চিকিৎসার জন্য ব্যবহৃত হবে জীনগত ভাবে পরিবর্তিত রেশম বা স্পাইডার সিল্ক

আপনার স্বাস্থ্য দীপান্বিতা সূত্রধর || 16 May 2018

সিল্ক বা রেশম সুতা এর ধারণক্ষমতা আর শক্তিশালী হওয়ার কারণে অনেক আগে থেকে সিল্ক নিয়ে অনেক ধরণের গবেষণা চলছে। তারই মধ্যে গবেষকরা চিকিৎসা ক্ষেত্রে কিভাবে রেশম সুতা ব্যবহার করা যায় তা নিয়ে গবেষণা চালাচ্ছেন।


চীনে খ্রিস্টের জন্মের ২০০০ বছর আগে রেশম কীট থেকে রেশম সুতা তৈরির পদ্ধতি আবিষ্কৃত হয় বলে ধারণা করা হয়। চীনের সম্রাজ্ঞী লেইজু প্রথম রেশম পোকা থেকে যে সুতা আবিষ্কার করেন- এই কাহিনী আমরা কম বেশি সবাই জানি। সিল্ক বা রেশম সুতা তার ধারণ ক্ষমতা আর শক্তিশালী হওয়ার কারণে বিজ্ঞানীগণ এর আগে এই সিল্ক নিয়ে অনেক ধরণের গবেষণা করেছেন। যুদ্ধে ব্যবহার করা যায় এরকম বুলেট প্রতিরোধক সিল্কের তৈরি পোশাক- এ নিয়েও গবেষণা চলছে। তারই মধ্যে গবেষকরা চিকিৎসা ক্ষেত্রে কিভাবে রেশম সুতা ব্যবহার করা যায় তা নিয়ে গবেষণা চালাচ্ছেন।
সম্প্রতি, পারডু বিশ্ববিদ্যালয়ের ম্যাটেরিয়াল বিজ্ঞানী কিম ইয়াং তার এক গবেষণা রিপোর্টে জানান যে সিল্ক বা রেশম সুতা মানবদেহের ক্ষত অনেক দ্রুত সারাতে সক্ষম। গবেষকরা ল্যাবে রেশম সুতায় যেসব প্রাকৃতিক প্রোটিন পাওয়া যায়, তা নিয়ে গবেষণা করছেন। এই প্রোটিনগুলো নির্দিষ্ট আলোতে সক্রিয় হয় এবং বিশেষ ধরণের রাসায়নিক বিক্রিয়া সৃষ্টি করে যা রোগজীবাণু রোধ করতে পারে সহজেই। এছাড়াও জীনগতভাবে পরিবর্তিত সিল্কের আরও একটি বৈশিষ্ট হল এটির তাপধারণ ক্ষমতা বেশ কম, তাই এর মধ্যে দিয়ে সহজেই আলো বাতাস চলাচল করতে পারে।
কিম ইয়াং ল্যাবে এমক্যাট২ নামে একটা প্রোটিন দিয়ে মূলত রেশম কীটকে জীনগতভাবে বা জেনেটিক্যালি পরিবর্তিত করা হয়। এর ফলে লাল রঙের একধরনের সিল্ক উৎপন্ন হয়। পরে এই সিল্কে পরীক্ষামূলকভাবে প্রায় এক ঘণ্টা ধরে এই লাল রঙের সিল্কের উপরে সাধারণ লেড আলো ফেললে এবং এর উপর ই. কোলাই ব্যাকটেরিয়া দিলে তা ধীরে ধীরে নিষ্প্রাণ হয়ে যায়। হাইড্রোজেন পারক্সাইড দিয়ে ব্যাকটেরিয়া যেভাবে ধ্বংস হয়ে যায়, এই সিল্কও সেইভাবে কাজ করে। ল্যাবে বানানো বিশেষ ধরণের এই সিল্কের শীতলীকরণ বৈশিষ্ট আর ব্যাকটেরিয়া দমনের ক্ষমতা থাকায় ভবিষ্যতে চিকিৎসা ক্ষেত্রে বিশেষ অবদান রাখবে বলে আশাবাদী বিজ্ঞানীরা।   
শুধু দেহের বাইরেই না জেনেটিক্যালি পরিবর্তিত এই সিল্ক বেশ শক্ত আর স্থিতিস্থাপক হওয়ায় শরীরের ভিতরে ক্ষতস্থানে সেলাই এমনকি ফাটল হাড় জোড়া দেয়ার জন্য ব্যবহার করা যাবে বলে আশা করা যায়। মেই ওয়েই, কানাটিকাট বিশ্ববিদ্যালয়ের ম্যাটেরিয়াল বিজ্ঞানী ও তার দল মাকড়সার জাল থেকে যে সিল্ক হয় তা দিয়ে ভাঙ্গা হাড় বা টেন্ডন জোড়া দেয়ার জন্য বিশেষ ধরণের উপাদান আবিষ্কার করেছেন। সাধারণত যখন হাড়ে ফাটল বা চিড় ধরে তখন সেসব জায়গা ঠিক করার জন্য ধাতবপাত ইমপ্ল্যান্ট করা হয় বা হাড়ের সাথে বসানো হয়। কিন্তু এই ব্যাপারটা বেশির ভাগ সময়েই ঝুঁকিপূর্ণ। ধাতব পাতের কারণে অনেক সময় ভাঙ্গা হাড় ঠিক না হয়ে আবার হাড় ফাটলের কারণ হয়ে দাঁড়ায়। কিন্তু মেই জানান তিনি ও তার দল মাকড়সা বা স্পাইডার সিল্কে ফিব্রোইন নামের একধরণের প্রোটিন পেয়েছেন- তার সাথে বিশেষ ধরণের পলিমার জাতীয় দ্রব্য যোগ করলে বেশ শক্ত একধরণের উপাদান পাওয়া যায় যা ফাটল হাড়কে অনেক সহজেই জোড়া লাগাতে পারবে। এই স্পাইডার সিল্ক হাড় জোড়া লাগিয়ে নিজে থেকেই শরীরে মিশে যাবে- এইটাই এই সিল্কের অনন্য বৈশিষ্ট।
বিশেষ গুণাবলী থাকলেও সিল্ক বা রেশম উৎপাদন করা বেশ ব্যয়বহুল। তার সাথে রেশম কীট অনেক দুর্লভ তাই রেশম কীট বা সিল্কওয়ার্ম কেউ চাষ করতে চায় না। গবেষকরা গাছে যে ন্যানো সেলুলোজ পাওয়া যায় তার সাথে সিল্ককে একত্রিত করে এই সমস্যার সমাধান করতে পারবেন বলে আশা করছেন। স্পাইডার সিল্ক কিংবা লাল রঙের বিশেষ সিল্ক মানবদেহে ব্যবহারের আগে সেগুলোকে এখনো ল্যাবে পরীক্ষা নিরীক্ষা করা হচ্ছে। সব ঠিক মত চললে ক্লিনিক্যাল ট্রায়ালের পরে পুরোদমে চিকিৎসা খাতে সিল্ক ব্যবহৃত হবে বলে আশা করছেন গবেষকরা।

Re-engineered silk can be used in medical science for healing wounds

Health Dipanwita Sutradhar on 16 May 2018

Because of silks' unique features scientists have done a lot of research on silk for many reasons. Researchers have paid attention to silk material because it is surprisingly strong, making it useful for healing wounds.


It is alleged that making silk fiber has been discovered in China, 2000 years before Jesus Christ's birth. A Chinese empress Leizu, who first discovered silk from the silkworm- more or less we all know about this story. Because of its unique features scientists have done a lot of research on silk for many reasons. Besides, researchers have paid attention to silk material because it is surprisingly strong, making it useful for bulletproof vests and body armor. 
Recently, Perdue University's material scientist Kim Young said in a research paper that silk is able to cure the wounds of the human body very quickly. However, scientists have found a special kind of natural proteins in silk. These proteins can be activated in a specific light. A special chemical reaction occurs when the light is reflected on the silk and this reaction helps to kill bacteria. Another feature of silk is that the heat capacity is very low so that light air can easily pass through it.
Kim Young inserted a protein named mKate2 in silkworm’s DNA to modify it genetically and this resulted in a red-colored silk. These silkworms then formed a red, glowing silk which is activated by visible green light. When the scientists put some E. coli bacteria on the red silk and shined a green light on it for an hour, the survival rate of the bacteria decreased by nearly 50 percent. The silk works the same way that bacteria are destroyed with hydrogen peroxide. The specialty of this lab made silk is the ability to suppress bacteria and scientists hope to make a special contribution to the medical field by this kind of genetically processed silk.
The genetically modified silk is not only exclusively useful for outside of the body but also because it is very strong and elastic. It is expected that this kind of genetically modified silk can be used to heal fractured bones. Mei Wei, scientists at the University of Connecticut discovered special elements from spider silk. Normally, when the bones are fractured, the metal plate is implanted to fix those areas. But this is very risky for patients. Sometimes due to a metallic plate, broken bones can be affected. But Mei Wei said that she and her team found a protein in spider silk called fibroin. The team joint the protein with a form of plastic and a type of calcium that’s found in our bones. The resultant product is much stronger than natural bone. Furthermore, Wei said that it has the highest-recorded strength for a material that can be engrossed in the body. This spider silk bone will be attached to the body itself and this is one of the unique features of this silk.
Though silk has special qualities, it is quite expensive. The material inside trees, called wood-based nano-cellulose is strong and cheap. A possible resolution is to combine the two into an inexpensive and even better material. Researchers are hoping that the medical sector will soon be used in silk after clinical trials if all goes well.