હ્યુમન માઇક્રો બાયોમ પ્રોજેક્ટ: તુઝે દેખા તો યે જાના સનમ....

બે દાયકા પહેલાં, મનુષ્યનાં પુરેપુરા 'જેનોમ'ને ઉકેલવાનો પ્રયાસ થયો હતો. આ ભગીરથ કામ આંતરરાષ્ટ્રીય સહયોગ વડે શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. પ્રોજેક્ટની શરૂઆતમાં વૈજ્ઞાનિકો માનતા હતાં. મનુષ્યનાં જેનોમમાં લાખો જનીનો જોતરાયેલા હશે. જેને ડિકોડ કરવા ખૂબ જ મુશ્કેલ પડશે. જ્યારે હ્યુમન જેનોમ પ્રોજેક્ટ પૂરો થયો ત્યારે વૈજ્ઞાનિકોને ૨૮.૫૦ થી ૨૯.૦૦ હજાર જેટલાં ઉપયોગી જનીનો વિશે માહિતી મળી. જેનોમનો બાકીનો હિસ્સો ગારબેજ એટલે કે કચરા જેવાં જનીનોનો બનેલો પડયો હતો. જેને વૈજ્ઞાનિકો 'જંક ડિએનએ' કહે છે. જેની ઉપયોગીતા વૈજ્ઞાનિકોને જાણવા મળી નથી. હ્યુમન જેનોમ પ્રોજેક્ટનો મુખ્ય ઉદ્દેશ્ય મનુષ્યનાં જનીનોનાં સંગ્રહ જેવા મ્યુઝીયમને ખોલીને, મનુષ્યને થતાં વિવિધ રોગોની સારવાર ઉપલબ્ધ કરાવવાનો હતો. તબીબી સારવારમાં આજકાલ જોવા મળે છે કે જે રોગ માટે દર્દીને દવા આપી હોય તે દવા યોગ્ય માત્રામાં શરીરનાં 'ટાર્ગેટ' સુધી પહોંચતી નથી. રસ્તામાં કેટલાંક સુક્ષ્મ જીવાણુઓ તેને હડપ કરી જાય છે. હવે વૈજ્ઞાનિકોને મનુષ્ય શરીરમાં વસનાર બધા જ સુક્ષ્મ જીવાણુઓનો જેનોમ ઉકેલવાની જરૂર પડવા લાગી છે.

કેસ નં. ૧ :

એલ. ડોપાદર્દીને આપવામાં આવતી દવા એટલેકે વિવિધ ડ્રગ્સનો 'ડોઝ' કઇ રીતે નક્કી કરવો ? આ એક ટ્રીકી સમસ્યા છે ! જેનાં માટે કેટલીક રહસ્યમય ઘટના પણ જોડાયેલી છે. વૈજ્ઞાનિકોનાં એક પ્રયોગમાં જોવા મળ્યું કે 'પાર્કીન્સન' નામના મગજનાં રોગમાં દર્દીને બેવોડોપા નામની દવા આપવી પડે છે. જે એલ-ડોપા નામે પણ ઓળખાય છે. મગજમાં રહેલો પાર્કીન્સનનો રોગ મગજ માટે જરૂરી 'ડોપામાઇન' ખતમ કરી જાય છે. જેની પૂર્તિ કરવા માટે એલ-ડોપા નામનું 'ડ્રગ' દર્દીને આપવું પડે છે. જે મગજ સુધી નિશ્ચિત માત્રામાં મગજ સુધી પહોંચે એ પહેલાં જ 'માર્ગ'માં ચાંઉ થઇ જાય છે. જે માટે આંતરડામાં રહેલાં ખાસ પ્રકારનાં 'એન્ઝાઇમ્સ' જવાબદાર છે. વૈજ્ઞાનિકોએ એલ-ડોપાનો સાથે બીજું ડ્રગ 'કાર્બીડોપો' ઉમેર્યું જેથી 'એલ ડોપા' મગજનાં કોષો સુધી સમુસુતરું 'ઈન્ટેક' પહોંચી શકે. પરંતુ વૈજ્ઞાનિકોને ધાર્યું પરીણામ હજુ સુધી મળ્યું નથી. દર્દી પ્રમાણે મગજ સુધી પહોંચતો એલ-ડોપાનો જથ્થો અને તેની અસરકારકતા બંને ધાર્યા કરતાં વધારે ઘટેલાં જોવા મળે છે. કારણ ?

વૈજ્ઞાનિકોએ અભ્યાસમાં જોયું કે આંતરડામાં રહેલ એન્ટ્રોકોકસ ફેસેલીસ અને એગરથેલા બેન્ટા નામનાં બેકટેરીયા એલ-ડોપા ડ્રગને આંતરી લે છે. તેને 'ડોપામાઇન'માં ફેરવી નાખે છે. મગજ સુધી ડ્રગ પહોંચે તે પહેલાં શરીરમાં 'ડોપામાઇન'ની આડઅસર બતાવવાનું શરૂ કરી નાખે છે. હાવર્ડ યુનિવર્સિટીનાં જીવવિજ્ઞાની મૈઈન રેકડાલે પ્રયોગશાળામાં 'એલ-ડોપા' ડ્રગ્સ અને બેકટેરીયા વચ્ચેનો સંબંધ તપાસવાનાં પ્રયોગો શરૂ કર્યા હતાં. અવલોકનમાં જોવા મળ્યું કે ''ઈ. ફેસેલીસ બેકટેરીયા પ્રયોગશાળામાં ઉછેરવામાં આવ્યા અને તેને ખોરાકમાં 'એલ-ડોપા' ડ્રગ આપવામાં આવ્યું. જે 'એલ-ડોપા'ને પુરેપુરી હજમ કરી ગયા. ઈ-લેન્ટા નામનાં બેકટેરીયા ઈ. ફેસેલીક દ્વારા એલ ડોપાને 'ડોપામાઇન' તરીકે બદલી નાખવામાં આવ્યું. તે ડોપામાઇનને ઈ-લેન્ટા પણ સંપૂર્ણ હજમ કરી ગયા અને બાય પ્રોડક્ટ તરીકે મેટા થાયરામીન ડ્રગ રીલીઝ કરતો હતો. ટુંકમાં દર્દીને આપવામાં આવતી એલ-ડોપાનો ડોઝ અને અસરકારકતા બંનેને આંતરડાના બેકટેરીયા સંઘરી રાખતા હતાં. હવે ? શું ? આ ઘટનાએ વૈજ્ઞાનિકોને વિચારવા માટે 'ફુડ ફોર થોટ' પુરૂ પાડયું છે.

કેસ નં. ૨: વેઇલોનેલા બેકટેરીયા...

મનુષ્ય શરીર, તેની બાહ્ય સપાટીથી માંડીને આંતરીક ભાગમાં અબજો સુક્ષ્મ જીવાણુઓને બેરોકટોક વસવાટ કરવા દે છે. જેમાં ફુગ, બેકટેરીયા અને વાયરસનો સમાવેશ થાય છે. વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે મનુષ્ય શરીર કોઇપણ સમયે, ૫૦૦ થી એક હજાર જેટલાં વિવિધ બેકટેરીયાને પોતાનાં શરીરમાં રહેવા માટે 'પરમેનેન્ટ રેસીડેન્ટશીપ' PR આપે છે. જો આ બધા બેકટેરીયામાં જેનોમનો સરવાળો કરીએ તો મનુષ્યનાં પોતાનાં જેનોમ કરતાં, બેકટેરીયાનાં જેનોમનું ટોટલ અને કદ ખુબ જ મોટું બની જાય. જેમ બે વ્યક્તિની ફિંગરપ્રિન્ટ મળતી આવતી નથી. એ રીતે બે વ્યક્તિનાં શરીરમાં રહેલ સુક્ષ્મ જીવાણુઓનો માઇક્રો બાયોમ પણ ક્યારેય મળતો આવતો નથી. મનુષ્યનાં ખોરાક, જીવન પધ્ધતિ, સારવાર અને કેટલીક દવાઓનાં કારણે સુક્ષ્મ જીવાણુઓનો માઇક્રો બાયોમ, બે વ્યક્તિમાં એક સમાન જોવા મળતો નથી.હાવર્ડ મેડિકલ સ્કુલનાં વૈજ્ઞાનિકો મનુષ્યનાં શરીરમાં ઘરજમાઇ થઇને રહેનારાં સુક્ષ્મ જીવાણુનો માઇક્રો બાયોમ ઉપર સંશોધન કરી રહ્યાં છે. તેમનું માનવું છે કે કેટલાંક બેકટેરીયા મનુષ્ય માટે આશીર્વાદ જેવાં છે. જે મનુષ્યની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે. તેણે કેટલાક 'મેરેથોન દોડ' કરનારાં એથ્લેટ અને ઓલિમ્પિક રમતોનાં ખેલાડીઓનાં શરીરની ચકાસણી સ્પર્ધા પૂરૂ કર્યા બાદ કરી હતી. પરીણામ ? આશ્ચર્યજનક જોવા મળ્યું.

 દરેક ખેલાડીનાં શરીરમાં 'વેઇલોનેલા' નામનાં બેકટેરીયાની સંખ્યા ખુબ જ વધારે હતી ! જેનાં કારણે આવા ખેલાડીઓની જીતવાની ક્ષમતામાં વધારો થઇ રહ્યો હતો. વૈજ્ઞાનિકોએ વેઇલોનેલા મનુષ્યનાં આંતરડામાં વસવાટ કરે છે. જેને વૈજ્ઞાનિકોએ અલગ તારવ્યા અને ઉંદરનાં શરીરમાં આ બેકટેરીયા ઉમેરવામાં આવ્યા. લેબોરેટરીમાં ઉંદરની ચકાસણી, પ્રાણીઓનાં 'ટ્રેડમીલ' પર કરવામાં આવી તો તેમની ક્ષમતા 'વેઇલોનેલા' બેકટેરીયા ન ધરાવનારાં ઉંદર કરતાં ૧૩% વધારે પાવરફુલ સાબીત થઇ હતી. આવા કિસ્સાઓનાં કારણે મનુષ્ય હવે સજાગ બની ગયો છે. તે મનુષ્યમાં રહેનારાં 'બેકટેરીયા'નો જેનોમ પુરેપુરો ઉકેલવા માંગે છે. જેનાં કારણે દર્દીની સારવાર સારી રીતે કરી શકાય.

હયુમન માઈક્રો બાયોમ પ્રોજેક્ટ...

૨૦૦૭માં અમેરિકાનાં નેશનલ ઈન્સ્ટીટયુટ ઓફ હેલ્થ (શૈંલ્લ) દ્વારાં એક ખાસ સંશોધન શરૂ કરવામાં આવ્યું. જે પ્રોજેક્ટને નામ આપવામાં આવ્યું : ''હયુમન માઈકો બાયોમ.'' હયુમન જેનોમ પ્રોજેક્ટ પછીનો આ બીજો આંતરરાષ્ટ્રીય ખર્ચાળ પ્રોજેક્ટ છે. જેની શરૂઆત ૨૦૦૭માં કરવામાં આવી. હયુમન જેનોમની પુર્ણાહુતી બાદ, તુર્તજ આ પ્રોજેક્ટને અમલમાં મુકવામાં આવ્યો હતો. હાલમાં તેનો બીજો તબક્કો આવી રહ્યો છે. જે માટે ૧૭ કરોડ ડોલર અમેરિકન સરકારે ફાળવ્યા છે. હાલમાં ૩૦૦૦ જેટલાં બેકટેરીયાનો જેનોમ ઉકેલવાનું લક્ષ્યાંક રાખવામાં આવ્યું છે. હયુમન માઈક્રો-બાયોમનો બીજો તબક્કો જે આગળથી શરૂ થયો તેનું નામ ઈન્ટીગ્રેટેડ હયુમન બાયોમ પ્રોજેક્ટ રાખવામાં આવ્યું છે.વૈજ્ઞાનિકોએ શરૂઆતનાં તબક્કામાં વિશ્વભરમાંથી ૨૫૦ જેટલી વ્યક્તિનાં ૫૦૦૦ જેટલા સેમ્પલ લીધા હતા. પુરૂષ શરીરનાં ૧૫ અને સ્ત્રી શરીરનાં વિવિધ ૧૮ ભાગમાંથી આ સેમ્પલ લેવામાં આવ્યા હતાં. જે મુખ, નાક, ચામડી, મળમાર્ગ, અને યોની જેવા ભાગોનો સમાવેશ થતો હતો. છેવટે વૈજ્ઞાનિકોને ખબર પડી કે મનુષ્ય શરીરમાં ૧૦ હજાર કરતાં વધારે અલગ અલગ પ્રજાતિનાં સુક્ષ્મ જીવો વસવાટ કરે છે.

 સંશોધન દરમ્યાન કેટલીક આશ્ચર્યજનક બાબતો ઉપર પણ પ્રકાશ પડયો. જે મુજબ -મનુષ્યનાં અસ્તિત્વને ટકાવી રાખવા મનુષ્ય કરતાં, સુક્ષ્મ જીવોનાં વધારે જનીનો મોટો ફાળો આપે છે. મનુષ્ય કરતાં સુક્ષ્મ જીવોમાં પ્રોટીન રચના કરનાર જનીનોની સંખ્યા વધારે છે. એટલે કે સરખામણી કરવી હોય તો મનુષ્ય કરતાં ૩૬૦ ગણા વધારે સુક્ષ્મ જીવોનાં જનીનો વિવિધ પ્રકારનાં પ્રોટીનની રચના કરવા માટેનાં કોડ ધરાવે છે.મનુષ્ય અને સ્થળ પ્રમાણે, માનવ શરીરમાં ચરબીની ચયાપચયની પ્રક્રિયા અલગ અલગ પ્રકારે ચાલે છે.સમયની સાથે સાથે મનુષ્ય શરીરમાં વસનારા બેક્ટેરીયાનું જગત એટલે કે માઈક્રો બાયોમ પણ બદલાતો રહે છે. મનુષ્ય જે દવાઓ લે છે તેનાં કારણે બેકટેરીયાનાં શારીરિક બંધારણમાં પણ ફેરફારો થતાં રહે છે.

મેટાજેનોમિક્સ: મનુષ્ય સાથે કનેકશન...

હયુમન માઈકો બાયોમ રિસર્ચનાં બીજા તબક્કામાં, યુરોપ, ચીન, કેનેડા, આયરલેન્ડ, દક્ષિણ કોરીયા અને જાપાન પણ આંતરરાષ્ટ્રીય સહયોગ આપી રહ્યું છે. આ પ્રોજેક્ટમાં અંદાજે એક અબજ ડોલરનું રોકાણ કરવામાં આવ્યું છે. જેમાંથી મોટો હિસ્સો અમેરિકાનો છે. આ હયુમન માઈકો બાયોમ જેવી જ હેતુથી યુરોપમાં મેટાજેનોમિકસ ઓફ એલ્ડરલી પ્રોગામ અને કેનેડામાં કેનેડીઅન માઈકો બાયોમ ઈનીશીએટીવ ચાલી રહ્યો છે. બીજા તબક્કામાં વૈજ્ઞાનિકોએ સ્ત્રીઓની ગર્ભાવસ્થા, ડાયાબીટીસ અને ઈન્ટેસ્ટીનલ બોવેલ ડિસીસ (IBD) ઉપર ખૂબ જ ભાર મુકી સંશોધન શરૂ કર્યું છે. જોકે પ્રોજેક્ટમાં ૧૦૦ કરતાં વધારે રોગો સાથે કામ કરનારાં સુક્ષ્મ જીવોનો જેનોમ ઉકેલવાનું લક્ષ્ય છે. જેમાં હજારો બેકટેરીયા ઉપરાંત ફુગ અને વાયરસનો પણ સમાવેશ થાય છે. માઈકો બાયોમનાં અભ્યાસમાં ઉત્ક્રાંન્તિ, પર્યાવરણ, માઈકો બાયોલોજી, બાયો-મેડિસીન અને કોસ્પ્યુટેશનલ બાયોલોજી ક્ષેત્રનાં નિષ્ણાંતોની જરૂર પડે છે. એટલે કે માઈકો-બાયોમ પ્રોજેક્ટ અનેક વિદ્યા શાખાઓને સાંકળી લે છે.

એક અંદાજ મુજબ, વિશ્વમાં દર વર્ષે પંદર કરોડ બાળકો સમય કરતાં પહેલાં અપરીપકવ સ્વરૂપે જન્મ લે છે. જે માટે જીનેટીક્સ ઉપરાંત માઈકો બાયોમ જવાબદાર છે. વૈજ્ઞાનિકોએ ૧૫૭૨ સગર્ભા મહીલાની યોનીમાંથી ૧૨ હજાર સેમ્પલ લઈ સંશોધન શરૂ કર્યું છે. જેમાં આફ્રીકન મુળની મહીલાઓનો પણ ખાસ સમાવેશ કરવામાં આવ્યો છે. સંશોધનમાં જાણવા મળ્યું છે કે અધુરા મહીને બાળકને જન્મ આપનાર મહીલાનાં ગુપ્તાંગમાં લેકટોબેસીલસ ક્રિસ્પાટનનું પ્રમાણ ઘટેલું, અને અન્ય બેકટેરીયાનું પ્રમાણ વધેલું હોય છે. જે સાયટોકાઈન નામનાં દ્રવ્ય સાથે સંકળાએલા છે. સાયટોકાઈન રસાયણ મનુષ્યની રોગ પ્રતિકારક પ્રણાલી સાથે જોડાએલું છે.સંશોધન કરનારાં વૈજ્ઞાનિકો સલાહ આપે છે કે, નાની નાની સમસ્યા માટે એની બાયોટીક દવાઓનો હેવી ડોઝ લેવો જોઈએ નહીં. આ દવાઓ તમારી તંદુરસ્તી માટે યોગદાન આપનાર બેકટેરીયાનો વિનાશ કરે છે