सेल अस्तित्व को मापने का एक बेहतर तरीका

कैंसर की दवाओं के विकास के लिए विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं पर रासायनिक यौगिकों के विषाक्त प्रभावों को मापना महत्वपूर्ण है, जो अपने लक्षित कोशिकाओं को मारने में सक्षम होना चाहिए. पर्यावरण विनियमन जैसे क्षेत्रों में कोशिका अस्तित्व का विश्लेषण करना भी एक महत्वपूर्ण कार्य है, स्वस्थ कोशिकाओं पर संभावित हानिकारक प्रभावों के लिए औद्योगिक और कृषि रसायनों का परीक्षण करना.

एमआईटी जैविक इंजीनियरों ने अब एक नया विषाक्तता परीक्षण तैयार किया है जो आज उपयोग किए जाने वाले कुछ सबसे लोकप्रिय परीक्षणों की तुलना में कहीं अधिक संवेदनशीलता के साथ कोशिका अस्तित्व पर रासायनिक प्रभाव को माप सकता है।. यह स्वर्ण-मानक परीक्षण से भी बहुत तेज़ है, जिसका व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता क्योंकि परिणाम आने में दो से तीन सप्ताह लग जाते हैं. इस प्रकार नया परीक्षण दवा कंपनियों और अकादमिक शोधकर्ताओं को नई दवाओं की अधिक तेजी से पहचान और मूल्यांकन करने में मदद कर सकता है.

“साइटोटॉक्सिसिटी परीक्षण जीवन विज्ञान में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले परीक्षणों में से एक है,बेविन एंगेलवर्ड कहते हैं, एमआईटी में जैविक इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक.

और एन.जी.ओ, एक पूर्व एमआईटी स्नातक छात्र और पोस्टडॉक, कागज के प्रमुख लेखक हैं, जो फरवरी में दिखाई देता है. 5 मुददा सेल रिपोर्ट. अन्य लेखकों में त्ज़े खी चान शामिल हैं, सिंगापुर-एमआईटी एलायंस फॉर रिसर्च एंड टेक्नोलॉजी में एक पूर्व स्नातक छात्र (बुद्धिमान); जिंग जीई, एक पूर्व एमआईटी स्नातक छात्र; और लियोना सैमसन, एनजीओ के सह-सलाहकार और जैविक इंजीनियरिंग के एमआईटी प्रोफेसर एमेरिटा.

उत्तरजीविता मापना

कोशिका अस्तित्व को मापने के लिए पारंपरिक परीक्षण, कॉलोनी गठन परख के रूप में जाना जाता है, कोशिकाओं को रासायनिक यौगिक या विकिरण जैसे किसी अन्य हानिकारक एजेंट के संपर्क में लाने के बाद दो से तीन सप्ताह तक टिशू कल्चर व्यंजनों में कोशिका कालोनियों को बढ़ाना शामिल है. एक शोधकर्ता यह निर्धारित करने के लिए कॉलोनियों की संख्या की गणना करता है कि उपचार ने कोशिकाओं के अस्तित्व को कैसे प्रभावित किया.

इस अध्ययन के लिए एंगेलवर्ड की प्रेरणा का एक हिस्सा स्नातक छात्र के रूप में ऐसी कॉलोनियों की गिनती करने में बिताए गए लंबे घंटों की स्मृति थी.

“गिनती वास्तव में श्रमसाध्य और दर्दनाक रूप से कठिन है क्योंकि आपको लगातार निर्णय लेना पड़ता है कि कॉलोनी बनाम मलबा क्या है," वह कहती है. “अब बहुत कम लोग कॉलोनी निर्माण परख का उपयोग करते हैं क्योंकि यह कठिन है, बहुत धीमी गति से, और भारी मात्रा में कोशिका वृद्धि मीडिया की आवश्यकता होती है, इसलिए आपको परीक्षण किए जाने वाले यौगिक की बहुत अधिक आवश्यकता है।"

हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने अन्य तरीकों का उपयोग करना शुरू कर दिया है जो तेज़ हैं लेकिन कॉलोनी गठन परख के समान सटीक और संवेदनशील नहीं हैं. ये परीक्षण सीधे कोशिका वृद्धि को मापते नहीं हैं बल्कि माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन का विश्लेषण करते हैं.

एंगेलवर्ड और सहकर्मियों ने एक ऐसा परीक्षण विकसित करने की योजना बनाई जो कॉलोनी गठन परख की सटीकता और संवेदनशीलता से मेल खाते हुए कुछ ही दिनों में परिणाम उत्पन्न कर सके।. उन्होंने जिस प्रणाली का आविष्कार किया, जिसे वे माइक्रोकॉलोनीचिप कहते हैं, इसमें एक प्लेट पर छोटे-छोटे कुएं होते हैं. उपचारित और अनुपचारित कोशिकाओं को इन कुओं में रखा जाता है और ग्रिड पैटर्न में बहुत छोटी कॉलोनियां बनाना शुरू कर देती हैं. बस कुछ ही दिनों में, इससे पहले कि कॉलोनियां नग्न आंखों को दिखाई देने लगें, शोधकर्ता कोशिकाओं के डीएनए की छवि लेने के लिए माइक्रोस्कोप का उपयोग कर सकते हैं, जिसे फ्लोरोसेंटली लेबल किया गया है.

मूल रूप से पूर्व एमआईटी पोस्टडॉक डेविड वुड और एमआईटी प्रोफेसर संगीता भाटिया द्वारा विकसित कोड को संशोधित करके, शोधकर्ताओं ने एक सॉफ्टवेयर प्रोग्राम बनाया जो प्रत्येक कुएं में फ्लोरोसेंट डीएनए की मात्रा को मापता है और फिर गणना करता है कि कोशिका में कितनी वृद्धि हुई. उपचारित और अनुपचारित कोशिकाओं की वृद्धि की तुलना करके, शोधकर्ता जिस भी यौगिक का अध्ययन कर रहे हैं उसकी विषाक्तता निर्धारित कर सकते हैं.

एमआईटी जैविक इंजीनियरों ने कई सेल कॉलोनियों को विकसित करके और उनके फ्लोरोसेंटली लेबल वाले डीएनए की इमेजिंग करके सेल अस्तित्व दर को तेजी से मापने का एक तरीका विकसित किया है।. छवि: और एन.जी.ओ

“हमारे पास फ्लोरोसेंट इमेजिंग करने के लिए एक स्वचालित स्कैनिंग प्रणाली है, और उसके बाद, छवि विश्लेषण पूरी तरह से स्वचालित है,एनजीओ का कहना है.

शोधकर्ताओं ने अपने नए परीक्षण की तुलना स्वर्ण-मानक कॉलोनी गठन परख से की और पाया कि परिणाम अप्रभेद्य थे. वे मानव लिम्फोब्लास्टोइड कोशिकाओं पर गामा विकिरण के प्रभाव पर डेटा को सटीक रूप से पुन: पेश करने में भी सक्षम थे, एकत्र किया हुआ 20 वर्षों पहले कॉलोनी गठन परख का उपयोग किया गया था. माइक्रोकॉलोनीचिप का उपयोग करना, शोधकर्ताओं ने तीन दिनों में अपना डेटा प्राप्त किया, तीन सप्ताह के बजाय.

“हम विकिरण अध्ययनों को पुन: पेश करने में सक्षम थे 20 बहुत साल पहले, उन्होंने जो किया उससे कहीं अधिक आसान प्रक्रिया का उपयोग करना,एंगेलवर्ड कहते हैं.

अधिक संवेदनशीलता

शोधकर्ताओं ने अपने नए परीक्षण की तुलना उन दो विषाक्तता परीक्षणों से भी की जो शोधकर्ताओं और दवा कंपनियों द्वारा सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं, XTT और सेलटाइटर-ग्लो के नाम से जाना जाता है (सीटीजी). ये दोनों परीक्षण कोशिका व्यवहार्यता के अप्रत्यक्ष उपाय हैं: एक्सटीटी कोशिकाओं की टेट्राजोलियम को तोड़ने की क्षमता को मापता है, सेलुलर चयापचय में एक महत्वपूर्ण कदम, और सीटीजी एटीपी के इंट्रासेल्युलर स्तर को मापता है, अणु जिनका उपयोग कोशिकाएं ऊर्जा संग्रहित करने के लिए करती हैं.

“माइक्रोकॉलोनीचिप XTT परख की तुलना में बहुत अधिक संवेदनशील है, तो यह वास्तव में आपको कोशिका अस्तित्व में सूक्ष्म परिवर्तन देखने की क्षमता देता है, और यह कलाकृतियों के प्रति अधिक मजबूत होने के साथ-साथ सीटीजी परख जितना ही संवेदनशील है,एंगेलवर्ड कहते हैं.

नए परीक्षण का उपयोग करना, शोधकर्ताओं ने कीमोथेरेपी के लिए उपयोग की जाने वाली दो डीएनए-हानिकारक दवाओं के प्रभावों की जांच की और पाया कि वे पारंपरिक कॉलोनी गठन परख का उपयोग करके प्राप्त परिणामों को सटीक रूप से पुन: पेश कर सकते हैं।. “अब हम यह प्रदर्शित करने की उम्मीद में उन अध्ययनों का विस्तार करने की योजना बना रहे हैं कि परीक्षण कई प्रकार की दवाओं और कोशिकाओं के लिए काम करता है,एनजीओ का कहना है.

औषधि विकास के लिए उपयोगी होने के अलावा, यह परीक्षण संभावित हानिकारक प्रभावों के लिए रासायनिक यौगिकों के परीक्षण के लिए जिम्मेदार पर्यावरण नियामक एजेंसियों के लिए भी सहायक हो सकता है, एंगेलवर्ड कहते हैं. एक अन्य संभावित अनुप्रयोग व्यक्तिगत चिकित्सा में है, जहां इसका उपयोग उपचार चुनने से पहले रोगी की कोशिकाओं पर विभिन्न प्रकार की दवाओं का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है.

स्रोत: एचटीटीपी://news.mit.edu, ऐनी ट्रैफ्टन द्वारा