एक छोटा सा दिल है जो सचमुच धड़कता है। कसम से। कैलिफ़ोर्निया की एक प्रयोगशाला की फ्लोरोसेंट रोशनी में, मानव ऊतक का एक टुकड़ा नियमित रूप से धड़कता है। यह नाखून के आकार का है, लेकिन यह लय, संकुचन और प्रवाह को पुन: उत्पन्न करता है। यह एक चिप पर दिल (हार्ट-ऑन-ए-चिप), एक माइक्रोफिजियोलॉजिकल प्रणाली जो पैमाने पर हृदय की नकल करती है।
इसे यह देखने के लिए बनाया गया है कि कोशिकाएँ नए जीन उपचारों पर बिना किसी आक्रामक प्रयोग के कैसे प्रतिक्रिया देती हैं। आधिकारिक समाचार बर्कले से प्राप्त यह मॉडल माइक्रोफ्लुइडिक चैनलों और हृदय कोशिकाओं की 3D मांसपेशियों का उपयोग करता है। और यह सचमुच बहुत आशाजनक लग रहा है।
डिलीवरी की समस्या
वर्षों से हृदय चिकित्सा हृदय की मांसपेशियों में दवा पहुंचाने का प्रयास कर रही है। लिपिड नैनोकणों (एलएनपी), वही जो mRNA टीकों में उपयोग किए जाते हैं, यकृत और फेफड़ों के लिए उत्कृष्ट वाहक हैं, लेकिन हृदय के साथ वे विफल हो जाते हैं: एंडोसोम (जो कोशिकाओं के "कस्टम हाउस" की तरह है) प्रभावी होने से पहले चिकित्सा को बनाए रखता है और उसे ख़राब कर देता है।
एंडोसोमल एस्केप की कठिनाई हृदय संबंधी जीन थेरेपी के लिए एक बाधा का प्रतिनिधित्व करती है। लेकिन अब स्थिति अलग मोड़ ले सकती है।
चिप पर हृदय परीक्षण
कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, ग्लैडस्टोन संस्थान और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ्रांसिस्को के नेतृत्व में टीम ने एसिड-डिग्रेडेबल पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल के साथ लेपित नैनोकणों को संश्लेषित किया, जो सेलुलर पीएच पर घुल जाता है और चिकित्सीय mRNA जारी करता है।
चिप-पर-हृदय में, ये कण बाल की चौड़ाई से भी कम चौड़ाई के द्रव चैनलों से होकर गुज़रे, जिससे हृदय के ऊतकों का घनत्व अनुकरण हुआ। नतीजा? कुछ ने अवरोध को पार कर लिया और mRNA को संकुचनशील कोशिकाओं के अन्दर ही छोड़ दिया। अध्ययन यह रिपोर्ट नेचर बायोमेडिकल इंजीनियरिंग पत्रिका में प्रकाशित हुई थी।
एक मॉडल जो अनुकरण करता है, और समझता है
"हमारा ढांचा हमें हृदय के लिए प्रभावी नैनोकणों की शीघ्र पहचान करने की अनुमति देता है, जिससे विकास का समय और लागत कम हो जाती है," बताते हैं। केविन हीलीयूसी बर्कले में बायोइंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान के प्रोफेसर डॉ.
हृदय ऊतक के त्रि-आयामी संस्करण ऐसे दबाव और कोशिकीय अंतःक्रियाओं का पुनर्निर्माण करते हैं जिनका अनुकरण द्वि-आयामी मॉडल नहीं कर सकता। प्रत्येक चिप एक सूक्ष्म अंग बन जाती है जो प्रयोगशाला से बाहर निकले बिना ही गलतियाँ करती है, उपचार करती है और सिखाती है।
माइक्रोफ्लुइडिक्स और ऊतक इंजीनियरिंग का संयोजन हमें नैनोकणों के विभिन्न प्रकारों का परीक्षण करने और जीवों में उनके व्यवहार की भविष्यवाणी करने में सक्षम बनाता है। यह जैविक परीक्षण और अन्य कार्यों को तेज़ करता है।
हम पहले ही चिप्स पर अंगों के विषय पर चर्चा कर चुके हैं, और मैं एक पहलू पर प्रकाश डालना चाहूँगा जो मेरे लिए महत्वपूर्ण है: अन्य लाभों के अलावा, यह तकनीक पशु मॉडलों का स्थान ले सकती है।
चिप पर लगे दिल से लेकर असली दिल तक
एक चिप पर परीक्षण के बाद, शोधकर्ताओं ने इस प्रयोग को चूहों के मॉडल में दोहराया: नैनोकणों ने ऊतक में प्रवेश किया और mRNA को हृदय कोशिकाओं तक पहुँचाया, बिना किसी क्षति के। यह पहली बार है जब किसी गैर-वायरल वेक्टर ने मानव शरीर की सबसे जटिल मांसपेशियों में से एक में इतनी दक्षता प्रदर्शित की है।
जैसा कि बताया गया है, हम चिप प्रौद्योगिकी पर बहुत रुचि ले रहे हैं, विशेष रूप से कार्डियोलॉजी क्षेत्र में: लगभग एक वर्ष पहले ही मैं आपसे इसके बारे में बात कर रहा था। दिल के दौरे के निदान में तेज़ी लाने वाली "मिनी-चिप" के बारे मेंचिप पर हृदय, व्यक्तिगत चिकित्सा के व्यापक प्रतिमान का हिस्सा है।
कृत्रिम हृदय की धड़कन जो जीवन वापस लाती है
विरोधाभास (अगर आप चाहें तो काव्यात्मक) यह है कि काँच और सिलिकॉन से बना एक उपकरण हृदय में मानवता को पुनर्स्थापित कर सकता है। अगर जैव प्रौद्योगिकी ने अब तक जीवन की नकल करने की कोशिश की है, तो अब यह स्वयं की मरम्मत के लिए उपकरण प्रदान करने लगी है। चिप पर हृदय, इंजीनियरिंग और जीव विज्ञान का मिलन बिंदु है, जहाँ लघुकरण, उपचार का एक कार्य बन जाता है।
जी हाँ, महोदय: हृदय गति रुकने के लिए प्रभावी जीन थेरेपी का रास्ता, कांच की प्लेट पर ऊतक के एक टुकड़े को थपथपाने से शुरू होता है। कोई वादा नहीं, बस एक सच्चाई: मानव हृदय को समझने के लिए, हमें पहले एक ऐसा हृदय बनाना होगा जो खुद को ठीक कर सके।
