ల్యాబ్‌లో 'డేంజరస్' వైరస్లను పరిశోధించినప్పుడు శాస్త్రవేత్తలు అసలు ఏం చేస్తారు?...(ఆసక్తి)

                   ల్యాబ్‌లో 'డేంజరస్' వైరస్లను పరిశోధించినప్పుడు శాస్త్రవేత్తలు అసలు ఏం చేస్తారు?                                                                                                          (ఆసక్తి) 

సుమారు 1,400 తెలిసిన వ్యాధికారక సూక్ష్మజీవులు--వైరస్లు, బ్యాక్టీరియా, ఫంగీ, ప్రోటోజోవా మరియు హెల్ మింత్స్ అనేవి మానవులకు అతిపెద్ద వ్యాధికో లేదా మరణానికో కారణమవుతాయి.

ఒక ట్రిలియన్ వ్యక్తిగత జాతుల సూక్ష్మజీవులతో ఉన్న ప్రపంచంలో, శాస్త్రవేత్తలు కేవలం ఒక శాతంలో వెయ్యో వంతు మాత్రమే లెక్కించారు. ప్రజలను బెదిరించే ప్రతిదాన్ని పరిశోధకులు కనుగొని, వర్గీకరించడం ఎంతవరకు సాధ్యమవుతుంది?

అస్సలు అవకాశం లేదు. కానీ ఈ సూక్ష్మ శత్రువులను బాగా తెలుసుకోవడం ద్వారా చాలా జ్ఞానం పొందవచ్చు.

కాబట్టి రోజువారీ జీవితంలో ఈ ప్రమాదకరమైన సూక్ష్మజీవులను నివారించడం ముఖ్యమే అయినప్పటికీ,  శాస్త్రవేత్తలు అవి ఎలా పని చేస్తాయో తెలుసుకోవడానికి వాటిని దగ్గరగా మరియు వ్యక్తిగతంగా అధ్యయనం చేయడానికి ప్రేరేపించబడ్డారు. వాస్తవానికి, వాళ్ళు దీన్ని సాధ్యమైనంత సురక్షితంగా చేయాలనుకుంటారు.

"నేను బయోకంటైన్మెంట్ ప్రయోగశాలలలో పనిచేశాను మరియు ఇన్ఫ్లుఎంజా మరియు సార్స్-కొవ్-2 కరోనావైరస్తో సహా బ్యాక్టీరియా మరియు వైరస్లపై శాస్త్రీయ కథనాలను ప్రచురించాను" అని సూక్ష్మజీవుల పరిశోధనా శాస్త్రవేత్త జెర్రీ ఆర్ మలేయర్ తెలిపారు.

ఓక్లహోమా స్టేట్ యూనివర్శిటీలో, 10 పరిశోధనా బృందాలు ప్రస్తుతం బయోసెక్యూర్ ల్యాబ్‌లలో రోగకారక క్రిములను అధ్యయనం చేస్తున్నారు. వారు వైరస్లు మరియు బ్యాక్టీరియా యొక్క జన్యు వైవిధ్యాలను గుర్తించటమే కాకుండా అవి అతిధేయల కణాలలో ఎలా పనిచేస్తాయో అధ్యయనం చేస్తున్నారు.

ఈ ఆక్రమణదారులకు(రోగకారక సూక్ష్మజీవులకు)మానవ రోగనిరోధక వ్యవస్థ ఎలా స్పందిస్తుందో మరియు స్థూలకాయం, డయాబెటిస్ లేదా వృద్ధాప్య వయస్సు లాంటి కొమొర్బిడిటీలు ఉన్న  వారిలో ఎలా ప్రభావితమవుతుందని కొందరు పరిశోధన చేస్తున్నారు. మరికొందరు వ్యాధికారక సూక్ష్మజీవులను ఎలా గుర్తించి, వాటిని ఎలా తొలగించాలో దర్యాప్తు చేస్తున్నారు.

వ్యాధికారక కారకాలు ఎలా హాని కలిగిస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి ఈ రకమైన పరిశోధన మానవ మరియు పశువైద్య ఔషధానికి, అలాగే క్షీరదాలు, పక్షులు, చేపలు, మొక్కలు, కీటకాలు మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ఇతర జాతుల ఆరోగ్యానికి చాలా ముఖ్యమైనది.

సన్నద్ధులై ఉండటానికి ముందస్తు హెచ్చరిక

ఏ సూక్ష్మజీవి ఏ వ్యాధికి బాధ్యత, అది పర్యావరణంలో ఎక్కడ ఉంటుంది మరియు అది మానవుల సహజ రక్షణలను ఎలా అధిగమిస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం ఆధారంగా వ్యాధులను ఎలా నివారించవచ్చనే దాని గురించి గత శతాబ్దంలో శాస్త్రవేత్తలందరూ నేర్చుకున్నారు.

ఈ జీవులు ఏం చేస్తాయి, అవి ఎలా చేస్తాయో మరియు అవి ఎలా వ్యాపిస్తాయో అర్థం చేసుకోవడం వలన పరిశోధకులు వాటి విస్తరణను గుర్తించడం, తగ్గించడం మరియు నియంత్రించే చర్యలను అభివృద్ధి చేయడంలో ల్యాబ్ పరిశోధన సహాయపడుతుంది. ఆ సూక్ష్మజీవులు కలిగించే వ్యాధిని నయం చేయడం లేదా నివారించడం శాస్త్రవేత్తల లక్ష్యం. ఏ సూక్ష్మ జీవి ఏ వ్యాధికారకానికి ఎంత ప్రమాదకరమైనదో, శాస్త్రవేత్తలు దానిని అత్యవసరంగా అర్థం చేసుకోవాలి.

ఇక్కడే ప్రయోగశాల పరిశోధన వస్తుంది.

ఒక వ్యాధికారక సూక్ష్మ జీవి తనను తాను ఎలా మేనేజ్ చేసుకుంటుంది అనే  దానిపై శాస్త్రవేత్తలకు ప్రాథమిక ప్రశ్నలు ఉన్నాయి. అతిధి సెల్‌లోకి ప్రవేశించి, ప్రతిరూపాలను తయారు చేసుకోవటానికి ఇది ఏ యంత్రాలను ఉపయోగిస్తుంది? ఏ ప్రోటీన్లను తయారు చేయడానికి ఇది ఏ జన్యువులను సక్రియం చేస్తుంది?....ఇలాంటి సమాచారం రోగక్రిమిని తొలగించడానికి లేదా వ్యాధి చికిత్సలు లేదా వ్యాక్సిన్లకు దారితీసే వ్యూహాలను గుర్తించడానికి  ఉపయోగపడుతుంది. 

వ్యాధికారక కారకాల గురించి తెలిసిన విషయాల గురించిన గ్రంథాలయం పెరిగేకొద్దీ, అభివృద్ధి చెందుతున్న వ్యాధికారక కారకాన్ని ఎదుర్కొన్నప్పుడు పరిశోధకులు ఆ జ్ఞానాన్ని కొంతవరకు ఉపయోగించుకునే అవకాశం ఉంది.  

ప్రజలు ప్రపంచంలోని వివిధ ప్రాంతాలకు వెళ్ళినప్పుడు లేదా పర్యావరణ వ్యవస్థలను మార్చేటప్పుడు ప్రజలు కొత్త వ్యాధికారకాలను ఎదుర్కొంటారు. కొన్నిసార్లు ఒక వ్యాధికారక సూక్ష్మజీవి క్రొత్త వెక్టార్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది - అంటే ఆ సూక్ష్మ జీవి వేరే జీవి ద్వారా వెళ్ళవచ్చు - ఇది కొత్త ప్రాంతాలకు వ్యాపించి కొత్త జనాభాకు సోకుతుంది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా అభివృద్ధి చెందుతున్న అంటు వ్యాధులలో 70 శాతం జంతువుల ద్వారా ప్రజలకు వ్యాపిస్తాయి; వీటిని జూనోటిక్ వ్యాధులు అంటారు.

ఏమి జరుగుతుందో ఊహించే నిరాడంబరమైన సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండటానికి, ఈ మార్గాలు ఎలా పనిచేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం.

ప్రకృతిలో ఆధారాలను అందించగల నమూనాలు ఉన్నప్పటికీ, సూక్ష్మజీవుల ప్రపంచంలోని విపరీతమైన వైవిధ్యం మరియు ఈ జీవులు తమ సొంత రక్షణ మరియు మనుగడ కోసం కొత్త వ్యూహాలను రూపొందించుకునే వేగం, ప్రతిదాన్ని కనుగొన్నప్పుడు అధ్యయనం చేయడం మరియు అర్థం చేసుకోవడం అత్యవసరం.

ఇప్పుడు అసలు విషయం: ఈ పరిశోధనలు సురక్షితంగా చేయవచ్చా?

ఏ ప్రయత్నంలోనైనా సున్నా ప్రమాదం వంటివి ఏమీ లేవు. కానీ చాలా సంవత్సరాలుగా, పరిశోధకులు ప్రమాదకరమైన వ్యాధికారక పదార్థాలతో పనిచేయడానికి సురక్షితమైన ప్రయోగశాల పద్ధతులను అభివృద్ధి చేశారు.

ప్రతి అధ్యయనం  చేసే ముందు ఏమి చేయాలో, ఎలా చేయాలో, ఎక్కడ చేయాలో మరియు ఎవరి ద్వారా చేయాలో ముందుగానే నమోదు చేయాలి. ఈ వివరణలు స్వతంత్ర కమిటీలచే సమీక్షించబడతాయి. అధ్యయనం పని చేయడానికి కావలసిన ప్రణాళికలకు సురక్షితమైన మార్గాన్ని వివరిస్తాయి.

పరిసోధనా ల్యాబ్ సంస్థలో శిక్షణ పొందిన నిపుణులచే స్వతంత్ర అనుసరణ ఉంటుంది. కొన్ని సందర్భాల్లో, యుఎస్ సెంటర్స్ ఫర్ డిసీజ్ కంట్రోల్ అండ్ ప్రివెన్షన్, యుఎస్ వ్యవసాయ శాఖ లేదా రెండూ, పరిశోధకులు ఆమోదించిన విధానాలను మరియు నిబంధనలను అనుసరిస్తున్నారా లేదా అనేది నిర్ధారిస్తుంది.

ప్రమాదకరమైన వ్యాధికారకంతో పనిచేసే వారు రెండు సూత్రాలకు కట్టుబడి ఉంటారు. జీవ భద్రత: ఇది నియంత్రణను సూచిస్తుంది. శాస్త్రవేత్తలను మరియు వారి పరిసరాలను సురక్షితంగా ఉంచే అన్ని ఇంజనీరింగ్ నియంత్రణలు ఇందులో ఉన్నాయి: ప్రయోగశాల లోపల గాలి కదలికలను నియంత్రించడానికి బయో సేఫ్టీ క్యాబినెట్స్, డైరెక్షనల్ ఎయిర్ ఫ్లోస్ మరియు యాంటీరూమ్స్ అని పిలువబడే పరివేష్టిత, వెంటిలేటెడ్ వర్క్‌స్పేస్‌లు. ప్రత్యేక అధిక-సామర్థ్య కణ గాలి ఫిల్టర్లు (HEPA) ప్రయోగశాలలోనూ మరియు వెలుపల కదిలే గాలిని శుభ్రపరుస్తుంది.

పరిశోధకులు మంచి ప్రయోగశాల పని పద్ధతులకు కట్టుబడి ఉంటారు. ప్రతి ఒక్కరూ గౌన్లు, ముసుగులు మరియు చేతి తొడుగులతో సహా వ్యక్తిగత రక్షణ పరికరాలు వేసుకుంటారు. ప్రయోగశాలలో ఉన్నప్పుడు వారు పీల్చే గాలిని ఫిల్టర్ చేయడానికి కొన్నిసార్లు వాళ్ళు ప్రత్యేక రెస్పిరేటర్లను ఉపయోగిస్తారు. అదనంగా, వాళ్ళు అధ్యయనం చేస్తున్న వ్యాధికారకమును తరచుగా క్రియారహితం చేస్తారు - తప్పనిసరిగా దానిని వేరుగా తీసి పనిచేయకుండా చూస్తారు - మరియు ఒక సమయంలో ఒకటి లేదా కొన్ని ముక్కలపై పని చేస్తారు.   

అక్కడ బయోసెక్యూరిటీ ఉంటుంది. అనగా ఒక వ్యాధికారక సూక్ష్మ జీవి నష్ట పోవడం, దొంగతనం చేయబడటం, విడుదల చేయబడటం లేదా దుర్వినియోగాన్ని నివారించడానికి రూపొందించిన చర్యలు ఉంటాయి. వాటిలో యాక్సెస్ నియంత్రణలు, జాబితా నియంత్రణలు మరియు వ్యర్థాలను కలుషితం చేయడానికి మరియు పారవేయడానికి ధృవీకరించబడిన పద్ధతులు వివరించబడి ఉంటాయి. ఈ భద్రతా చర్యలలో భాగం వివరాలను వారికి దగ్గరగా ఉంచడం.

పరిశోధనా సంఘం నాలుగు స్థాయి జీవ భద్రత పద్ధతులను గుర్తిస్తుంది. తక్కువ భద్రత లేక సాధారణ ప్రయోగశాల ప్రదేశాలకు బయో సేఫ్టీ లెవల్-1; బయో సేఫ్టీ లెవల్-2 వర్తించబడతాయి. ఇక్కడి పరిసోధకులు ప్రజలకు లేదా జంతువులకు తీవ్రమైన ముప్పు కలిగించే సూక్ష్మజీవులతో పనిచేయరు.

బయో సేఫ్టీ లెవల్-3 ప్రయోగశాలలను సూచిస్తుంది. ఇక్కడ పరిశోధనలు చేసే సూక్ష్మ జీవుల వలన అధిక వ్యక్తిగత ప్రమాదం ఉంటుంది కాని సమాజ ప్రమాదం తక్కువగా ఉంటుంది. అనగా మానవ వ్యాధికి కారణమయ్యే వ్యాధికారకము ఉంటుంది కాని వ్యక్తి నుండి వ్యక్తికి వ్యాపించదు మరియు వ్యాధి తక్షణమే చికిత్స చేయబడగలదు.

బయో సేఫ్టీ లెవల్-4  అనేది వ్యాధికారక కారకాలతో పనిచేయడాన్ని సూచిస్తుంది. ఇక్కడి సూక్ష్మజీవులు ప్రజలకు, జంతువులకు లేదా రెండింటికి ఎక్కువ ప్రమాదం కలిగిస్తుంది మరియు వ్యక్తుల మధ్య సంక్రమిస్తుంది. దీనికి సమర్థవంతమైన చికిత్స అందుబాటులో ఉండకపోవచ్చు. బయో సేఫ్టీ లెవల్-4  ప్రయోగశాలలు చాలా అరుదు. ఒక అంచనా ప్రకారం ప్రపంచంలో 50 మాత్రమే ఉన్నాయి.

ప్రతి స్థాయిలో పెరిగే ప్రమాదంలో కార్మికులను సురక్షితంగా ఉంచడానికి మరియు ప్రమాదవశాత్తు లేదా హానికరమైన దుర్వినియోగాన్ని నిరోధించడానికి కఠినమైన జాగ్రత్తలు అవసరం.

సైన్స్ ఈ సూక్ష్మజీవులను విస్మరిస్తే ఏమిటి ప్రమాదం?

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ప్రపంచం అనేక రకాల వ్యాధికారక కారకాల వలన సంభవించే తీవ్రమైన వ్యాధిని చూసింది. శాస్త్రవేత్తలకు తెలిసిన వ్యాధికారక క్రిములే అయినా కూడా వాటి గురించి చాలా వరకు తెలియదు. ఇలాంటివి, ఇంకా ఎక్కువ తీవ్రతలు చూపే బయటి ప్రపంచంలో ఉన్న సూక్ష్మజీవులు కనుగొనబడలేదు.

శాస్త్రవేత్తలు ప్రయోగశాలలో కొత్త వ్యాధి వ్యాధికారక క్రిములను కనుగొన్నప్పుడు వాటిని అధ్యయనం చేయడం మరియు అవి వ్యక్తి నుండి వ్యక్తికి ఎలా వెళ్తాయో అర్థం చేసుకోవడం మరియు పరిస్థితుల ద్వారా అవి ఎలా ప్రభావితమవుతయో అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం; కాలక్రమేణా ఏ వైవిధ్యాలు అభివృద్ధి చెందుతాయి; మరియు సమర్థవంతమైన నియంత్రణ చర్యలను అభివృద్ధి చేయవచ్చు అనేది కూడా తెలుసుకోవటం చాలా అవసరం.

రాబిస్, వెస్ట్ నైలు వైరస్ మరియు ఎబోలా వంటి ప్రసిద్ధ వైరస్లతో పాటు, ఈ రోజు ప్రపంచంలో అనేక ముఖ్యమైన వ్యాధికారకాలు వ్యాప్తి చెందుతున్నాయి. ఇవి తీవ్రమైన ముప్పును కలిగి ఉన్నాయి. హాంటావైరస్లు, డెంగ్యూ, జికా వైరస్ మరియు నిపా వైరస్ అన్నీ వివిధ ప్రయోగశాలలలో పరిశోధనలో ఉన్నాయి. ఇక్కడ అవి ఎలా ప్రసారం అవుతాయనే దాని గురించి మరింత అర్థం చేసుకోవడానికి, వేగవంతమైన విశ్లేషణలను అభివృద్ధి చేయడానికి మరియు టీకాలు మరియు చికిత్సా విధానాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి పరిశోధకులు కృషి చేస్తున్నారు.

సూక్ష్మజీవులు భూగ్రహం మీద అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్నాయి. అవి మానవ ఆరోగ్యానికి, మొక్కలు మరియు జంతువుల ఆరోగ్యానికి చాలా ముఖ్యమైనవి. సాధారణంగా, ప్రజలు వాటి ఉనికికి అనుగుణంగా ఉండటం నేర్చుకున్నారు. దీనికి విరుద్ధంగా, నిజమైన హాని చేయగల సామర్థ్యం ఉన్న సూక్ష్మజీవుల గురించి శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పుడు చేయగలిగినంత అధ్యయనం చేయడం అర్ధమే. అప్పుడే తదుపరి మహమ్మారి దెబ్బకు జాగ్రత్త పడవచ్చు.

Images Credit: To those who took the original photos.

************************************************************************************************