প্রাণঘাতী ব্যাকটেরিয়াকে মানুষের ব্যবহারের উপযোগী করে জন্ম হয়েছে বোটক্সের। দশকের পর দশক গবেষণাগারে চাষের ফলে বিপজ্জনক ব্যাকটেরিয়া পরিণত হয়েছে চিকিৎসা ও সৌন্দর্যচর্চার এই গুরুত্বপূর্ণ উপকরণে। এর সঙ্গে আবার যুক্তরাষ্ট্রের ইতিহাসের নানা ঘটনার যোগসূত্র খুঁজে পেয়েছেন গবেষকেরা।
বিজ্ঞানবিষয়ক সাময়িকী সায়েন্স-এ (Science.org) ১৬ অক্টোবর প্রকাশিত এক প্রতিবেদনে এসব তথ্য তুলে ধরা হয়েছে। গবেষণাটি ১৫ অক্টোবর প্রসিডিংস অব দ্য ন্যাশনাল একাডেমি অব সায়েন্সেস (PNAS) সাময়িকীতে প্রকাশিত হয়।
প্রাণঘাতী ব্যাকটেরিয়া থেকে কীভাবে তৈরি হলো বোটক্সের মতো বহুল ব্যবহৃত প্রসাধনী পণ্য? এক হাজারেরও বেশি ব্যাকটেরিয়ার জিনোম বিশ্লেষণ করে এর উত্তর খুঁজে পেয়েছেন গবেষকেরা। তাদের গবেষণায় উঠে এসেছে, কয়েক দশক ধরে গবেষণাগারে একটি বিপজ্জনক ব্যাকটেরিয়ার চাষ করতে গিয়ে বিজ্ঞানীরা নিজেদের অজান্তেই এর বিবর্তনে ভূমিকা রেখেছেন। এর ফলে ব্যাকটেরিয়াটি এমন বৈশিষ্ট্য অর্জন করেছে, যা চিকিৎসা ও সৌন্দর্যশিল্পে এর ব্যবহারকে আরও কার্যকর করেছে।
যুক্তরাষ্ট্রের ইতিহাসের কয়েকটি বিচ্ছিন্ন ঘটনা—১৯১৯ সালের বিষক্রিয়ায় পাঁচজনের মৃত্যু, ১৯২০-এর দশকে ক্যানজাত খাদ্যশিল্পকে রক্ষার উদ্যোগ, দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় জৈবিক অস্ত্র তৈরির কর্মসূচি এবং কিউবার নেতা ফিদেল কাস্ত্রোকে হত্যার জন্য সিআইএর (CIA) একটি ষড়যন্ত্র—এই গবেষণার সূত্র ধরে এক সুতোয় গাঁথা হয়েছে।
প্রাণঘাতী ব্যাকটেরিয়া থেকে মৃত্যুর ঝুঁকি
গবেষণার কেন্দ্রে রয়েছে ক্লস্ট্রিডিয়াম বটুলিনাম (Clostridium botulinum) নামের একটি ব্যাকটেরিয়া। এর তৈরি নিউরোটক্সিন স্নায়ুর মধ্যে যোগাযোগব্যবস্থায় ব্যাঘাত ঘটায়। ফলে পেশি অবশ হয়ে যায় এবং আক্রান্ত ব্যক্তির শ্বাসরোধে মৃত্যু হতে পারে। বটুলিনাম নিউরোটক্সিন (BoNT) নামে পরিচিত এই বিষ সমপরিমাণের হিসাবে প্রাকৃতিকভাবে পাওয়া সবচেয়ে প্রাণঘাতী পদার্থগুলোর একটি।
অক্সিজেনবিহীন পরিবেশে, যেমন সংরক্ষিত খাবারের ভেতরে, এই ব্যাকটেরিয়ার স্পোর সক্রিয় হয়ে উঠতে পারে। এরপর সেগুলো বিষ উৎপাদনকারী ব্যাকটেরিয়ায় পরিণত হয়।
১৯১৯ সালে যুক্তরাষ্ট্রের ক্যালিফোর্নিয়ার কাচের বয়ামে সংরক্ষিত জলপাইয়ের মধ্যে থাকা স্পোর থেকে এমন ঘটনাই ঘটেছিল। ইতিহাসে ঘটনাটি ‘গ্রেট অলিভ পয়জনিং অব ১৯১৯’ নামে পরিচিত।
ওই ঘটনার মধ্যে ডেট্রয়েটের শিল্পপতি মারে সেলস ও তার স্ত্রীর আয়োজিত একটি নৈশভোজও ছিল। এতে বিষক্রিয়ায় দম্পতির দুই সন্তান, একজন অতিথি এবং দুই গৃহকর্মীর মৃত্যু হয়। এ নিয়ে দ্য ফিলাডেলফিয়া ইনকোয়ারার পত্রিকায় শিরোনাম হয়েছিল, ‘হাউ ডেথ কেইম, আনবিডেন, টু মিসেস সেলস ডিনার পার্টি’। এ ছাড়া আরও দুটি অঙ্গরাজ্যে একই ঘটনায় নয়জনের মৃত্যু হয়।
ক্যানজাত খাদ্যশিল্প বাঁচাতে গবেষণা
এসব মৃত্যুর ঘটনা দ্রুত বিকাশমান ক্যানজাত খাদ্যশিল্পের জন্য বড় হুমকি হয়ে দাঁড়ায়। এর পরিপ্রেক্ষিতে অণুজীববিজ্ঞানের গবেষণায় নতুন গতি আসে। একই সঙ্গে ক্যালিফোর্নিয়ায় একটি আইন করা হয়, যাতে খাদ্য উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠানগুলোকে তাদের পণ্য আরও উচ্চ তাপমাত্রায় প্রক্রিয়াজাত করতে বাধ্য করা হয়।
এই ব্যাকটেরিয়ার বিরুদ্ধে গবেষণায় যুক্ত হন ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের ব্যাকটেরিওলজিস্ট ইভান ক্লিফোর্ড হল। তিনি C. botulinum ব্যাকটেরিয়ার বিভিন্ন নমুনার একটি সংগ্রহ গড়ে তোলেন।
এর মধ্যে ‘হল এ’ (Hall A) নামে পরিচিত একটি নমুনা গবেষণাগারে বারবার বংশবিস্তারের মাধ্যমে চাষ করা হতে থাকে। এ প্রক্রিয়ায় ব্যাকটেরিয়াটি মানুষের নিয়ন্ত্রিত পরিবেশের সঙ্গে খাপ খাইয়ে নেয়। উদ্ভিদ, প্রাণী ও অন্যান্য অণুজীবের ক্ষেত্রে যেমন মানুষের হস্তক্ষেপে বিবর্তন ঘটেছে, এখানেও তেমনটি ঘটে।
হল এ তার স্পোর তৈরির ক্ষমতা হারিয়ে ফেলে। এতে বিজ্ঞানীদের পক্ষে ব্যাকটেরিয়াটি থেকে বটুলিনাম নিউরোটক্সিন বিশুদ্ধ করা সহজ হয়। একই সঙ্গে এটি বিপুল পরিমাণে বিষ উৎপাদন করতে শুরু করে।
এসব বৈশিষ্ট্যের কারণে যুক্তরাষ্ট্রের সামরিক গবেষকদের কাছে হলের এই ব্যাকটেরিয়ার নমুনা বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। ১৯৪২ সালে তারা এটি ব্যবহার করে জৈবিক অস্ত্র এবং বটুলিনাম বিষের বিরুদ্ধে একটি টিকা তৈরির কাজ শুরু করেন।
ফিদেল কাস্ত্রোকে হত্যার ষড়যন্ত্রেও ব্যবহারের পরিকল্পনা
সামরিক বাহিনী হল এ ব্যাকটেরিয়ার নমুনা অন্য গবেষকদেরও সরবরাহ করে। ১৯৬০-এর দশকের শুরুর দিকে সিআইএ কিউবার নেতা ফিদেল কাস্ত্রোকে হত্যার একটি পরিকল্পনা করে। পরিকল্পনা অনুযায়ী, তার একটি বাক্স সিগারের মধ্যে বটুলিনাম নিউরোটক্সিন মিশিয়ে দেয়ার কথা ছিল। তবে শেষ পর্যন্ত পরিকল্পনাটি বাস্তবায়িত হয়নি।
১৯৬৯ সালে যুক্তরাষ্ট্র তার জৈবিক অস্ত্র কর্মসূচি পরিত্যাগ করে। এর তিন বছর পর দেশটি জৈবিক অস্ত্র কনভেনশনে স্বাক্ষর করে।
এদিকে একই সময়ের কাছাকাছি এক সামরিক গবেষক হল এ ব্যাকটেরিয়ার একটি উপসংস্কৃতি সঙ্গে নিয়ে উইসকনসিন বিশ্ববিদ্যালয়ে যোগ দেন। পরে তিনি সেটি ক্যালিফোর্নিয়ার একজন চক্ষু বিশেষজ্ঞকে দেন।
ওই চিকিৎসক বানরের ওপর পরীক্ষা চালাতে শুরু করেন। তার লক্ষ্য ছিল, বটুলিনাম নিউরোটক্সিন চোখের পেশি শিথিল করতে পারে কি না, তা পরীক্ষা করা। এর মাধ্যমে স্ট্র্যাবিসমাস বা চোখের দুই দৃষ্টিরেখা একই দিকে না থাকার সমস্যার চিকিৎসা খুঁজছিলেন তিনি।
নতুন গবেষণাটির প্রধান লেখক এবং নর্দার্ন অ্যারিজোনা বিশ্ববিদ্যালয়ের অণুজীববিজ্ঞানী পল কাইম বলেন, ‘এটি আসলে তলোয়ারকে লাঙলে রূপান্তরের মতো একটি গল্প।’
চোখের চিকিৎসা থেকে বলিরেখা দূর করার পণ্য
১৯৮০-এর দশকে যুক্তরাজ্যের অণুজীববিজ্ঞানী অ্যান্ডি পিকেট ও অন্য গবেষকেরা ওষুধ কোম্পানিগুলোর সঙ্গে কাজ করে দেখতে পান, হল এ ব্যাকটেরিয়ার বংশধর থেকে উৎপাদিত বটুলিনাম নিউরোটক্সিনের অতি সামান্য মাত্রা—এক গ্রামের কয়েক শ কোটি ভাগের কয়েক ভাগ—মানুষের স্ট্র্যাবিসমাসের চিকিৎসায় কার্যকর হতে পারে।
১৯৮৯ সালে যুক্তরাষ্ট্রের খাদ্য ও ওষুধ প্রশাসন (এফডিএ) চোখের এই সমস্যা এবং চোখের পাতার খিঁচুনি চিকিৎসায় বিশুদ্ধ নিউরোটক্সিন ব্যবহারের অনুমোদন দেয়।
তবে চিকিৎসার সময় একটি অপ্রত্যাশিত বিষয় সামনে আসে। পিকেটের ভাষ্য অনুযায়ী, কিছু রোগী চিকিৎসককে বলতেন, তাদের মাইগ্রেনের ব্যথা চলে গেছে, মুখের বলিরেখাও আর দেখা যাচ্ছে না।
পরে দেখা যায়, বোটক্স নামে পরিচিত এই ওষুধের অতি সামান্য পরিমাণ চোখ, কপাল ও নাকের চারপাশে রেখা তৈরির জন্য দায়ী মুখের পেশিগুলোকে সাময়িকভাবে অবশ করে দিতে পারে। এর ফলে মুখের বলিরেখা কমে যায়।
বর্তমানে বোটক্স ছাড়াও বটুলিনাম নিউরোটক্সিনযুক্ত আরও কয়েক ডজন পণ্য রয়েছে। এসব পণ্যের উৎপাদনকারী কোম্পানিগুলোর মধ্যে মালিকানা এবং উৎপাদনপ্রক্রিয়ার গোপনীয়তা নিয়ে আইনি বিরোধও দেখা দিয়েছে।
পিকেট এসব মামলার কয়েকটিতে বিশেষজ্ঞ সাক্ষী হিসেবে কাজ করেছেন। কাইমও এ ধরনের মামলায় যুক্ত ছিলেন। এর আগে ২০০১ সালে যুক্তরাষ্ট্রে একাধিক হামলায় ব্যবহৃত অ্যানথ্রাক্সের উৎস অনুসন্ধানে তিনি এফবিআইয়ের সঙ্গে কাজ করেছিলেন।
জিনোম বিশ্লেষণে বিবর্তনের রহস্য উন্মোচন
বিভিন্ন কোম্পানির পণ্যে ব্যবহৃত ব্যাকটেরিয়ার নমুনাগুলোর মধ্যে পার্থক্য বুঝতে আইনজীবীদের বিবর্তনবিষয়ক বিশেষজ্ঞ রিচার্ড লেনস্কিকে যুক্ত করার পরামর্শ দেন কাইম। লেনস্কি মিশিগান স্টেট বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন বিবর্তনীয় জীববিজ্ঞানী।
১৯৮৮ সালে তিনি ইশেরিশিয়া কোলাই (Escherichia coli) ব্যাকটেরিয়ার ১২টি অভিন্ন জনগোষ্ঠী নিয়ে একটি পরীক্ষা শুরু করেন। কয়েক দশক ধরে এসব ব্যাকটেরিয়ার বিবর্তন পর্যবেক্ষণ করাই ছিল তার উদ্দেশ্য। প্রায় ৮৫ হাজার প্রজন্ম পার হলেও পরীক্ষাটি এখনো চলছে।
মামলার অংশ হিসেবে গবেষকেরা প্রকাশ্যে পাওয়া জিনোমের তথ্য এবং নিজেদের বিশ্লেষণ করা নমুনা ব্যবহার করে C. botulinum ব্যাকটেরিয়ার একটি বিবর্তনীয় বংশতালিকা তৈরি করেন।
তারা দেখতে পান, সেনাবাহিনীর হল এ নমুনা এবং এর বাণিজ্যিক বংশধরগুলো বংশতালিকার একটি অপ্রত্যাশিতভাবে দীর্ঘ শাখায় অবস্থান করছে। পিএনএএসে প্রকাশিত গবেষণাপত্রের সহলেখক লেনস্কির মতে, এর অর্থ হলো, ওই শাখার ব্যাকটেরিয়াগুলো তাদের নিকটাত্মীয় নমুনাগুলোর তুলনায় অনেক দ্রুত পরিবর্তিত হয়েছে।
লেনস্কি বলেন, বিষয়টি তাকে ই. কোলাই নিয়ে তার পরীক্ষার কথা মনে করিয়ে দেয়। ওই পরীক্ষায় গবেষণাগারে চাষ করা কিছু ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে স্বাভাবিকের চেয়ে দ্রুত মিউটেশন বা জিনগত পরিবর্তন ঘটতে দেখা গিয়েছিল। এসব নমুনার ডিএনএ মেরামতের সঙ্গে যুক্ত একটি জিনে ত্রুটি ছিল।
লেনস্কির পরামর্শে কাইম ও নর্দার্ন অ্যারিজোনা বিশ্ববিদ্যালয়ের অণুজীবের জিনোম বিশেষজ্ঞ জেসন সাহল হল এ ব্যাকটেরিয়ার আত্মীয় নমুনাগুলোতেও একই ধরনের ত্রুটি খুঁজতে শুরু করেন। তারা mutS নামের একটি জিনে মিউটেশন খুঁজে পান।
কাইমের ধারণা, হল যখন ব্যাকটেরিয়ার নমুনাটি নিয়ে কাজ করছিলেন, তখনই এই মিউটেশনটি তৈরি হয়েছিল। প্রাকৃতিক পরিবেশে এটি হয়তো দ্রুত হারিয়ে যেত। কিন্তু গবেষণাগারে এর বিস্তার ঘটে। কারণ, বিজ্ঞানীরা এমন ব্যাকটেরিয়ার নমুনা পছন্দ করতেন, যেগুলোতে এই মিউটেশনের প্রভাব দেখা যাচ্ছিল।
mutS জিনের স্বাভাবিক কাজের ব্যাঘাত ব্যাকটেরিয়াটির স্পোর তৈরির প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। এতে স্পোর তৈরিতে শক্তি ব্যয় না করে ব্যাকটেরিয়াটি দ্রুত বাড়তে পারে এবং অস্বাভাবিক বেশি পরিমাণে বিষ উৎপাদন করতে পারে।
কাইমের ভাষায়, ব্যাকটেরিয়াটির বিপাকীয় প্রক্রিয়াগুলো এখন প্রাকৃতিক পরিবেশে বসবাসের পরিবর্তে গবেষণাগারে টিকে থাকা ও বেড়ে ওঠার উপযোগী হয়ে উঠেছে।
চিকিৎসায় নতুন সম্ভাবনা, উৎপাদনেও সতর্কতা
গবেষণায় সরাসরি যুক্ত না থাকা এবং বর্তমানে অবসর নেয়া অ্যান্ডি পিকেট বলেন, এই কাজ জ্ঞানের একটি বড় ঘাটতি পূরণ করেছে।
চোখের চিকিৎসা ও চলাচলজনিত সমস্যার বিশেষজ্ঞ চক্ষু চিকিৎসক ও স্নায়ুরোগ বিশেষজ্ঞ হং লেইয়ের মতে, গবেষণাটি শুধু হল এ ব্যাকটেরিয়ার ইতিহাস এবং মানুষের নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে বিবর্তনের একটি আকর্ষণীয় চিত্র তুলে ধরেনি। এর আরও গুরুত্বপূর্ণ তাৎপর্য রয়েছে।
লেই বলেন, ‘এই ফলাফলগুলো মনে করিয়ে দেয়, জৈবিক চিকিৎসাপণ্য জীবন্ত জীব থেকে আসে। এসব জীবের চলমান বিবর্তন উৎপাদনপ্রক্রিয়া, পণ্যের সামঞ্জস্য এবং ভবিষ্যতের ওষুধ উন্নয়নে প্রভাব ফেলতে পারে।’
পিকেটের কাছে গবেষণাটির আরেকটি বিশেষ গুরুত্ব রয়েছে। এর মাধ্যমে ইভান ক্লিফোর্ড হলের অবদান সামনে এসেছে। পিকেট তাকে একজন উপেক্ষিত নায়ক হিসেবে দেখেন।
হলের সংগ্রহে থাকা কিছু অ্যানেরোবিক বা অক্সিজেন ছাড়াই বেঁচে থাকতে সক্ষম অণুজীবের নমুনা অন্য গবেষণাগারে পৌঁছেছিল। তবে সেগুলোর বড় অংশই এখন আর নেই।
পিকেট বলেন, ‘কেউ সেগুলো চাইত না।’
তার মতে, হল এ ব্যাকটেরিয়ার জিনগত বৈশিষ্ট্য উন্মোচন করা এমন একজন বিজ্ঞানীর প্রতি যথাযথ শ্রদ্ধা, যিনি অনেকটাই রহস্যের আড়ালে রয়ে গেছেন।