सामान्यतः साधा आजारही दूर करायला प्रतिजैविकांचा वापर आजकाल केला जातो. मग अशा वेळी आपल्याला आजारी करणार्‍या जीवाणूमध्ये उत्परिवर्तन (म्युटेशन) घडून येऊन त्यांच्या नव्या पिढ्या प्रतिजैविकांना तोंड द्यायला सज्ज होतात. हा निसर्गनियमच आहे. याचे पर्यवसान असे झाले की जीवाणूंच्या सामान्यतः आढळून येणार्‍या जसे स्टेफायलोकॉकस, एस्चेरिचिया कोलाय, स्यूडोमोनास, एन्टरोकोकस, क्लेबसिला, एसिनेटोबॅक्टर सारख्या अनेक प्रजाती प्रतिजैविकांना दाद देईनाशा झाल्या आहेत. त्यात गेल्या तीन वर्षांपूर्वी कोविड महामारी आली. या दरम्यान जीवाणूंना (बॅक्टेरिआ) आटोक्यात आणण्याकरता प्रतिजैविकांचा वापरही खूप मोठ्या प्रमाणात वाढला. अगदी अंगाला लावायचे साबण, घरसफाईसाठी जंतूनाशक द्रव्य, हात धुवायला वापरले जाणारे सॅनिटायझर्स यातही प्रतिजैविकांचा भरणा करण्यात आला आणि त्याचा वारंवार वापर करायला प्रवृत्त केले गेले. यातून मोठेच प्रश्न निर्माण होणार आहेत. जागतिक आरोग्य संस्थेच्या अनुमानाप्रमाणे प्रतिजैविकांना दाद न देणार्‍या रोगांमुळे जगाला २०५० पर्यंत कोट्यावधी मृत्यूंना सामोरे जावे लागेल.
याला पर्याय म्हणून आता प्रतिजैविकांऐवजी इतर उपचार पद्धतींचा शोध सुरु झाला आहे. यामध्ये नॅनोतंत्रज्ञानाचा (नॅनो = अतिसूक्ष्म) वापर आशादायक वाटतो. औषध शरीरात घ्यायला (अगदी त्वचेतूनही औषध देण्याची सोय झाली आहे), औषधाला नेमके शरीरातल्या संसर्गस्थळी पोहोचवायला नॅनोकणांचा वापर केला जात आहे. धातूंचे नॅनोकण प्रकाशउष्णतेद्वारे (फोटोथर्मल) करण्यात येणार्‍या उपचार पद्धतींमध्ये वापरावेत असा एक विचारप्रवाह आहे कारण उष्णता ही जीवाणूंना भाजून नष्ट करु शकते याची संशोधकांना कल्पना आहे. आपल्या शरीरातले जीवाणू ३३ ते ४१ अंश से. तापमानात वाढतात पण जर त्यांना अल्पकालावधीकरता त्यांच्या भोवतीचे तापमान ४५-५० अंश से. केले तर ते त्यात जगू शकत नाहीत. कर्करोग निवारणासाठी ही पद्धत प्रचलित झालीच आहे. तापमान वाढवायला चुंबकीय नॅनोकणांचा (मॅग्नेटीक नॅनोपार्टिकल्स - एमएनपी) मारा केला जातो. असे नॅनोकण कृत्रिम पद्धतीने बनवले जातात. जीवाणूंवर अशा कणांनी उपचार करताना यांना एकत्र करुन लक्ष्यावर कसे पाठवायचे हे मोठेच आव्हान आहे. याशिवाय याचा मोठ्या प्रमाणातला वापर विषजन्य होण्याची शक्यताही नाकारता येत नाही. प्रतिपिंड (अँटीबॉडी) कार्यान्वित नॅनोकणांच्या वापराची शक्यता आजमावली जात आहे पण विशिष्ट प्रतिपिंडाचा वापर विशिष्ट जीवाणूवरच होऊ शकतो म्हणून तो अतिशय खर्चिक पर्याय समजला जातो. म्हणून जैवसंश्लेषणाचे (बायोसिंथेसिसचे) इतर पर्याय शोधले जात आहेत.
 |
| रेखाचित्र : पेशींमधले जीवाणूं - चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावापूर्वी आणि नंतर |
लोह आणि जस्त यासारखी लेशमात्र मूलद्रव्ये सगळ्या जीवांच्या शरीरात आवश्यकतेनुसार असतातच. जीवाणूही त्याला अपवाद नसतात. ते त्यांचा उपयोग ऊर्जा चयापचय, डीएनए संश्लेषण यासाठी तर करतातच पण त्यांचा एकत्रित उपयोग जीवाणूंचा जहरीपणा वाढवण्यासाठी होतो असे लक्षात आले आहे. मोहालीच्या नॅनो विज्ञान आणि तंत्रज्ञान संस्थेतील काही संशोधकांनी आयर्न क्लोराईड आणि झिंक ग्लुकोनेटचा वापर करुन रोग्यांच्या शरीरातील जीवाणूंचे कृत्रिमरित्या संवर्धन केले. या दरम्यान त्यांना असे आढळून आले की हे जीवाणू स्वतःच चुंबकीय नॅनोकणांचे संश्लेषण करतात! ते रोग्याच्या शरीरातून लोह आणि जस्त शोषून घेतात आणि १०-२० नॅनोमीटर आकाराच्या नॅनोकणांमध्ये त्याचा पेशीत साठा करतात. हे नॅनोकण चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली येऊ शकतात कारण त्यात लोह अंश असतात. ही आतापावेतो अज्ञात असलेली बाब त्यांच्या संशोधन प्रगतीला खूप उपकारक ठरली. या चुंबकीय नॅनोकणांभोवती त्यांनी मग प्रत्यावर्ती (अल्टर्नेटिंग) चुंबकीय क्षेत्र निर्माण केलं ज्यामुळे जीवाणूंच्या पेशींमधील लोहद्रव्य चुंबकीय क्षेत्राकडे आकर्षित होऊन त्या भागात खळबळ माजली आणि त्यामुळे जीवाणूंचे तापमान ५ ते ६ अंश सेल्सियसने वाढले. याचा परिणाम शेवटी त्यांच्या विघटनात झाला! त्यांनी मग तुलनेसाठी प्रतिजैविकांना दाद न देणारे जीवाणू निवडून त्यांच्यावर सिप्रोफ्लोक्सासिन आणि व्हॅन्कोमायसिन या प्रतिजैविकांचा मारा केला पण त्याचा विशेष परिणाम दिसून आला नाही. या तुलनेत त्यांना चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करुन केलेल्या प्रयोगाचा परिणाम कितीतरी उजवा असल्याचे दिसून आले. दोन्ही प्रकारच्या - ग्रॅम ग्राही आणि ग्रॅम अग्राही - जीवाणूंवर याचा परिणाम होत असल्याचे त्यांना दिसून आले. यापुढील प्रयोगात त्यांनी या जीवाणूंचा एक थरच (बायोफिल्म) प्रयोगशाळेत निर्माण करुन त्यावरही चुंबकीय क्षेत्राचा परिणाम आजमावला आणि त्या दरम्यानही त्यांना या नव्या प्रयोगाचे उत्साहवर्धक परिणाम दिसून आले.
परिणामांमुळे प्रोत्साहित होऊन, मग या संशोधकांच्या तुकडीने सिप्रोफ्लोक्सासिन, सेफोटॅक्साईम, अमिकासिन, इमिपेनेम आणि मेरोपेनेम यांसारख्या नवीन पिढीच्या प्रतिजैविकांना प्रतिरोधक म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या जीवाणूंच्या संक्रमित ऊतींना घेऊन पुन्हा प्रयोग केले. या वेळी त्यांनी संक्रमित ऊतींना सुमारे ३० मिनिटांसाठी ३४७ किलोहर्ट्झ (मानवांसाठी निरुपद्रवी श्रेणी) चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली आणले. या दरम्यान ७०-८०% जीवाणू नष्ट करण्यासाठी पुरेशी उष्णता निर्माण होते असे त्यांना आढळून आले असे ते नमूद करतात.
या संशोधनामुळे प्रतिजैविकांशिवाय जीवाणूंच्या संसर्गावर उपचार करण्याचे नवीन मार्ग खुले झाले आहेत असा त्यांनी निष्कर्ष काढला आहे. नव्या तंत्रज्ञानामुळे आपण पुन्हा प्रतिजैविकमुक्त युगात प्रवेश करण्याची वेळ जवळ आली आहे असे म्हणायला हरकत नसावी.
संदर्भ: Kaushik, S. et al. A drug-free strategy to combat bacterial infections with magnetic nanoparticles biosynthesized in bacterial pathogens. Nanoscale. 14(5); 2022; 1713-1722. https://doi.org/10.1039/D1NR07435K
-------------------
हा लेख 'दैनिक हेराल्ड' च्या २७ जुलै २०२२ च्या अंकात प्रसिद्ध झाला.
