा में परिवर्तित करने में सक्षम हैं और एनआईआर की उपस्थिति में दिशात्मक गति प्रदर्शित करते हैं।
टीम ने नैनोबोट्स को फोटोसेंसिटाइज़र से क्रियाशील बनाया, जिससे एनआईआर विकिरण पर प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) का उत्पादन संभव हुआ। एनआईआर विकिरण पर नैनोबोट्स ने प्रकाश-निर्देशित दिशात्मक गति (फोटोटैक्सिस) भी प्रदर्शित की, जिससे स्थानीयकृत चिकित्सा में सहायता मिली। इसके अलावा, फोलिक एसिड के साथ सतह क्रियाशील होने से फोलेट रिसेप्टर्स की अधिकता वाले स्तन कैंसर कोशिकाओं की चयनात्मक पहचान और लक्ष्यीकरण संभव हुआ, जिससे ट्यूमर-विशिष्ट फोटोथेरेप्यूटिक प्रभावकारिता में वृद्धि हुई। यह कार्य यूसीएनपी-आधारित नैनोबोट-मध्यस्थता वाली कैंसर फोटोथेरेपी को आगे बढ़ाने में स्वप्निल श्रीवास्तव के अग्रणी योगदान और संबंधित लेखकों, डॉ. जिबन ज्योति पांडा और डॉ. संतोष के. गुप्ता के वैज्ञानिक नेतृत्व को उजागर करता है।
980 एनएम एनआईआर लेजर के संपर्क में आने पर, पॉलीडोपामीन स्थानीय ताप उत्पन्न करता है, जिससे तापमान प्रवणता बनती है। यह तापमान प्रवणता तापीय गति उत्पन्न करती है, जिसके कारण नैनोबोट्स फोटोटैक्सिस के माध्यम से लेजर स्रोत की ओर सक्रिय रूप से गति करते हैं। साथ ही, फोटोथर्मल ताप और फोटोडायनामिक आरओएस उत्पादन कैंसर कोशिकाओं को नष्ट कर देते हैं। इन संयुक्त प्रभावों से व्यक्तिगत उपचार विधियों की तुलना में ट्यूमर को रोकने में बेहतर परिणाम मिलते हैं।
चित्र: स्तन ट्यूमर के उपचार के लिए एनआईआर-प्रतिक्रियाशील यूसीएनपी नैनोबोट-मध्यस्थता वाली फोटोथेरेपी की चिकित्सीय क्रियाविधि का चित्रण। यह चित्रण एनआईआर लेजर विकिरण के तहत यूसीएनपी नैनोबोट्स की दिशात्मक गति (फोटोटैक्सिस) को दर्शाता है, जो स्थानीयकृत फोटोथर्मल और फोटोडायनामिक थेरेपी को सक्षम बनाता है।
टीम ने कोशिकीय मॉडल और स्तन ट्यूमर से ग्रस्त चूहों दोनों में चिकित्सीय प्रभाव का प्रदर्शन किया है।
जर्नल एसीएस एप्लाइड मैटेरियल्स एंड इंटरफेसेस में प्रकाशित शोध में एक ईंधन-मुक्त, एनआईआर-प्रतिक्रियाशील नैनोबोट का परिचय दिया गया है जो जैविक रूप से संगत एनआईआर विकिरण के तहत सक्रिय प्रकाश-निर्देशित गति (फोटोटैक्सिस) को एकीकृत करता है, जिससे जैविक माध्यम में लेजर तीव्रता, पीएच और ग्लूटाथियोन सांद्रता द्वारा विनियमित फोलिक एसिड-मध्यस्थता कैंसर सेल पहचान से लक्षित वितरण संभव होता है।
यह अनूठा संयोजन स्थानीयकृत चिकित्सीय क्रिया के माध्यम से स्तन ट्यूमर का सटीक, बाह्य रूप से नियंत्रित और न्यूनतम आक्रामक उपचार संभव बनाएगा।
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