ক্যান্সার থেরাপিতে জনপ্রিয়তা লাভ করছে গ্রাফিন

গত ছয় বছরে, ক্যান্সার থেরাপির জন্য গ্রাফিনে তীব্র গবেষণার আগ্রহ রয়েছে। এই সময়কালে প্রকাশিত বিপুল সংখ্যক সম্পর্কিত প্রকাশনাগুলি এর সাক্ষ্য দেয়। গ্রাফিনের সবচেয়ে তাৎপর্যপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল শরীরের লক্ষ্যস্থলে সুনির্দিষ্টভাবে ওষুধ সরবরাহ করার ক্ষমতা। বাঁধাই করার জন্য উপলব্ধ দুটি দিক সহ এর গঠন এটিকে থেরাপিউটিকসে দরকারী করে তোলে। গ্রাফিন সম্পর্কে একটি উদ্বেগ, যেমন এর জৈব নিরাপত্তা, যা অনেক গবেষণায় উত্থাপিত হয়েছে, হ্যাপিয়েস্ট হেলথের সাথে  দুজন বিশেষজ্ঞের দ্বারা এই আলোচনার মাধ্যমে প্রশমিত করা হয়েছে।

গ্রাফিন-ভিত্তিক ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি তাদের বিশাল নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, অনন্য ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং ভাল জৈব-সামঞ্জস্যতার কারণে বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, বিশেষ করে ন্যানোমেডিসিনের ক্ষেত্রে ব্যাপক গবেষণার আগ্রহ আকর্ষণ করেছে।

সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশানগুলি সাধারণ ওষুধ সরবরাহ ব্যবস্থা থেকে বহুমুখী ক্যান্সার নির্ণয় এবং চিকিত্সার প্ল্যাটফর্ম পর্যন্ত হয়ে থাকে|

তাদের কবজ কি? গ্রাফিন ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি বিভিন্ন উদ্দীপনা-প্রতিক্রিয়া ক্ষমতার জন্য ডিজাইন এবং কাস্টমাইজ করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, ন্যানো পার্টিকেলগুলি অভ্যন্তরীণ টিউমারের মাইক্রোএনভায়রনমেন্টে প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে এবং অপটিক্যাল, চৌম্বকীয় এবং আল্ট্রাসাউন্ড শারীরিক ক্রিয়া দ্বারা ওষুধ সরবরাহের প্রচার করতে পারে।

“এটি স্থির-বিন্দু এবং পরিমাণগতভাবে নিয়ন্ত্রিত ওষুধের মুক্তির দিকে নিয়ে যেতে পারে যা একটি ভাল থেরাপিউটিক প্রভাব অর্জন করতে পারে,” বলেছেন জিয়াও ঝু, গুয়াংডং মেডিকেল ইউনিভার্সিটির অধ্যাপক, ঝানজিয়াং, চীন।

গ্রাফিন বিভিন্ন আকার, গঠন এবং ধরণে বিদ্যমান। এটি স্বচ্ছ শীট, পাউডার, ফ্লেক্স এবং ন্যানোপ্লেটের আকারে হতে পারে, যার মধ্যে স্বচ্ছ শীটগুলি চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত বলে মনে করা হয়।

গ্রাফিন বিভিন্ন প্রকারের আকার, গঠন এবং রূপের হয়|

একটি জৈব নিরাপত্তা সম্পর্কিত সমস্যা শান্ত করা

ন্যানোমেডিসিন বা যা কিছুই যা মানুষের স্বাস্থ্য এবং আশেপাশের সাথে জড়িত তা সর্বদা নিরাপত্তার নিরাপত্তার প্রশ্ন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। বর্তমানে, বিভিন্ন ধরনের  ইঁদুর, নিম্ন প্রোটোজোয়া, নেমাটোড এবং জেব্রাফিশের মতো জলজ প্রাণীর মতো স্তন্যপায়ী প্রাণীর উপর গবেষণা চালানো হয়েছে।

ডাঃ জিয়াও ঝু স্পষ্ট করেছেন যে “বিষাক্ত উপাদান গ্রাফিনের সাথে সম্পর্কিত নয়, তবে এর বিভিন্ন রূপ, অবস্থান, ধরন এবং কর্মের ঘনত্ব তা হলেও হতে পারে|

জৈব নিরাপত্তা ইস্যুতে, ডাঃ মীনাকেতন শেঠি, গ্রাফিন রিসার্চ ল্যাবস প্রাইভেট লিমিটেড, বেঙ্গালুরু-এর উৎপাদন ও প্রয়োগ বিজ্ঞানী বলেন, “ইন ভিট্রো এবং ভিভো গবেষণার ফলাফলগুলি থেকে বোঝা যায় যে গ্রাফিন অক্সাইড বা গ্রাফিনের ঘনত্ব 50 থেকে 100 μg/ml এর মধ্যে সাইটোটক্সিসিটি এবং অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল ক্ষমতার ভারসাম্য বজায় রাখতে পারলে নিরাপদ বলে মনে করা হয়।”

অধ্যয়নগুলি আরও দেখায় যে গ্রাফিন এবং গ্রাফিন অক্সাইড, যখন একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বের পরিসরে (10 μg/ml) ক্লিনিকে ব্যবহার করা হয়, তখন ভাল জৈব নিরাপত্তা এবং ব্যাকটেরিয়ারোধী বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে।

শুধুমাত্র উচ্চ ঘনত্বে এবং দীর্ঘায়িত এক্সপোজারে গ্রাফিন কোষের ঝিল্লির ক্ষতি করে; চিকিৎসা গবেষণায় গ্রাফিনের তুলনামূলকভাবে কম ঘনত্ব ব্যবহার করা হয়।

“এটি প্রমাণিত যে গ্রাফিন ক্যান্সারের চিকিৎসায় কেমোথেরাপিউটিক এজেন্টের ডোজ না বাড়িয়ে ওষুধের কার্যকারিতা উন্নত করতে পারে,” বলেছেন ডাঃ শেঠি।

অন্যান্য ন্যানোম্যাটেরিয়ালের উপর কার্যকারিতা

বর্তমানে, বিভিন্ন ধরণের ন্যানোক্যারিয়ার রয়েছে যা ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়। ডাঃ জিয়াও ঝুর মতে, “এই ন্যানোক্যারিয়ারগুলিকে ন্যানো রাসায়নিক পদ্ধতি দ্বারা সংশ্লেষিত করা যেতে পারে, যা বহির্ভাগের পরিবর্তন, আকারের পরিবর্তন, পৃষ্ঠের চার্জ, হাইড্রোফিলিসিটি [জলে দ্রবণীয়তা], জৈব সামঞ্জস্যতা এবং অবক্ষয়তার মত বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তনের অনুমতি দেয়।”

এই ন্যানোক্যারিয়ারগুলির বিষাক্ততা পৃষ্ঠ প্রকৌশল এবং বায়োকপলিং পদ্ধতি দ্বারাও পরিবর্তন করা যেতে পারে – যা তাদের চূড়ান্ত কার্যকারিতাকেও উন্নত করে

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে MXenes এবং অন্যান্যদের মত 2D উপাদানগুলিও ক্যান্সার থেরাপিউটিকগুলিতে মনোযোগ পেয়েছে কারণ তাদের বহির্ভাগের বৈশিষ্ট্যগুলিকে  প্রয়োজন অনুসারে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। তাদের অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য টিউমার সনাক্ত করতে সাহায্য করে। 2D উপকরণের সাথে যুক্ত ইমিউনোথেরাপি একটি নতুন পদ্ধতি হতে পারে।

সর্বোপরি, গ্রাফিন ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি তাদের তুলনামূলকভাবে বড় বহির্ভাগের ক্ষেত্রফলের (2,630 m2/g) জন্য দুর্দান্ত প্রতিশ্রুতি রাখে। এটি অ্যান্টি-ক্যান্সার ওষুধগুলিকে ক্যান্সার কোষকে আবদ্ধ করতে এবং সুনির্দিষ্টভাবে লক্ষ্য করার অনুমতি দেয়।

“তাত্ত্বিকভাবে, ন্যানোমেটেরিয়াল-কাপলড ফটোথার্মাল থেরাপি ব্যবহার করে প্রায় সমস্ত ক্যান্সারের চিকিত্সা করা যেতে পারে। কিন্তু গ্যাস্ট্রিক ক্যান্সার এবং ডিম্বাশয়ের ক্যান্সার [অন্য কয়েকটির মধ্যে] বেশি উপযুক্ত বলে মনে হয়,” বলেছেন ডাঃ জিয়াও ঝু।

ত্বকের ক্যান্সারের জন্য সার্জিকাল ব্যান্ডেজ

নটিংহাম ইউনিভার্সিটির বিজ্ঞানীরা একটি গ্রাফিন-ভিত্তিক অস্ত্রোপচার ব্যান্ডেজ তৈরি করেছেন যেখানে টিউমারটি অস্ত্রোপচারের মাধ্যমে অপসারণ করা হয়েছিল সেখানে টিউমারের পুনরাবর্তনের ঝুঁকি কাটিয়ে উঠতে। সাইটটি একটি ব্যান্ডেজ পরিহিত এবং ফটোথার্মাল থেরাপির মাধ্যমে নিরাময় করার অনুমতি দেওয়া যেতে পারে।

স্তন ক্যান্সারের জন্য ফটোথার্মাল থেরাপিতে

ইউনিভার্সিটি স্কুল অফ মেডিসিন, সাংহাই, চীনের গবেষকরা বিদ্যমান ক্যান্সার থেরাপির সাথে ফটোথার্মাল থেরাপির তুলনা করেছেন, যা শুধুমাত্র ক্যান্সার কোষকে হত্যা করে না কিন্তু টিউমারের অবস্থানও সনাক্ত করতে পারে। এই কৌশলটি ত্বক, স্তন এবং মস্তিষ্কের ক্যান্সারের চিকিত্সার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

স্তন ক্যান্সারের ক্ষেত্রে, টিউমারগুলি পার্শ্ববর্তী হাড়গুলিতে ছড়িয়ে পড়তে পারে এবং অপসারণ করা কঠিন হয়ে পড়ে। এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, বিজ্ঞানীরা একটি গ্রাফিন-ভিত্তিক বায়োস্ক্যাফোল্ড তৈরি করেছেন যেটি, 30 সেকেন্ডের জন্য ফটোথার্মাল থেরাপির সাথে মিলিত হলে, টিউমারগুলি সম্পূর্ণরূপে নিশ্চিহ্ন করতে পারে এবং এমনকি পুনরুত্থান প্রতিরোধ করতে পারে।

বেঙ্গালুরু ল্যাব থেকে ডাঃ শেঠি বলেছেন যে স্তন ক্যান্সার ছাড়াও বেশ কয়েকটি ধরণের যেমন “বার্কিটস লিম্ফোমা, কোলন, জরায়ু, মস্তিষ্ক, ফুসফুস, লিভার, ত্বক, প্রোস্টেট গ্রন্থি, অগ্ন্যাশয়, গ্যাস্ট্রিক ক্যান্সার, গ্লিওব্লাস্টোমা ক্যান্সার এবং এপিডারময়েড কার্সিনোমা ন্যানোমেটেরিয়াল-কাপলড ফটোথার্মাল থেরাপির মাধ্যমে চিকিত্সা করা যেতে পারে।”

তরল বায়োপসি এবং মানুষের উপর পরীক্ষা

প্রচলিত টিস্যু বায়োপসিগুলি অনুপ্রবেশকারী এবং প্রাথমিক ক্যান্সারের সংকেত খুঁজে পাওয়ার জন্য যথেষ্ট দক্ষ নয়। এই ঘাটতি কাটিয়ে উঠতে উন্নত ক্যান্সার ডায়াগনস্টিক বায়োসেন্সিং তৈরি করা হয়েছে।

ইউএস-ভিত্তিক স্টার্ট-আপ কার্ডিয়ার বিজ্ঞানীরা পরবর্তী প্রজন্মের গ্রাফিন-ভিত্তিক তরল বায়োপসি তৈরি করেছেন যাতে ক্যান্সার প্রাথমিকভাবে সনাক্ত করা যায়। Cardea-তে তৈরি বায়ো-সিগন্যাল প্রসেসিং ইউনিট (BPU) কম্পিউটারের কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ ইউনিটের মতো কাজ করে। এবং একটি চিপের মতো, তারা একটি ডিজিটাল প্ল্যাটফর্মে জৈবিক সংকেত অনুবাদ করে।

ডাঃ জিয়াও ঝু বলেছেন, “গ্রাফিনের ক্লিনিকাল অনুবাদকে বাধা দেয় এমন মূল সমস্যাগুলির সমাধান করার জন্য আমাদের এখনও আরও প্রচেষ্টা করতে হবে।”

সমন্বিত প্রচেষ্টা

উদাহরণস্বরূপ, ক্লিনিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য এই বহুমুখী গ্রাফিন-ভিত্তিক ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি তৈরি করার জন্য সবুজ এবং সাধারণ প্রমিত সিন্থেটিক পদ্ধতিগুলি বিকাশ করা উচিত। গ্রাফিন-ভিত্তিক ব্যাপক থেরাপিউটিক সিস্টেমের নকশা এবং নির্মাণের জন্য ক্যান্সার জীববিজ্ঞান, রসায়ন, ন্যানো প্রযুক্তি, পদার্থ বিজ্ঞান এবং ফার্মেসির মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রের গবেষকদের সহযোগিতা প্রয়োজন। এই ধরনের উন্নয়ন একসাথে ক্লিনিকে গ্রাফিন-ভিত্তিক ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলির স্থানান্তরকে ত্বরান্বিত করতে পারে|