എഞ്ചിനീയർ ചെയ്ത മിനി ലിവറുകൾ: കരൾ പരാജയത്തിന് ഒരു വിപ്ലവകരമായ ഇൻജക്ഷൻ

അവയവമാറ്റ ശസ്ത്രക്രിയയുടെ ആവശ്യകത ഒഴിവാക്കാൻ കഴിയുന്ന, കുത്തിവെക്കാവുന്ന "മിനി ലിവറുകൾ" (mini livers) ഉപയോഗിച്ച് കരൾ പരാജയം ചികിത്സിക്കുന്നതിനുള്ള വിപ്ലവകരമായ ഒരു മാർഗ്ഗം ശാസ്ത്രജ്ഞർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിരിക്കുന്നു. പ്രത്യേക കോശ കൂട്ടങ്ങൾ (cell clusters) നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, വലിയ ശസ്ത്രക്രിയകൾക്ക് ശേഷമില്ലാത്ത രോഗികൾക്ക് ജീവൻ രക്ഷാകരമായ ഒരു ബദൽ ഈ രീതി വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

ഹൈഡ്രോജൽ മൈക്രോസ്ഫിയറുകളുടെ ശാസ്ത്രം

പ്രൊഫസർ സംഗീത ഭാട്ടിയയുടെ നേതൃത്വത്തിൽ, രക്തം കട്ടപിടിക്കുന്നതിനും മരുന്ന് മെറ്റബോളിസത്തിനും ബാക്ടീരിയകളെ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനും ഉത്തരവാദിത്തമുള്ള കോശങ്ങളായ ഹെപ്പറ്റോസൈറ്റുകളെ (hepatocytes) നേരിട്ട് ശരീരത്തിനുള്ളിലേക്ക് എത്തിക്കുന്ന രീതി പരിഷ്കരിക്കാൻ ഗവേഷകർ ഒരു പതിറ്റാണ്ടോളം സമയം ചെലവഴിച്ചു. ഒരേ ആകൃതിയിലും വലുപ്പത്തിലുമുള്ള ഹൈഡ്രോജൽ മൈക്രോസ്ഫിയറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണം ഈ നൂതനമായ കണ്ടുപിടുത്തത്തിന്റെ കാതലാണ്.

ഈ മൈക്രോസ്ഫിയറുകൾക്ക് സവിശേഷമായ റിയോളജിക്കൽ (rheological) ഗുണങ്ങളുണ്ട്: ഇവ അടുക്കി വെക്കുമ്പോൾ ഒരു ദ്രാവകം പോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് സാധാരണ സിറിഞ്ചിലൂടെ എളുപ്പത്തിൽ കുത്തിവെക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. ശരീരത്തിനുള്ളിലേക്ക് കുത്തിവെച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, അവ അവയുടെ ഖരരൂപം വീണ്ടെടുക്കുകയും ഹെപ്പറ്റോസൈറ്റുകൾക്ക് വളരാൻ അനുയോജ്യമായ ഒരു സ്ഥിരമായ ഇടം സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് കോശങ്ങൾ ചിതറിപ്പോകുന്നത് തടയുകയും അവ ശരീരത്തിലെ രക്തക്കുഴലുകളുമായി അത്യാവശ്യമായ ബന്ധങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

അവയവമാറ്റ ശസ്ത്രക്രിയയിലേക്കുള്ള പാലം

സമീപകാല പഠനങ്ങളിൽ, ഈ എഞ്ചിനീയർ ചെയ്ത ഗ്രാഫ്റ്റുകൾ ഒരു എലിയുടെ വയറിലെ കൊഴുപ്പ് കലയിലേക്ക് കുത്തിവെച്ചു. കോശങ്ങൾ കുറഞ്ഞത് രണ്ട് മാസത്തേക്കെങ്കിലും സജീവമായി നിലനിന്നു എന്നത് വളരെ പ്രതീക്ഷാജനകമായ ഫലമാണ്. ഈ കാലയളവിൽ, ഒരു ആരോഗ്യവാനായ മനുഷ്യന്റെ കരൾ സാധാരണയായി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രധാന എൻസൈമുകളും പ്രോട്ടീനുകളും ഈ മിനി ലിവറുകൾ വിജയകരമായി നിർമ്മിച്ചു.

പ്രധാന രചയിതാവും MIT പോസ്റ്റ്‌ഡോക് വിദ്യാർത്ഥിയുമായ വർദ്ധമാൻ കുമാറിനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഇരട്ട ലക്ഷ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നു. ചില രോഗികൾക്ക് പരമ്പരാഗത ശസ്ത്രക്രിയയ്ക്ക് പകരമായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാം, അല്ലെങ്കിൽ അതിലുപരിയായി, ഒരു "അവയവമാറ്റ ശസ്ത്രക്രിയയിലേക്കുള്ള പാലമായി" (bridge to transplantation) പ്രവർത്തിക്കാം. അതായത്, ഒരു ദാതാവിന്റെ അവയവം ലഭ്യമാകുന്നതുവരെ രോഗിയെ സുസ്ഥിരമായി നിലനിർത്താൻ ഈ ഗ്രാഫ്റ്റുകൾക്ക് നിർണ്ണായകമായ മെറ്റബോളിക് പിന്തുണ നൽകാൻ കഴിയും.

പ്രതിരോധ സംവിധാനത്തിന്റെ തടസ്സങ്ങളെ മറികടക്കൽ

ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ വലിയൊരു മുന്നേറ്റമാണെങ്കിലും, ശരീരത്തിന്റെ പ്രതിരോധ സംവിധാനത്തിന്റെ പ്രതികരണം സംബന്ധിച്ച വെല്ലുവിളികൾ നിലനിൽക്കുന്നുണ്ട്. നിലവിൽ, ഈ കോശങ്ങൾ സ്വീകരിക്കുന്ന രോഗികൾക്ക് അവ ശരീരം നിരസിക്കുന്നത് തടയാൻ സിസ്റ്റമിക് ഇമ്മ്യൂണോസപ്രസീവ് (immunosuppressive) മരുന്നുകൾ ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ഗവേഷണ സംഘം ഇതിനകം തന്നെ നൂതനമായ സംയോജന തന്ത്രങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.

പ്രതിരോധ സംവിധാനത്തിന്റെ തിരിച്ചറിവിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടാൻ ഹെപ്പറ്റോസൈറ്റുകളെ എഞ്ചിനീയർ ചെയ്യുന്നതോ അല്ലെങ്കിൽ ഹൈഡ്രോജൽ മൈക്രോസ്ഫിയറുകളെ തന്നെ പ്രാദേശിക ഇമ്മ്യൂണോസപ്രസന്റുകൾ എത്തിക്കുന്നതിനുള്ള വാഹനങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കുന്നതോ ഇതിനുള്ള പരിഹാരങ്ങളാകാം. മിനി ലിവർ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന സ്ഥലത്തേക്ക് നേരിട്ട് മരുന്ന് എത്തിക്കുന്നതിലൂടെ, ശരീരത്തിലുടനീളം മരുന്ന് നൽകുന്നതിലൂടെ ഉണ്ടാകുന്ന പാർശ്വഫലങ്ങൾ കുറയ്ക്കാൻ ഗവേഷകർ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

ആധുനിക വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ ഇതിന്റെ പ്രാധാന്യം

ഈ വികസനം റീജനറേറ്റീവ് മെഡിസിനിലെ (regenerative medicine) ഒരു വലിയ മാറ്റത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. മുഴുവൻ അവയവവും മാറ്റുന്ന രീതിയിൽ നിന്ന് മാറി, മോഡുലാർ ആയ, കുത്തിവെക്കാവുന്ന ടിഷ്യൂ എഞ്ചിനീയറിംഗിലേക്ക് മാറുന്നതിലൂടെ, കൃത്യതയുള്ള ബയോ-ഇന്റർവെൻഷനുകളുടെ (precision bio-interventions) ഒരു യുഗത്തിലേക്ക് നമ്മൾ പ്രവേശിക്കുകയാണ്. വിട്ടുമാറാത്ത കരൾ രോഗം അനുഭവിക്കുന്ന ആയിരക്കണക്കിന് ആളുകളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, മാരകമായ ഒരു കാത്തിരിപ്പും നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന, ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന ചികിത്സയും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസമായി ഇത് മാറിയേക്കാം.

പ്രധാന കാര്യങ്ങൾ

• കുത്തിവെക്കാവുന്ന രീതി: മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സാങ്കേതികവിദ്യയിലൂടെ നിർമ്മിച്ച ഹൈഡ്രോജൽ മൈക്രോസ്ഫിയറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഹെപ്പറ്റോസൈറ്റുകൾ സിറിഞ്ചിലൂടെ കുത്തിവെക്കാനും അവ ശരീരത്തിനുള്ളിൽ സ്ഥിരതയുള്ള "മിനി ലിവറുകളായി" മാറാനും സാധിക്കുന്നു.
• പ്രവർത്തനക്ഷമതയുടെ ദൈർഘ്യം: മൃഗങ്ങളിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, ഈ എഞ്ചിനീയർ ചെയ്ത കോശങ്ങൾ രണ്ട് മാസത്തിലധികം സജീവമായി നിലനിന്നു, എൻസൈം ഉത്പാദനം പോലുള്ള പ്രധാന കരൾ പ്രവർത്തനങ്ങൾ വിജയകരമായി നിർവ്വഹിച്ചു.
• ക്ലിനിക്കൽ വൈവിധ്യം: ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ശസ്ത്രക്രിയയ്ക്ക് ഒരു ബദലായും, ദാതാവിന്റെ അവയവത്തിനായി കാത്തിരിക്കുമ്പോൾ രോഗിയെ സുസ്ഥിരമായി നിലനിർത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു നിർണ്ണായക "പാലം" ആയും പ്രവർത്തിക്കുന്നു.