நிமோனியாவை விரைவாகக் கண்டறிய மூச்சுப் பரிசோதனையை உருவாக்கும் MIT ஆராய்ச்சியாளர்கள்

மருத்துவ நோயறிதல் முறைகள் ஒரு மிகப்பெரிய மாற்றத்தின் விளிம்பில் உள்ளன; இது ஒரு சிக்கலான சுவாச மதிப்பீட்டை வெறும் பத்து நிமிட மூச்சுப் பயிற்சியாக மாற்றக்கூடும். நிமோனியா மற்றும் பிற நுரையீரல் பாதிப்புகளை, வெளிவிடப்படும் பயோமார்க்கர்கள் (biomarkers) மூலம் கண்டறிய சிறப்பு நானோ துகள்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு கையடக்க சென்சார் தொழில்நுட்பத்தை MIT ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கி வருகின்றனர்.

PlasmoSniff-ன் பின்னணியில் உள்ள அறிவியல்: நானோ துகள்கள் மற்றும் என்சைம்கள்

இந்த முன்னேற்றத்தின் முக்கிய அம்சம் PlasmoSniff என்று அழைக்கப்படும் ஒரு கருவியாகும். இது பயோமார்க்கர்கள் என்று அழைக்கப்படும் குறிப்பிட்ட செயற்கை சேர்மங்களைக் கண்டறிந்து பிடிப்பதற்காவே வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு சிப்-அளவிலான (chip-scale) சென்சார் ஆகும். நோயறிதல் செயல்முறை, நோயாளி சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட நானோ துகள்களைச் சுவாசிப்பதன் மூலம் தொடங்குகிறது. இந்தத் துகள்கள் உடலில் உள்ள பயோமார்க்கர்களுடன் இணையுமாறு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் ஒரு தொற்று ஏற்படும் போது உருவாகும் குறிப்பிட்ட என்சைம்களைச் சந்திக்கும் வரை இவை நிலையாக இருக்கும்படி உருவாக்கப்பட்டுள்ளன.

ஆரோக்கியமான ஒரு நபரிடம், இந்த நானோ துகள்கள் இரத்த ஓட்டத்தில் கலந்து இறுதியில் எந்த மாற்றமும் இன்றி உடலை விட்டு வெளியேறிவிடும். இருப்பினும், ஒரு நோயாளி நிமோனியா போன்ற நோயால் பாதிக்கப்பட்டிருந்தால், தொற்று காரணமாக உருவாகும் என்சைம்கள் அந்தத் துகள்களிலிருந்து பயோமார்க்கர்களைத் "தனித்துவிடும்" (snip). இவ்வாறு விடுவிக்கப்பட்ட பயோமார்க்கர்கள் பின்னர் மூச்சின் மூலம் வெளியேற்றப்படுகின்றன; இது நுரையீரலின் நிலையை உணர்த்தும் ஒரு வேதியியல் அடையாளத்தை (chemical signature) வழங்குகிறது, அதை சென்சார் உடனடியாகக் கண்டறியும்.

ஆய்வக எலிகளிலிருந்து கையடக்க மருத்துவக் கருவிகளாக முன்னேற்றம்

பேராசிரியர் சங்கீதா பாட்டியாவின் ஆய்வகம் 2020-லேயே எலிகளில் இந்த நானோ துகள் கண்டறிதலை வெற்றிகரமாக நிரூபித்திருந்தாலும், இந்தத் தொழில்நுட்பம் ஒரு பெரிய அளவிலான சவாலை எதிர்கொண்டது: இதற்கான அளவீடுகளுக்கு ஆய்வகத் தரத்திலான கருவிகள் தேவைப்பட்டன, அவை சாதாரண மருத்துவர் நிலையங்களில் பயன்படுத்துவதற்கு நடைமுறைக்குச் சாத்தியமற்றவை.

உதவிப் பேராசிரியர் லோசா டடேஸ் மற்றும் அவரது குழுவினர் சமீபத்தில் செய்த ஒரு முன்னேற்றம் இந்த இடைவெளியைக் குறைத்துள்ளது. மூலக்கூறுகளை ஒளியால் ஒளிர்விக்கும் ஒரு ஒளியியல் நுட்பமான Raman spectroscopy-ன் மேம்படுத்தப்பட்ட வடிவத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், மிகக் குறைந்த அளவிலும் வெளிவிடப்படும் நிமோனியா பயோமார்க்கர்களைக் கண்டறிய முடியும் என்பதை இந்த குழு நிரூபித்துள்ளது. இந்த முன்னேற்றம், பெரிய அளவிலான ஆய்வகக் கருவிகளிலிருந்து விலகி, மருத்துவமனைகள் அல்லது வீட்டிலேயே பயன்படுத்தக்கூடிய கையடக்க மற்றும் எளிதில் எடுத்துச் செல்லக்கூடிய கருவியாக இந்த அமைப்பை மாற்ற வழிவகை செய்கிறது.

விரைவான நோயறிதலின் எதிர்காலத்திற்கான தாக்கங்கள்

PlasmoSniff-ன் சாத்தியமான தாக்கம் சுவாச மருத்துவத்திற்கு அப்பால் விரிந்து பரவியுள்ளது. நோயாளி நானோ துகள்களைச் சுவாசித்து, சுமார் 10 நிமிடங்களுக்குள், தனது நுரையீரல் நிலையைத் தெரிவிக்கும் ஒரு செயற்கை பயோமார்க்கரை மூச்சின் மூலம் வெளியேற்றும் ஒரு கருவியே இதன் இலக்கு என்று முதன்மை ஆசிரியர் மற்றும் MIT போஸ்ட்டாக் (postdoc) ஆதித்யா கர்க குறிப்பிடுகிறார்.

நிமோனியாவைத் தாண்டி, குறிப்பிட்ட மூலக்கூறு அடையாளங்களை "மூச்சின் மூலம் கண்டறியும்" (sniff out) இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் திறன், பல்வேறு பயன்பாடுகளைக் குறிக்கிறது. டடேஸ் குறிப்பிடுவது போல, இந்த சென்சாரை இறுதியில் தொழில்துறை இரசாயனங்கள் அல்லது காற்றில் பரவும் மாசுகளைக் கண்டறியப் பயன்படுத்தலாம், இது பொது சுகாதாரம் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு ஆகிய இரண்டிற்கும் ஒரு பன்முகத் திறன் கொண்ட கருவியாக அமையும். நாம் பரவலாக்கப்பட்ட சுகாதார முறையை (decentralized healthcare) நோக்கி நகரும்போது, இத்தகைய விரைவான, உடல் ஊடுருவாத (non-invasive) நோயறிதல் கருவிகள் உலகளாவிய சுகாதார நெருக்கடிகளை நிர்வகிக்கவும், ஆரம்பகாலத் தலையீட்டின் மூலம் நோயாளிகளின் முன்னேற்றத்தை மேம்படுத்தவும் முக்கியமாக இருக்கும்.

முக்கியக் குறிப்புகள்

• விரைவான நோயறிதல்: PlasmoSniff தொழில்நுட்பம் ஒரு எளிய மூச்சுப் பரிசோதனை மூலம் சுமார் 10 நிமிடங்களுக்குள் நிமோனியா கண்டறிதல் முடிவுகளை வழங்க இலக்கு வைத்துள்ளது.
• நானோ துகள் கண்டுபிடிப்பு: இந்த அமைப்பு, கண்டறியக்கூடிய பயோமார்க்கர்களை வெளியிட, தொற்று காரணமாக உருவாகும் குறிப்பிட்ட என்சைம்களுடன் வினைபுரியும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்ட நானோ துகள்களைப் பயன்படுத்துகிறது.
• மேம்படுத்தப்பட்ட உணர்திறன்: மேம்பட்ட Raman spectroscopy-ஐ ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் மிகக் குறைந்த அளவிலும் பயோமார்க்கர்களைக் கண்டறியும் வசதியை ஒரு கையடக்க வடிவில் சாத்தியமாக்கியுள்ளனர்.