செயல்பாட்டு இரத்த-மூளைத் தடையுடன் கூடிய முதல் மனித மினி மூளை உருவாக்கப்பட்டது.

சின்சினாட்டி சில்ட்ரன்ஸின் நிபுணர்கள் தலைமையிலான குழுவின் புதிய ஆராய்ச்சி, முழுமையாக செயல்படும் இரத்த-மூளைத் தடையை (BBB) கொண்ட உலகின் முதல் மனித மினி-மூளையை உருவாக்க வழிவகுத்தது.

செல் ஸ்டெம் செல் இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்த குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம், பக்கவாதம், பெருமூளை வாஸ்குலர் நோய், மூளை புற்றுநோய், அல்சைமர் நோய், ஹண்டிங்டன் நோய், பார்கின்சன் நோய் மற்றும் பிற நரம்புச் சிதைவு நிலைமைகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு வகையான மூளை நோய்களுக்கான புரிதலை விரைவுபடுத்தி சிகிச்சைகளை மேம்படுத்தும் என்று உறுதியளிக்கிறது.

"நரம்பியல் நோய்களைப் படிப்பதில் உண்மையான மனித BBB மாதிரி இல்லாதது ஒரு பெரிய தடையாக உள்ளது" என்று முன்னணி ஆய்வு ஆசிரியர் டாக்டர் ஜியுவான் குவோ கூறினார்.

"எங்கள் முன்னேற்றம் மனித ப்ளூரிபோடென்ட் ஸ்டெம் செல்களிலிருந்து மனித BBB ஆர்கனாய்டுகளை உருவாக்குவதை உள்ளடக்கியது, வளரும், செயல்படும் மூளை திசுக்களில் தடையின் துல்லியமான பிரதிநிதித்துவத்தை உருவாக்க மனித நரம்பு இரத்த நாள வளர்ச்சியைப் பிரதிபலிக்கிறது. இது ஒரு முக்கியமான முன்னேற்றமாகும், ஏனெனில் நாம் தற்போது பயன்படுத்தும் விலங்கு மாதிரிகள் மனித மூளை வளர்ச்சியையும் BBB செயல்பாட்டையும் துல்லியமாக பிரதிபலிக்கவில்லை."

இரத்த-மூளைத் தடை என்ன?

நமது உடலின் மற்ற பகுதிகளைப் போலல்லாமல், மூளையில் உள்ள இரத்த நாளங்கள் இறுக்கமாக நிரம்பிய செல்களின் கூடுதல் அடுக்கைக் கொண்டுள்ளன, அவை இரத்த ஓட்டத்தில் இருந்து மத்திய நரம்பு மண்டலத்திற்கு (CNS) செல்லக்கூடிய மூலக்கூறுகளின் அளவைக் கூர்மையாகக் கட்டுப்படுத்துகின்றன.

சரியாகச் செயல்படும் ஒரு தடை, மூளைக்குள் தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்கள் நுழைவதைத் தடுப்பதன் மூலம் மூளையை ஆரோக்கியமாக வைத்திருக்கிறது, அதே நேரத்தில் முக்கிய ஊட்டச்சத்துக்கள் மூளையை அடைய அனுமதிக்கின்றன. இருப்பினும், இதே தடையானது பல நன்மை பயக்கும் மருந்துகள் மூளைக்குள் நுழைவதைத் தடுக்கிறது. கூடுதலாக, BBB சரியாக உருவாகாதபோது அல்லது உடைந்து போகத் தொடங்கும் போது பல நரம்பியல் கோளாறுகள் ஏற்படுகின்றன அல்லது மோசமடைகின்றன.

மனித மூளைக்கும் விலங்கு மூளைக்கும் இடையிலான குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகள், விலங்கு மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்ட பல நம்பிக்கைக்குரிய புதிய மருந்துகள் பின்னர் மனிதர்களில் சோதிக்கப்படும்போது எதிர்பார்ப்புகளை பூர்த்தி செய்யத் தவறிவிட்டன.

"இப்போது, ஸ்டெம் செல் உயிரி பொறியியல் மூலம், BBB செயல்பாடு மற்றும் செயலிழப்பை நிர்வகிக்கும் சிக்கலான வழிமுறைகளைப் படிக்க அனுமதிக்கும் ஒரு புதுமையான மனித ஸ்டெம் செல் அடிப்படையிலான தளத்தை நாங்கள் உருவாக்கியுள்ளோம். இது மருந்து கண்டுபிடிப்பு மற்றும் சிகிச்சை தலையீடுகளுக்கு முன்னோடியில்லாத வாய்ப்புகளை வழங்குகிறது," என்கிறார் குவோ.

நீண்டகாலப் பிரச்சினையை சமாளித்தல்

உலகெங்கிலும் உள்ள ஆராய்ச்சி குழுக்கள் மூளை ஆர்கனாய்டுகளை உருவாக்க பந்தயத்தில் ஈடுபட்டுள்ளன - மூளை உருவாக்கத்தின் ஆரம்ப கட்டங்களைப் பிரதிபலிக்கும் சிறிய, வளரும் 3D கட்டமைப்புகள். ஒரு தட்டையான ஆய்வக பாத்திரத்தில் வளர்க்கப்படும் செல்களைப் போலல்லாமல், ஆர்கனாய்டு செல்கள் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளன. கரு வளர்ச்சியின் போது மனித செல்கள் செய்வது போல, அவை கோள வடிவங்களாக சுயமாக ஒழுங்கமைக்கப்பட்டு ஒருவருக்கொருவர் "பேசுகின்றன".

உலகின் முதல் செயல்பாட்டு குடல், இரைப்பை மற்றும் உணவுக்குழாய் ஆர்கனாய்டுகள் உட்பட பிற வகை ஆர்கனாய்டுகளை உருவாக்குவதில் சின்சினாட்டி சில்ட்ரன்ஸ் முன்னணியில் உள்ளது. ஆனால் இதுவரை, மனித மூளையின் இரத்த நாளங்களில் காணப்படும் சிறப்புத் தடை அடுக்கைக் கொண்ட மூளை ஆர்கனாய்டை உருவாக்குவதில் எந்த ஆராய்ச்சி மையமும் வெற்றிபெறவில்லை.

நாங்கள் அவற்றை புதிய மாடல்கள் "BBB அசெம்பிளாயிட்ஸ்" என்று அழைக்கிறோம்.

ஆராய்ச்சி குழு அவர்களின் புதிய மாதிரியை "BBB அசெம்பிளாயிட்ஸ்" என்று அழைத்தது. இந்த முன்னேற்றத்தை சாத்தியமாக்கிய சாதனையை அவற்றின் பெயர் பிரதிபலிக்கிறது. இந்த அசெம்பிளாயிட்ஸ் இரண்டு வெவ்வேறு வகையான ஆர்கனாய்டுகளை இணைக்கிறது: மனித மூளை திசுக்களைப் பிரதிபலிக்கும் மூளை ஆர்கனாய்டுகள் மற்றும் வாஸ்குலர் கட்டமைப்புகளைப் பிரதிபலிக்கும் இரத்த நாள ஆர்கனாய்டுகள்.

மூளை ஆர்கனாய்டுகள் 3-4 மில்லிமீட்டர் விட்டம் கொண்டவையாகவும், இரத்த நாள ஆர்கனாய்டுகள் சுமார் 1 மில்லிமீட்டர் விட்டம் கொண்டவையாகவும் இணைக்கும் செயல்முறை தொடங்கியது. சுமார் ஒரு மாத காலப்பகுதியில், இந்த தனித்தனி கட்டமைப்புகள் 4 மில்லிமீட்டருக்கும் அதிகமான விட்டம் (சுமார் 1/8 அங்குலம் அல்லது எள் விதை அளவு) கொண்ட ஒரு கோளமாக ஒன்றிணைந்தன.

பட விளக்கம்: இரத்த-மூளைத் தடையை உள்ளடக்கிய ஒரு மனித மூளை ஆர்கனாய்டை உருவாக்க இரண்டு வகையான ஆர்கனாய்டுகளை இணைக்கும் செயல்முறை. புகைப்பட உரிமை: சின்சினாட்டி குழந்தைகள் மற்றும் செல் ஸ்டெம் செல்.

இந்த ஒருங்கிணைந்த ஆர்கனாய்டுகள் மனித மூளையில் காணப்படும் பல சிக்கலான நியூரோவாஸ்குலர் தொடர்புகளை மீண்டும் உருவாக்குகின்றன, ஆனால் அவை மூளையின் முழுமையான மாதிரிகள் அல்ல. உதாரணமாக, திசுக்களில் நோயெதிர்ப்பு செல்கள் இல்லை மற்றும் உடலின் மற்ற நரம்பு மண்டலத்துடன் எந்த தொடர்பும் இல்லை.

சின்சினாட்டி குழந்தைகள் ஆராய்ச்சி குழுக்கள் பல்வேறு செல் வகைகளிலிருந்து ஆர்கனாய்டுகளை இணைத்து அடுக்கி வைப்பதில் மற்ற முன்னேற்றங்களைச் செய்துள்ளன, இதனால் மிகவும் சிக்கலான "அடுத்த தலைமுறை ஆர்கனாய்டுகளை" உருவாக்க முடியும். இந்த முன்னேற்றங்கள் மூளை ஆர்கனாய்டுகளை உருவாக்குவதில் புதிய பணிகளைத் தொடங்க உதவியுள்ளன.

முக்கியமாக, BBB கூட்டங்களை நரம்பியல் சார்ந்த மனித ஸ்டெம் செல்கள் அல்லது சில மூளை நோய்கள் உள்ளவர்களிடமிருந்து வரும் ஸ்டெம் செல்களைப் பயன்படுத்தி வளர்க்கலாம், இதனால் மரபணு மாறுபாடுகள் மற்றும் இரத்த-மூளைத் தடை செயல்பாட்டிற்கு வழிவகுக்கும் பிற நிலைமைகளைப் பிரதிபலிக்கிறது.

கருத்தின் ஆரம்ப ஆதாரம்

புதிய அசெம்பிளாய்டுகளின் சாத்தியமான பயன்பாட்டை நிரூபிக்க, ஆராய்ச்சி குழு, நோயாளியிடமிருந்து பெறப்பட்ட ஸ்டெம் செல்களின் வரிசையைப் பயன்படுத்தி, பெருமூளை கேவர்னஸ் மாலர்ஃபார்மேஷன் எனப்படும் அரிய மூளை நிலையின் முக்கிய அம்சங்களைத் துல்லியமாக மீண்டும் உருவாக்கும் அசெம்பிளாய்டுகளை உருவாக்கியது.

இந்த மரபணு கோளாறு, இரத்த-மூளைத் தடையின் ஒருமைப்பாட்டில் ஏற்படும் முறிவால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இதன் விளைவாக மூளையில் அசாதாரண இரத்த நாளங்களின் கொத்துகள் உருவாகின்றன, அவை பெரும்பாலும் தோற்றத்தில் ராஸ்பெர்ரிகளை ஒத்திருக்கின்றன. இந்த கோளாறு பக்கவாதம் ஏற்படும் அபாயத்தை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது.

"எங்கள் மாதிரி நோய் பினோடைப்பை துல்லியமாக மறுபரிசீலனை செய்தது, பெருமூளை வாஸ்குலர் நோய்களின் மூலக்கூறு மற்றும் செல்லுலார் நோயியல் பற்றிய புதிய நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது" என்று குவோ கூறுகிறார்.

சாத்தியமான பயன்பாடுகள்

இணை ஆசிரியர்கள் BBB அசெம்பிளிகளுக்கான பல்வேறு சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் காண்கிறார்கள்:

• தனிப்பயனாக்கப்பட்ட மருந்து பரிசோதனை: நோயாளிகளிடமிருந்து பெறப்பட்ட BBB அசெம்பிளிகள், நோயாளிகளின் தனித்துவமான மரபணு மற்றும் மூலக்கூறு சுயவிவரங்களின் அடிப்படையில் சிகிச்சையை மாற்றியமைக்க அவதாரங்களாகச் செயல்படும்.
• நோய் மாதிரியாக்கம்: அரிதான மற்றும் மரபணு ரீதியாக சிக்கலான நிலைமைகள் உட்பட பல நரம்பு இரத்த நாளக் கோளாறுகளுக்கு, ஆராய்ச்சிக்கான நல்ல மாதிரி அமைப்புகள் இல்லை. BBB கூட்டங்களை உருவாக்குவதில் வெற்றி பெறுவது, பரந்த அளவிலான நிலைமைகளுக்கு மனித மூளை திசு மாதிரிகளின் வளர்ச்சியை துரிதப்படுத்தக்கூடும்.
• உயர் செயல்திறன் கொண்ட மருந்து கண்டுபிடிப்பு: அசெம்பிளாயிட் உற்பத்தியை அதிகரிப்பது, மூளை மருந்துகள் BBB-ஐ திறம்பட கடக்க முடியுமா என்பது குறித்த மிகவும் துல்லியமான மற்றும் விரைவான பகுப்பாய்வை அனுமதிக்கும்.
• சுற்றுச்சூழல் நச்சு சோதனை: பெரும்பாலும் விலங்கு மாதிரி அமைப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு, BBB கூட்டங்கள் சுற்றுச்சூழல் மாசுபடுத்திகள், மருந்துகள் மற்றும் பிற இரசாயன சேர்மங்களின் நச்சு விளைவுகளை மதிப்பிட உதவும்.
• நோயெதிர்ப்பு சிகிச்சை மேம்பாடு: நரம்பு அழற்சி மற்றும் நரம்பு சிதைவு நோய்களில் BBB இன் பங்கை ஆராய்வதன் மூலம், புதிய கூட்டங்கள் மூளைக்கு நோயெதிர்ப்பு சிகிச்சைகளை வழங்குவதை ஆதரிக்கக்கூடும்.
• உயிரி பொறியியல் மற்றும் உயிரி பொருட்கள் ஆராய்ச்சி: உயிரி மருத்துவ பொறியாளர்கள் மற்றும் பொருள் விஞ்ஞானிகள் புதிய உயிரி பொருட்கள், மருந்து விநியோக வாகனங்கள் மற்றும் திசு பொறியியல் உத்திகளை சோதிக்க ஆய்வக BBB மாதிரியின் கிடைக்கும் தன்மையைப் பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம்.

"ஒட்டுமொத்தமாக, BBB அசெம்பிளிகள் நரம்பியல், மருந்து கண்டுபிடிப்பு மற்றும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட மருத்துவம் ஆகியவற்றிற்கு பரந்த தாக்கங்களைக் கொண்ட ஒரு புரட்சிகர தொழில்நுட்பத்தைக் குறிக்கின்றன" என்று குவோ கூறுகிறார்.