'ऑर्गन ऑन ए चिप': एक तकनीक जो प्रयोगशाला स्थितियों में रोग प्रणालियों की नकल करती है
- पिछले साल, अमेरिकी सरकार ने खाद्य एवं औषधि प्रशासन आधुनिकीकरण अधिनियम 2.0 पारित किया।
- इस कदम से 'ऑर्गन चिप्स' के अनुसंधान और विकास को बढ़ावा मिलने की उम्मीद है - मानव कोशिकाओं वाले छोटे उपकरण जिनका उपयोग मानव अंगों में पर्यावरण की नकल करने के लिए किया जाता है, जिसमें रक्त प्रवाह और श्वास की गति शामिल है, जो सिंथेटिक वातावरण के रूप में कार्य करता है जिसमें नई दवाओं का परीक्षण किया जाता है।
एक नई दवा का परिचय
- बाजार में एक नई दवा लाना एक महंगी प्रक्रिया है जो असफलता से भरी हुई है।
- शोधकर्ता रासायनिक यौगिकों की पहचान करते हैं जिनका उपयोग मॉडलिंग और अन्य तकनीकों का उपयोग करके किसी स्थिति का इलाज करने के लिए किया जा सकता है।
- फिर वे उन लोगों को शॉर्टलिस्ट करते हैं जो अच्छा प्रदर्शन करते हैं और उन्हें लैब में प्लास्टिक के बर्तनों में विकसित की गई कोशिकाओं पर या उन जानवरों पर परीक्षण करते हैं जो कुछ स्थितियों में बीमारी की नकल कर सकते हैं।
- इस स्तर पर, जिसे प्रीक्लिनिकल ट्रायल कहा जाता है, वैज्ञानिक यह निर्धारित करते हैं कि क्या ये दवाएं विषाक्त हैं और क्या वे स्थिति का प्रभावी ढंग से इलाज कर सकती हैं।
- परीक्षण की जा रही दवा के आधार पर यहां इस्तेमाल किए जाने वाले जानवरों में माइस, चूहे, हैम्स्टर और गिनी सूअर शामिल हैं।
वर्तमान परिदृश्य
- आज, 10% से भी कम नई दवाएं प्रीक्लिनिकल अध्ययन पूरा करती हैं और इनमें से 50% से कम अंततः नैदानिक परीक्षणों को सफलतापूर्वक पूरा करती हैं।
- वर्तमान आम सहमति यह है कि जानवर कुछ मानव रोगों की अच्छी नकल कर सकते हैं लेकिन दूसरों की नहीं।
- ऐसे मामलों में जहां वे नहीं कर सकते हैं, एक नई दवा जो प्रीक्लिनिकल स्टडीज में आशाजनक लगती है, लगभग निश्चित रूप से मानव नैदानिक परीक्षणों में असफल होने के लिए बाध्य है।
- इन चुनौतियों ने वैज्ञानिकों को वैकल्पिक मॉडलों की तलाश करने के लिए प्रेरित किया है जो मानव रोगों की नकल करते हैं।
- ऐसा ही एक ऑर्गन-ऑन-ए-चिप मॉडल है, जिसने पिछले एक दशक में काफी ध्यान आकर्षित किया है।
ऑर्गन चिप्स
- हार्वर्ड विश्वविद्यालय में बायोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर और उनके सहयोगियों ने 2010 में पहला मानव ऑर्गन-ऑन- ए-चिप मॉडल विकसित किया।
- यह एक 'लंग-ऑन- ए-चिप' था जो फेफड़े और उसके सांस लेने की गति के जैव रासायनिक पहलुओं की नकल करता था।
- 2014 में, Wyss इंस्टीट्यूट के सदस्यों ने अपनी तकनीक का व्यावसायीकरण करने के लिए Emulate Inc. नामक एक स्टार्टअप लॉन्च किया।
- समूह ने तब से कई अलग-अलग चिप्स बनाए हैं, जिनमें अस्थि मज्जा, फेफड़े, आंत, गुर्दे और योनि शामिल हैं।
- हाल ही में, एम्यूलेट के लीवर चिप्स ने 87% संवेदनशीलता और 100% विशिष्टता के साथ लीवर को नुकसान पहुंचाने वाली दवाओं की क्षमता का सफलतापूर्वक अनुमान लगाया है।
- शोधकर्ताओं ने लीवर चिप्स का इस्तेमाल 27 दवाओं के विषाक्त प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए किया जो या तो सुरक्षित हैं या मनुष्यों में लीवर की क्षति का कारण बनती हैं।
भारत में ऑर्गन चिप्स
- भारत में कुछ शोध समूह ऑर्गन-ऑन-चिप मॉडल भी विकसित कर रहे हैं।
- एक समूह ने स्किन-ऑन-चिप मॉडल विकसित किया है।
- त्वचा की जलन और विषाक्तता का अध्ययन करने के लिए वर्तमान में मॉडल का परीक्षण किया जा रहा है। दोनों समूह मिलकर एक रेटिना-ऑन-चिप मॉडल भी विकसित कर रहे हैं।
- टीम अलग से प्लेसेंटा-ऑन-चिप मॉडल भी विकसित कर रही है।
- ये मॉडल पारंपरिक सेल-संस्कृति प्रणालियों की तुलना में उपचार के परिणामों की बेहतर भविष्यवाणी करते हैं, जहां शोधकर्ता प्रयोगशाला में प्लास्टिक के बर्तनों में कोशिकाओं को विकसित करते हैं, क्योंकि वे मानव शरीर के विभिन्न पहलुओं को मॉडल करते हैं, जिसमें इसकी त्रि-आयामी ज्यामिति और रक्त और लसीका जैसे तरल पदार्थ का प्रवाह शामिल है।
- अंगों के अलावा, शोधकर्ता चिप्स का उपयोग करके विभिन्न रोग अवस्थाओं की नकल करने की भी कोशिश कर रहे हैं।
- लक्ष्य एक ऐसे संक्रमण की नकल करना है जो लंबे समय तक और बार-बार एंटीबायोटिक उपचार के बावजूद ठीक नहीं होता है।
उपयोग के लिए तैयार?
- भारतीय वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किए गए ये ऑर्गन-ऑन-ए-चिप्स प्रयोगशाला में ड्रग टेस्ट-बेड के रूप में उपयोग के लिए तैयार हैं, लेकिन उनके प्रीक्लिनिकल परीक्षणों में अभी एक दशक का समय लग सकता है।
- पश्चिम में शोधकर्ताओं और बायोमेडिकल कंपनियों ने बड़े ह्यूमन-ऑन-चिप मॉडल बनाना शुरू कर दिया है - शरीर में विभिन्न अंगों में कोशिकाओं के पोषक तत्वों वाले विभिन्न ऑर्गन चिप्स की असेंबली, शरीर में विभिन्न अंगों में रक्त और पोषक तत्वों के प्रवाह की नकल करना।