'ऑर्गन-ऑन-ए-चिप’ रोग उपचार खोज में तेजी ला सकता है

शोधकर्ताओं ने एक त्रि-आयामी विकसित किया है “ऑर्गन-ऑन-ए-चिप,” जो कोशिकाओं की रीयल-टाइम निरंतर निगरानी को सक्षम बनाता है, और अनुसंधान में प्रयुक्त पशुओं की संख्या को कम करते हुए बीमारी के लिए नए उपचार विकसित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

युक्ति, जो देशी ऊतक संरचना से प्रेरित नरम स्पंज जैसी सामग्री से बने 3-डी ट्रांजिस्टर के अंदर कोशिकाओं को शामिल करता है, वैज्ञानिकों को कोशिकाओं और ऊतकों का नए तरीकों से अध्ययन करने की क्षमता देता है. कोशिकाओं को तीन आयामों में बढ़ने में सक्षम बनाकर, यह उपकरण शरीर में कोशिकाओं के बढ़ने के तरीके की अधिक सटीकता से नकल करता है.

तस्वीर: कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय

शोधकर्त्ता, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के नेतृत्व में, कहते हैं कि उनके उपकरण को कई प्रकार के अंगों को उत्पन्न करने के लिए संशोधित किया जा सकता है - एक चिप पर लीवर या एक चिप पर हृदय, उदाहरण के लिए-अंततः एक चिप पर शरीर की ओर ले जाया जाएगा जो यह अनुकरण करेगा कि विभिन्न उपचार पूरे शरीर को कैसे प्रभावित करते हैं.

उनका नोट लेने के बाद आने वाले इस मेगा कोर्स के प्रत्येक पाठ्यक्रम/अनुभाग को इस फ्रेम में देखा जाना चाहिए जर्नल में रिपोर्ट किया गया है विज्ञान उन्नति.

पारंपरिक रूप से, जैविक अध्ययन थे (और अभी भी हैं) पेट्री डिश में किया गया, जहां एक सपाट सतह पर विशिष्ट प्रकार की कोशिकाएं उगाई जाती हैं. जबकि 1950 के दशक के बाद से कई चिकित्सा प्रगति हुई है, पोलियो वैक्सीन भी शामिल है, पेट्री डिश में उत्पन्न हुए हैं, ये द्वि-आयामी वातावरण मानव कोशिकाओं के मूल त्रि-आयामी वातावरण का सटीक प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं, और भ्रामक जानकारी और नैदानिक ​​परीक्षणों में दवाओं की विफलता का कारण बन सकता है.

“द्वि-आयामी सेल मॉडल ने वैज्ञानिक समुदाय की अच्छी सेवा की है, लेकिन अब हमें अगली पीढ़ी के उपचारों को विकसित करने के लिए त्रि-आयामी सेल मॉडल की ओर बढ़ने की जरूरत है,रोइसिन ओवेन्स ने कहा, कैम्ब्रिज के केमिकल इंजीनियरिंग और जैव प्रौद्योगिकी विभाग से, और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक.

“त्रि-आयामी कोशिका संस्कृतियाँ हमें नए उपचारों की पहचान करने और यह जानने में मदद कर सकती हैं कि किन उपचारों से बचना चाहिए यदि हम उनकी सटीक निगरानी कर सकें,चारलाम्पोस पिट्सालिडिस ने कहा, केमिकल इंजीनियरिंग विभाग में एक पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता & जैव प्रौद्योगिकी, और अध्ययन के पहले लेखक.

अभी, 3-डी सेल और टिशू कल्चर बायोमेडिकल अनुसंधान का एक उभरता हुआ क्षेत्र है, वैज्ञानिकों को मानव अंगों और ऊतकों के शरीर विज्ञान का अध्ययन उन तरीकों से करने में सक्षम बनाना जो पहले संभव नहीं था. तथापि, जबकि ये 3-डी संस्कृतियाँ उत्पन्न की जा सकती हैं, वास्तविक समय में उनकी कार्यक्षमता का सटीक आकलन करने वाली तकनीक अच्छी तरह से विकसित नहीं हुई है.

“हमारे शरीर की अधिकांश कोशिकाएँ विद्युत संकेतों द्वारा एक दूसरे से संचार करती हैं, ताकि प्रयोगशाला में कोशिका संवर्धन की निगरानी की जा सके, हमें उनमें इलेक्ट्रोड जोड़ने की जरूरत है,ओवेन्स ने कहा. "हालाँकि, इलेक्ट्रोड काफी भद्दे होते हैं और उन्हें सेल कल्चर से जोड़ना मुश्किल होता है, इसलिए हमने पूरी चीज को उल्टा करने और कोशिकाओं को इलेक्ट्रोड के अंदर डालने का फैसला किया।

युक्ति, जो ओवेन्स और उनके सहयोगियों, विकसित एक पर आधारित है “पाड़” एक संवाहक बहुलक स्पंज का, एक इलेक्ट्रोकेमिकल ट्रांजिस्टर में कॉन्फ़िगर किया गया. कोशिकाओं को मचान के भीतर विकसित किया जाता है और फिर पूरे उपकरण को एक प्लास्टिक ट्यूब के अंदर रखा जाता है जहां कोशिकाओं के लिए आवश्यक पोषक तत्व प्रवाहित हो सकते हैं. मुलायम का उपयोग, पारंपरिक कठोर धातु इलेक्ट्रोड के बजाय स्पंज इलेक्ट्रोड कोशिकाओं के लिए अधिक प्राकृतिक वातावरण प्रदान करता है और विभिन्न उत्तेजनाओं के लिए किसी अंग की प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने में चिप प्रौद्योगिकी पर अंग की सफलता की कुंजी है।.

कोशिकाओं के कार्य की निगरानी के लिए चिप उपकरणों पर अन्य अंग को पूरी तरह से अलग करने की आवश्यकता होती है, लेकिन चूँकि कैम्ब्रिज के नेतृत्व वाला डिज़ाइन वास्तविक समय में निरंतर निगरानी की अनुमति देता है, विभिन्न रोगों के प्रभावों और संभावित उपचारों पर दीर्घकालिक प्रयोग करना संभव है.

“इस प्रणाली के साथ, हम ऊतक के विकास की निगरानी कर सकते हैं, और बाहरी दवाओं या विषाक्त पदार्थों की प्रतिक्रिया में इसका स्वास्थ्य,पिट्सालिडिस ने कहा. “विषाक्त विज्ञान परीक्षण के अलावा, हम ऊतक में एक विशेष रोग भी उत्पन्न कर सकते हैं, और उस बीमारी में शामिल प्रमुख तंत्रों का अध्ययन करें या सही उपचार खोजें।

शोधकर्ताओं ने एक विकसित करने के लिए अपने उपकरण का उपयोग करने की योजना बनाई है “आंत-ऑन-अ-चिप” और इसे एक के साथ संलग्न करें “ब्रेन-ऑन-ए-चिप” IMBIBE परियोजना के भाग के रूप में आंत माइक्रोबायोम और मस्तिष्क कार्य के बीच संबंधों का अध्ययन करने के लिए.

स्रोत: "क्योंकि अब हमें इस बात की बेहतर समझ है कि शरीर उस दिशा को कैसे प्रभावित करता है जिसमें स्टेम सेल अंतर करते हैं, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय द्वारा