माहितीपूर्ण लेख: ‘टिश्यू इंजिनिअरिंग’: मानवी अवयवांची दुकानं!

टिश्यू इंजिनिअरिंग आणि बायोइन्फोमॅटिक्स यामुळे शरीरातल्या पेशींमधून आपण आपल्याला हवा तो आपलाच अवयव नव्यानं बनवून घेऊ शकू!

अच्यूत गोडबोले

या शतकाअखेर जीवशास्त्रात आणि बायोटेक्नॉलॉजीमध्ये क्रांतिकारक बदल होणार आहेत. ते फक्त काही रोग बरे करण्यापुरते मर्यादित राहणार नाहीत, तर अनेक जीव नव्यानं निर्माण करणं, क्लोनिंग आणि टिश्यू इंजिनिअरिंग असे अनेक प्रकार यामध्ये सहजपणे शक्य होणार आहेत. बॉस्टनमधल्या कामगार वस्तीत लँझा नावाचा एक मुलगा डीएनएविषयी वाचून भारावून जातो काय, घरामध्येच कोंबडीचं क्लोन करायचं ठरवून सरळ हार्वर्डमध्ये जाऊन आपल्या कल्पना अनेक नोबेलच्या पातळीच्या वैज्ञानिकांना ऐकवतो काय, तिथल्या आणि एमआयटीमधल्या मोठ्या संशोधकांना प्रभावित करतो काय, कालांतरानं आपल्या नावावर शेकडो शोधनिबंध आणि पेटंट्स मिळवून ‘ॲडव्हान्स्ड सेल टेक्नॉलॉजी’चा चीफ सायंटिफिक ऑफिसर’ होतो काय - ही एक अजबच कहाणी म्हणायची! २००३ साली लँझावर एक अशक्यप्राय जबाबदारी सोपवण्यात आली होती. रानटी बैलाची नष्ट होण्याच्या मार्गावर असलेली एक विशिष्ट प्रजाती वाचवण्यासाठी त्यानं २५ वर्षांपूर्वी मेलेल्या या प्रजातीतल्या एका रानटी बैलाच्या अवशेषांमधून वापरता येण्याजोग्या पेशी काढल्या. त्यावर प्रक्रिया करून त्यातली एक फर्टिलाईज्ड पेशी या प्रजातीतल्या एकमेव गाईमध्ये ‘इम्प्लांट’ केली. दहा महिन्यांनंतर चक्क एक रानटी बैल जन्माला आला ! हे वाचताना आपल्याला गंमत वाटेल. पण, यामध्ये भविष्यात काय काय होणार आहे, याच्या अनेक शक्यता दडल्या आहेत. ‘टिश्यू इंजिनियरिंग’ ही त्यातलीच एक गोष्ट आहे. यामुळे मानवी अवयवांची दुकानं ठिकठिकाणी निघतील. आपल्याच शरीरातल्या पेशी आपण त्या दुकानात नेऊन दिल्या तर ते दुकान आपल्याला पाहिजे तो आपलाच अवयव नव्यानं बनवून देऊ शकेल ! अवयवांच्या प्रत्यारोपणासाठी हे एक खूपच क्रांतिकारक ठरेल, यात शंकाच नाही !

इतिहासात औषधांचे तीन मोठे टप्पे होऊन गेले. पहिल्या टप्प्यात जादुटोणा, अंधश्रद्धा आणि मौखिक पद्धतीनं पिढ्यान पिढ्या चालत आलेली औषधं / वनस्पती किंवा उपचार होते. १९व्या शतकात औषधांच्या दुसऱ्या टप्पात ‘जर्म थिएरी’ मांडली गेली आणि स्वच्छतेचं महत्त्व कळायला लागलं. वाढत्या संशोधनांमुळे अँटिबायोटिक्स आणि लसी तयार करण्याची पार्श्वभूमी तयार व्हायला लागली. औषधांचा तिसरा टप्पा हा ‘मॉलिक्युलर मेडिसिन’चा होता. १९४०च्या दशकात अर्व्हिन श्रॉडिंगर या नोबेल पारितोषिक विजेत्या ऑस्ट्रियन क्वांटम फिजिसिस्टनं एक समीकरण मांडलं. हे ‘श्रॉडिंगर्स इक्वेशन’ म्हणून प्रसिद्ध आहे. पण, त्यानं ‘व्हॉट इज लाईफ?’ या नावाचंही एक पुस्तक लिहिलं. आपल्या शरीरातल्या रेणूवर कुठल्या तरी कोडभाषेत आपल्या आयुष्याचे नियम लिहिलेले असले पाहिजेत, असा तर्क या पुस्तकात त्यानं मांडला होता. यानंतर या पुस्तकानं प्रेरणा घेऊन जेम्स वॉटसन आणि फ्रान्सिस क्रीक या वैज्ञानिकांनी तो रेणू डीएनएचाच आहे हे शोधून काढलं आणि १९५३ साली त्यांनी या रेणूची रचना एकमेकांत गुंतलेल्या दोन नागमोडी शिड्यांच्या आकाराची असल्याचंही त्यांनी सिद्ध केलं. हा डीएनएचा रेणू सरळ केला तर त्याची लांबी ६ फूट असते आणि त्यावर ॲडेमाईन (A), थायमाईन (T), सायटोसाईन (C) आणि ग्वानाईन (G) असे ४०० कोटी न्यूक्लिक ॲसिडज असतात.

या न्यूक्लिक ॲसिड्जचा सिक्वेन्स जर आपल्याला वाचता आला तर आपल्याला आपल्या आयुष्याचं रहस्यच उलगडेल. (उदा. आपल्याला कुठला रोग केव्हा होण्याची शक्यता आहे... इ.) असं वैज्ञानिकांना वाटलं. यानंतर ही आयुष्याची कोडभाषा वाचण्यासाठी ३०० कोटी डॉलर्स खर्च करून जगातल्या शेकडो वैज्ञानिकांनी ‘ह्युमन जीनोम प्रॉजेक्ट’ २००३ साली पूर्ण केला. आता आपण आपला वैयक्तिक जीनोम सीक्वेन्स एका सीडीवर डाऊनलोड करू शकतो. यामध्ये  शरीरातल्या २५,००० जीन्सची माहिती असते. यामुळेच डेव्हिड बाल्टिमोर हा नोबेल पुरस्कार विजेता जीवशास्त्राला ‘इन्फर्मेशन सायन्स’ म्हणतो. याचं कारण गेल्या काही दशकात मेडिसिन, क्वांटम थिएरी आणि कॉम्प्युटर्स या तीनही क्षेत्रात क्रांतिकारक बदल झाले. डीएनएच्या रेणूमधल्या आणि प्रोटीन्समधल्या अणूंची रचना कशी असते, हे क्वांटम थिएरीमुळे आपल्याला अचूकपणे कळू शकतं. एकेकाळी अशक्य किंवा प्रचंड अवघड वाटणारी जीन सीक्वेन्सिंगसारखी गोष्ट आता रोबॉट्स चटकन करतात. एकेकाळी हे सीक्वेन्सिंग करायला प्रत्येकी कित्येक कोटी रुपये लागायचे. स्टॅन्फर्डच्या स्टीफन आर. क्वेक यानं ही किंमत फक्त ५०,००० डॉलर्स (३७.५ लाख रु.)वर आणली आहे. काहीच काळात ही किंमत फक्त १००० डॉलर्स (७५,००० रु.) होईल, अशी आशा आहे. भविष्यात ती आणखीनच कमी होईल. मग जगातला प्रत्येक माणूस आपल्या आयुष्याचा जीनोम कोड एका सीडीवर किंवा पेन ड्राईव्हवर घेऊन फिरेल. पण, या सीक्वेन्सिंगचा उपयोग काय? आणि इथेच बायोइन्फोर्मेटिक्स आणि आर्टिफिशियल इंटेलिजन्स येतं. समजा, अल्झायमर झालेल्या हजारो रुग्णांचे हे भलामोठे जीनोम सीक्वेन्सेस आपण एखाद्या कॉम्प्युटरला फीड केले, तर आर्टिफिशियल इंटेलिजन्स वापरून प्रचंड वेगानं हे सीक्वेन्सेस स्कॅन करून त्यातले कुठल्या स्थानावरचे कुठले जीन्स अल्झायमरसाठी कारणीभूत आहेत, हे पॅटर्न रेकग्निशन आणि आर्टिफिशियल इंटेलिजन्समध्ये वापरली जाणारी इतर तंत्र वापरून शोधता येतं. बायोलॉजी आणि इन्फर्मेटिक्स यांच्या या मिलाफालाच ‘बायोइन्फोमॅटिक्स’ असं म्हणतात. हेच तंत्र वापरून कॅन्सर्स, डायबेटीस, हृदयविकार, ऑटिझम, स्क्रीझोफ्रेनिया आणि इतरही अनेक वेगवेगळ्या रोगांविषयी बरीच माहिती मिळू शकते. यांचे फायदे दोन. एक म्हणजे लहानपणीच हे सीक्वेन्सिंग केलं तर पुढे कुठले रोग होण्याची शक्यता आहे हे कळू शकतं आणि आपल्याला तो रोग होऊ नये म्हणून आपण काळजी (व्यायाम, आहार, औषधं...) घेऊ शकतो. पण याच्या पुढे जाऊन उद्याच्या जगात तो ‘खराब’ जीन काढून त्या जागी ‘चांगला जीन’ बसवण्याची थेरपी सुरू झाली, तर यातल्या बहुसंख्य रोगांवर मातही करता येईल !

(ख्यातनाम लेखक, सहलेखिका-आसावरी निफाडकर)

(godbole.nifadkar@gmail.com)