કાળચક્રના કાંટા ઉંધા ફેરવવા સક્ષમઃ કૃત્રિમ સ્ટેમસેલની ક્રાંતિ

વીસમી સદીમાં શીતળા જેવા અનેક રોગોની રસી અને પેનિસિલીન જેવાં એન્ટીબાયોટિક્સ શોધાયાં, ત્યારે લોકોને તે ચમત્કારી અને જાદુઇ લાગ્યાં હતાં. પરંતુ સદીના અંત સુધીમાં વૈજ્ઞાનિક પ્રગતિ એવી વેગીલી બની કે સદીઓ જૂની કલ્પનાઓ એકવીસમી સદીના બીજા દાયકે હાથવેંતમાં લાગવા માંડી છે. જેમ કે, વૃદ્ધાવસ્થા માનવજાતને આદિકાળથી ડરાવતી રહી છે. ભલભલા યોદ્ધા-સમ્રાટો અને મહાપુરૂષો પણ કાળના કાંટા સામે લાચારી અનુભવીને આખરે મરણને શરણ થયા છે. સદા જુવાન રહેવા માટે કંઇક તરકીબો-નુસ્ખા-દવાઓ-ટુચકા-અંધશ્રદ્ધાઓ અજમાવાતાં રહ્યાં છે. છતાં શરીરના અનિવાર્ય ઘસારા સામે કોઇનું ચાલતું નથી- ચાહે તે હ્યુ હેફનર હોય કે બાબા રામદેવ.

આખરે શરીર એટલે શું? કોષોનું બનેલું એક માળખું. દરેક અંગમાં ચોક્કસ પ્રકારના કોષો હોય, જેમની કામગીરી અગાઉથી નિર્ધારીત થયેલી હોય. પ્રાણીનો ગર્ભ બંધાય ત્યારે તેમાં ‘સબ બંદરકે વેપારી’ જેવા સ્ટેમસેલ બને છે. તેમની પર કોઇ ચોક્કસ અંગનું કે ચોક્કસ કામગીરીનું લેબલ વાગેલું નથી હોતું. સ્ટેમસેલ એ રીતે કુમળા છોડ જેવા હોય છે. તેમને જે અંગની કામગીરી માટે ‘વાળવા’ હોય, તેમ ‘વાળી’ શકાય. પરંતુ ગર્ભનો વિકાસ થયા પછી એક વાર સ્ટેમસેલના કામની વહેંચણી થઇ ગઇ, પછી ખલાસ!

શરીરમાં કોષોની સંખ્યા અબજોની, પણ એ બધા કોષ મુખ્યત્વે ૨૨૦ પ્રકારના હોય છે. ગર્ભના સ્ટેમસેલ વિકસીને ૨૨૦માંથી કોઇ પણ એક પ્રકારની કામગીરી ધરાવતા કોષમાં ફેરવાઇ જાય એટલે તેમનું કામ ઘાણીએ બંધાયેલા બળદ જેવું થઇ જાય. ‘ચીંધાયેલા’ કામ સિવાય બીજું કંઇ તેમની પાસેથી કરાવી ન શકાય. કોષ માટે સ્ટેમસેલ સ્વરૂપમાંથી ચોક્કસ પ્રકારના કોષમાં ફેરવાઇ જવાનો રસ્તો વન વે હોય છે. એક વાર કોષ પર ચોક્કસ કામગીરીનું લેબલ વાગી ગયું, પછી ફરી તેને સ્ટેમસેલમાં ફેરવી ન શકાય.

કોઇ પણ અંગ માટે ખપ લાગી શકે એવા સ્ટેમસેલ માટેનો અંગ્રેજી શબ્દ છેઃ પ્લુરીપોટેન્ટ (અનંત શક્યતા ધરાવતો). ગર્ભના વિકાસ પછી અમુક તબક્કા સુધી પ્લુરીપોટેન્ટ કોષો ચોક્કસ કામગીરીની દિશામાં વિકસે છે. છતાં તે ‘મલ્ટીપોટેન્ટ’ (અનેકવિધ શક્યતા ધરાવતા) રહે છે. પરંતુ પૂર્ણ વિકસિત થઇ ગયા પછી તેમનું ‘પોટેન્શ્યલ’ અનંત તો ઠીક, અનેકવિધ પણ રહેતું નથી. એક જ પ્રકારની કામગીરીના ઢાંચામાં અને ખાંચામાં તેમની આખી ‘જિંદગી’ વીતી જાય છે. મગજ સિવાયના અંગોમાં કોષો સતત નષ્ટ થતા જાય છે અને નવા કોષો સર્જાતા જાય છે. પરંતુ આ રીતે સર્જાતા નવા કોષો કદી પ્લુરીપોટેન્ટ કે મલ્ટીપોટેન્ટ હોતા નથી. તે હંમેશાં ચોક્કસ કામગીરીના લેબલ સાથે જ જન્મે છે. એ સિવાયના બીજા કોઇ કામમાં તે લાગતા નથી.

ખુશખબર એ છે કે આગળ જણાવેલી માહિતી હવે ભૂતકાળ બનવામાં છે: સ્ટેમસેલમાંથી પુખ્ત કોષ બનવાનો વન વે નજીકના ભવિષ્યમાં ટુ વે થાય, એવી સંભાવનાઓ ખુલી છે. દુનિયામાં વિવિધ સ્થળોએ કેટલાક સંશોધકોએ ઊંદર પર પ્રયોગો કરીને સાબીત કરી આપ્યું છે કે પુખ્ત કોષમાંથી થોડા ફેરફારો કરીને તેમાંથી પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમસેલ બનાવી શકાય છે. એટલે કે કોષના કુદરતી વિકાસની ઘડિયાળના કાંટા ઉંધા ફેરવી શકાય છે.

અત્યાર લગી પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમસેલ મેળવવા માટે પ્રયોગશાળામાં ગર્ભનું સર્જન આવશ્યક ગણાતું રહ્યું છે. જૂના કોષના કોષકેન્દ્રમાંથી ડીએનએ કાઢીને, નવું ડીએનએ મૂકીને ક્લોનિંગ દ્વારા નવા જીવનું સર્જન કરી શકાતું હતું અથવા સ્ટેમસેલની મદદથી ચોક્કસ અંગ ઉગાડવાનું સૈદ્ધાંતિક રીતે શક્ય હતું. પરંતુ આ પ્રક્રિયા સાથે ગંભીર નૈતિક પ્રશ્નો સંકળાયેલા હતા. એટલે જ, ધાર્મિક રૂઢિચુસ્તોની અસર ધરાવતા દેશોમાં સ્ટેમસેલના સંશોધનને અવરોધો વેઠવા પડતા હતા.

પુખ્ત કોષમાંથી સ્ટેમસેલ બનાવવામાં ગર્ભના સર્જનનો વિવાદાસ્પદ તબક્કો બાકાત થઇ જાય છે. એટલે તેને લગતા સંશોધનને પણ મોકળું મેદાન મળ્યું છે. વિખ્યાત વિજ્ઞાનમાસિક ‘સાયન્ટિફિક અમેરિકન’ના મે, ૨૦૧૦ના અંકની કવર સ્ટોરી પુખ્ત કોષમાંથી સ્ટેમસેલ બનાવવાની દિશામાં થયેલી પ્રગતિ વિશેની છે. આ રીતે બનતા સ્ટેમસેલ વૈજ્ઞાનિક પરિભાષામાં ‘ઇન્ડ્યુસ્ડ પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમસેલ’ (iPSC ) તરીકે ઓળખાય છે.

પાકા ઘડે કાંઠા ન ચડે એવી કહેવત કોષની કામગીરીની બાબતમાં અત્યાર લગી સાચી મનાતી હતી. તો પછી પુખ્ત કોષને ઇન્ડ્યુસ્ડ (એટલે કે પ્રેરિત) પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમસેલમાં ફેરવવાનો ચમત્કાર શક્ય કેવી રીતે બન્યો? આ સંશોધન માટેનો જશ યુનિવર્સિટી ઓફ ક્યોટોના સંશોધક શિન્યા યામાનાકા અને તેમની ટુકડીને જાય છે. આ સંશોધકોએ ૨૦૦૬માં ઊંદરની ત્વચાના કેટલાક (પુખ્ત) કોષોને સ્ટેમસેલમાં ફેરવી બતાવવાની સિદ્ધિ હાંસલ કરી. એટલું જ નહીં, પુખ્ત કોષોના ડીએનએમાં કેવી કમાલ કરવાથી સ્ટેમસેલ બન્યા, તેની રીત પણ જાહેર કરી.

વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાંતની ખરી કસોટી એ છે કે જે એક વ્યક્તિ એક પ્રયોગશાળામાં કરી શકે, તે દુનિયાના કોઇ પણ ખૂણે બીજી વ્યક્તિ માટે પણ શક્ય બનવું જોઇએ. યામાનાકાની ટીમે સૂચવેલી રીત પ્રમાણે જુદા જુદા સંશોધકોએ પ્રયોગો કર્યા અને એ સૌને ઊંદરની ત્વચાના કોષમાંથી સ્ટેમસેલ બનાવવામાં અને એ રીતે બનેલા સ્ટેમસેલમાંથી ઇચ્છિત અંગ માટે ઉપયોગી કોષ પેદા કરવામાં સફળતા મળી.

પુખ્ત કોષના ડીએનએમાં ચોક્કસ જનીનોના ઉમેરણથી કોષની જૈવિક ઘડિયાળના કાંટા ઊંધા ફેરવી શકાતા હતા. તેમણે શરૂઆતમાં એવા લગભગ બે ડઝન જેટલા જનીનો છૂટા પાડ્યા, જે પ્લુરીપોટેન્ટ કોષોમાં સક્રિય હોય, પણ કોષ પુખ્ત થયા પછી તે શાંત પડી જાય. એવા જનીનોને પુખ્ત કોષમાં દાખલ કરતાં, તેમણે પુખ્ત કોષના ડીએનએનું નવેસરથી પ્રોગ્રામિંગ કરી નાખ્યું અને તેમને પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમ સેલમાં ફેરવી દીધા. વઘુ ઝીણવટથી કરેલા પ્રયોગો પછી યામાનાકાની ટીમે ફક્ત ચાર જનીન ઓળખી પાડ્યા. એ ચાર જનીનને પુખ્ત વયના કોષમાં દાખલ કરવામાં આવે, એટલે એ કોષ બેથી ત્રણ અઠવાડિયાંમાં પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમસેલમાં રૂપાંતરીત થઇ જાય.

કોષકેન્દ્રમાંથી આખું ડીએનએ બદલવાની પળોજણમાં પડવાને બદલે, ડીએનએમાં ચાર જનીન ઉમેરતાં આખો કોષ નવો થઇ જાય એ જીવવિજ્ઞાનની ક્રાંતિકારી સિદ્ધિ છે. ઊંદર પછી ભૂંડના પુખ્ત કોષોને પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમસેલમાં ફેરવવાની સફળતા મળી હોવાના સમાચાર પણ ગયા મહિને વાંચવા મળ્યા હતા. આ પ્રક્રિયાને હજુ ફૂલપ્રૂફ અને આડઅસરથી મુક્ત બનાવવામાં એકાદ દાયકો નીકળી જશે, એવો સંશોધકોનો અંદાજ છે. પરંતુ આ રીતથી જનીનગત રોગો સહિત બીજા અનેક અસાઘ્ય રોગોને દૂર કરવાનું શક્ય બનશે. સાથોસાથ, રોગગ્રસ્ત કોષોને પણ દર્દીના શરીરની બહાર, પ્રયોગશાળામાં પેદા કરીને તેની પર અભ્યાસ માટે અખતરા કરવાનું પણ શક્ય બનશે.

એ દૃષ્ટિએ ઇન્ડ્યુસ્ડ પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમસેલનું મહત્ત્વ ક્રેગ વેન્ટરના બહુચર્ચિત સંશોધન કરતાં પણ વધારે મહત્ત્વનું છે. વેન્ટરે કૃત્રિમ ડીએનએ બનાવીને તેને કુદરતી કોષમાં મૂકી બતાવ્યું, જ્યારે ઇન્ડ્યુસ્ડ પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમસેલમાં ચુનંદા જનીનો બહારથી ઉમેરતાં આખું ડીએનએ બદલવાની જરૂર જ રહેતી નથી.

મનુષ્યના હાથમાં આટલી મોટી તાકાત આપતા સંશોધન સાથે તેના ઉપયોગની નૈતિકતાના મુદ્દા સંકળાયેલા હોય એ સ્વાભાવિક છે. પરંતુ એકાદ દાયકા જેટલા ટૂંકા ગાળામાં ઇન્ડ્યુસ્ડ પ્લુરીપોટેન્ટ સ્ટેમ સેલ બહુ મોટી ક્રાંતિ લાવે એવો તખ્તો ઘણી હદે ગોઠવાઇ ચૂક્યો છે.