छात्र ने वैज्ञानिकों को कैंसर के शुरुआती आनुवंशिक मार्करों की पहचान करने में मदद करने के लिए माइक्रोफ्लुइडिक्स उपकरण विकसित किया है

जैसा कि किसी ने भी खेला है “वॉल्डो कहाँ है” जानता है, विभिन्न पात्रों और वस्तुओं से भरे परिदृश्य में किसी एक वस्तु की खोज करना एक चुनौती हो सकती है. क्रिसी ओ'कीफ़े, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग विभाग में पीएचडी छात्र, यह सब बहुत अच्छी तरह से समझता है: वह कई स्वस्थ कोशिकाओं के बीच छिपी कैंसर कोशिकाओं में सूक्ष्म डीएनए परिवर्तनों की खोज में अपना दिन बिताती है.

ओ'कीफ़ आणविक स्तर पर रक्त के नमूनों का विश्लेषण करने के लिए एक उपकरण का उपयोग करती हैं जिसे उन्होंने और उनकी टीम ने विकसित किया है. उसका लक्ष्य? प्रारंभिक अवस्था में ही कैंसर का पता लगाना, लक्षण उत्पन्न होने से बहुत पहले.

तस्वीर का शीर्षक:क्रिसी ओ'कीफ़े

“चूंकि रक्त शरीर के हर ऊतक तक पहुंचता है, कैंसर कोशिकाएं भी शामिल हैं, यह कैंसर डीएनए के टुकड़े उठाता है,” उसने स्पष्ट किया. “जबकि आणविक विश्लेषण में काफी प्रगति देखी गई है, दुर्लभ या दुर्लभ जीन परिवर्तनों और दुर्लभ बायोमार्कर का पता लगाने की उनकी क्षमता में अभी भी सीमाएँ हैं।”

के एक हालिया अंक में विज्ञान उन्नति, ओ'कीफ ने आणविक विश्लेषण हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर तकनीकों का वर्णन किया है जो उनकी टीम ने इन डीएनए परिवर्तनों को आसान और कुशल बनाने के लिए विकसित की है. उनकी टीम में जेफ वांग शामिल हैं, नैनोबायोटेक्नोलॉजी संस्थान के मुख्य संकाय सदस्य और प्रोफेसर यांत्रिक इंजीनियरिंग विभाग, और टॉम पिसानिक, आईएनबीटी के वरिष्ठ अनुसंधान वैज्ञानिक.

ओ'कीफ बताते हैं कि कैंसर डी.एन.ए, सभी जीवों के डीएनए की तरह, अपने वातावरण की प्रतिक्रिया में परिवर्तन, ऐसे बदलावों का पक्ष लेना जो इसे लंबे समय तक जीवित रहने में मदद करें. यह परिवर्तन, जिसमें उत्परिवर्तन शामिल हैं, हटाए, फ़्रेमशिफ्ट, और मिथाइलेशन, बड़ा और स्पष्ट हो सकता है, लेकिन कुछ छोटे और लगभग ध्यान देने योग्य नहीं हो सकते हैं, वह कहती है. छोटे परिवर्तन, यहां तक ​​कि एक जीन पर एक भी न्यूक्लियोटाइड, कैंसर डीएनए को लाभ मिल सकता है. इसलिए, उन परिवर्तनों का शीघ्र पता लगाने से चिकित्सकों को संभावित समस्याओं के बारे में सूचित किया जा सकता है, चिकित्सा हस्तक्षेप तुरंत शुरू करने की अनुमति देना और रोगी के जीवित रहने की दर में सुधार करना.

तस्वीर का शीर्षक:ओ'कीफ का हाइपर-मेल्ट डिवाइस (आसानी से देखने के लिए डाई का इंजेक्शन लगाया गया) आसान विश्लेषण के लिए रक्त के नमूनों को छोटे-छोटे हिस्सों में अलग करके चिकित्सकों को कैंसर और पूर्व कैंसर सामग्री का पता लगाने में मदद मिलेगी

“जीव विज्ञान की सफलता का रहस्य इसकी अनुकूलन और विविधता लाने की क्षमता है. यह स्थिर विकास सुनिश्चित करने के लिए कुछ परिवर्तनशीलता और सख्त विनियमन के बीच सख्त संतुलन बनाए रखता है,” ओ'कीफ़े कहते हैं. “तथापि, कैंसर विकास-अनुकूल अस्थिरता को बढ़ावा देकर काम करता है. इस अस्थिरता का शीघ्र पता लगाने के लिए, हमें एक ऐसी तकनीक की आवश्यकता है जो अणु-से-अणु की तुलना कर सके, और सख्त विनियमन के नुकसान के संकेतक के रूप में परिवर्तनशीलता का ही उपयोग करें।”

इन छोटे संशोधनों का पता लगाने के लिए, ओ'कीफ और उनकी टीम ने हाइपर-मेल्ट नामक एक डिजिटल प्लेटफॉर्म बनाया, जो पिघलकर उच्च-घनत्व प्रोफाइलिंग और गणना के लिए है. हाइपर-मेल्ट एक माइक्रोफ्लुइडिक्स प्लेटफॉर्म है, मतलब यह तरल पदार्थ की छोटी मात्रा में हेरफेर और विश्लेषण करने पर केंद्रित है. टीम का उपकरण रक्त के नमूनों को छोटे-छोटे हिस्सों में अलग करने और ऐसा करने से शुरू होता है, विश्लेषण करना आसान बनाता है, पहचानना, और रोगग्रस्त डीएनए को स्वस्थ डीएनए से अलग करें. फिर उपकरण हजारों व्यक्तिगत अणुओं का डिजिटलीकरण और विश्लेषण करता है.

समान जानकारी प्रदान करने के लिए अन्य प्रौद्योगिकियाँ मौजूद हैं, लेकिन ओ'कीफ का उपकरण - आनुवंशिक और एपिजेनेटिक परिवर्तनों का बहुआयामी पता लगाने में सक्षम - नियमित उपयोग के लिए अधिक कुशल और लागत प्रभावी है. ओ'कीफ का कहना है कि यह उपकरण कैंसर का शीघ्र पता लगाने में चिकित्सकों के लिए बेहद मददगार हो सकता है, विशेष रूप से वे जिनमें बायोप्सी जैसी आक्रामक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है, अन्तरीक्षा, और कोलोनोस्कोपी.

ओ'कीफ की आशा है कि परीक्षण विधि से कैंसर पूर्व सामग्री और अन्य बीमारी का शीघ्र पता लगाया जा सकता है और ट्यूमर की प्रगति की बेहतर समझ हो सकती है।.

स्रोत:

हब.झू.edu, जीना वडास द्वारा