25 ಜೂನ್ 2024
– ಪ್ರತಿಭಾ ಗೋಪಾಲಕೃಷ್ಣ
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ (ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ.) ಜೈವಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ (ಬಿಇ) ವಿಭಾಗದ ಸಂಶೋಧಕರು ಸಸ್ತನಿಗಳ ಶ್ವಾಸಕೋಶ ಪರಿಸರವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯನುಕರಣೆ ಮಾಡುವ ನೂತನ 3ಡಿ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಕೃತಕ ವಿಧಾನವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಕ್ಷಯ ರೋಗದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವು ಶ್ವಾಸಕೋಶದ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸೋಂಕು ಪಸರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಬಗ್ಗೆ ನಿಗಾ ಇರಿಸಿ ಅಧ್ಯಯನ ನಡೆಸಲು ಮತ್ತು ಕ್ಷಯದ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗೆ ಬಳಸುವ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಪರಿಣಾಮದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಇದು ಪ್ರಬಲ ವೇದಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಮೈಕೊಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಂ ಟ್ಯೂಬರ್ ಕ್ಯುಲೋಸಿಸ್ (Mtb- ಎಂಟಿಬಿ), ಇದು ಒಂದು ಅಪಾಯಕಾರಿ ರೋಗಾಣುವಾಗಿದೆ. ವಿಶ್ವ ಆರೋಗ್ಯ ಸಂಸ್ಥೆಯ (ಡಬ್ಲ್ಯುಎಚ್ಒ) ಪ್ರಕಾರ, ಇದು 2022ರಲ್ಲಿ 10.6 ದಶಲಕ್ಷ ಜನರನ್ನು ಬಾಧಿಸಿ 1.3 ದಶಲಕ್ಷ ಸಾವಿನ ಪ್ರಕರಣಗಳನ್ನು ತಂದೊಡ್ಡಿದೆ. “ಇದೊಂದು ಅತ್ಯಂತ ಹಳೆಯ ರೋಗಾಣುವಾಗಿದ್ದು, ನಮ್ಮೊಂದಿಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ವಿಕಾಸಗೊಂಡಿದೆ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ‘ಅಡ್ವಾನ್ಡ್ ಹೆಲ್ತ್ ಕೇರ್ ಮಟೀರಿಯಲ್ಸ್’ ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಗೊಂಡಿರುವ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯ ಸಹ-ಲೇಖಕರಾದ ಜೈವಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ ಸಹ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ರಚಿತ್ ಅಗರ್ ವಾಲ್. ಎಂಟಿಬಿ ಪ್ರಧಾನವಾಗಿ ಶ್ವಾಸಕೋಶಗಳಿಗೆ ಸೋಂಕನ್ನು ಪಸರಿಸುತ್ತದೆ.
ಎಂಟಿಬಿ ಸೋಂಕಿನ ಬಗ್ಗೆ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಬಳಸುತ್ತಿರುವ “ಕೃತಕ ಬೆಳವಣಿಗೆ” (ಕಲ್ಚರ್) ಮಾದರಿಗಳು ಹಲವಾರು ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಇವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಏಕಪದರದ ಕಲ್ಚರ್ ಪ್ಲೇಟ್ ಗಳಾಗಿದ್ದು, ಶ್ವಾಸಕೋಶದೊಳಗಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಪರಿಸರವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯನುಕರಣೆ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ. ಇಂತಹ 2ಡಿ ಕಲ್ಚರ್ ನಲ್ಲಿ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಅನುಭವಿಸುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮಪರಿಸರವು ಶ್ವಾಸಕೋಶದ ಅಂಗಾಂಶವನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದಿರುವ ನೈಜ ಬಾಹ್ಯಕೋಶೀಯ ದ್ರವ್ಯಕ್ಕಿಂತ (ಇಸಿಎಂ) ತುಂಬಾ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. “ಅಂಗಾಂಶ ಕಲ್ಚರ್ ಪ್ಲೇಟ್ ನಲ್ಲಿ ಇಸಿಎಂ ಕಣಗಳು ಇರುವುದಿಲ್ಲ ಹಾಗೂ ಈ ಪ್ಲೇಟ್ ಗಳ ಮೇಲೆ ಅತ್ಯಂತ ತೆಳುವಾದ ಇಸಿಎಂ ಅನ್ನು ಲೇಪಿಸಿದರು ಕೂಡ ಶ್ವಾಸಕೋಶದ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಇಸಿಎಂ ಅನ್ನು ಕಾಣಬಲ್ಲವು” ಎಂದು ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ ಜೈವಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ ಪಿಎಚ್.ಡಿ. ಅಧ್ಯಯನಾರ್ಥಿ ಹಾಗೂ ಮೊದಲ ಲೇಖಕರಾದ ವಿಶಾಲ್ ಗುಪ್ತಾ.
ವಿಶಾಲ್ ಗುಪ್ತಾ ಹಾಗೂ ಅವರ ತಂಡದವರು ಇದೀಗ ಕೊಲ್ಯಾಜೆನ್ ನಿಂದ ಮಾಡಲಾದ ನೂತನ 3ಡಿ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಕಲ್ಚರ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಕೊಲ್ಯಾಜೆನ್ ಎಂಬುದು ಶ್ವಾಸಕೋಶದ ಜೀವಕೋಶಗಳ ಇಸಿಎಂ ನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಮುಖ ಕಣವಾಗಿದೆ. ಕೊಲ್ಯಾಜೆನ್ ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟದ ಆಮ್ಲೀಯ ಪಿ.ಎಚ್.ನಲ್ಲಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವ ಗುಣ ಹೊಂದಿದೆ. ಪಿ.ಎಚ್. ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಕೊಲ್ಯಾಜೆನ್ ಅಂಶವು ಫೈಬ್ರಿಲ್ ಗಳನ್ನು ರೂಪುಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಫೈಬ್ರಿಲ್ ಗಳು ಜೆಲ್ ನಂತಹ 3ಡಿ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಜೆಲ್ಲಿಂಗ್ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ತಜ್ಞರು ಎಂಟಿಬಿಯೊಟ್ಟಿಗೆ ಮಾನವ ಮ್ಯಾಕ್ರೊಫೇಜ್ ಗಳನ್ನು, ಅಂದರೆ, ಸೋಂಕಿನ ವಿರುದ್ಧ ಸೆಣೆಸಾಡುವ ನಿರೋಧಕ ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ಸೇರ್ಪಡೆಗೊಳಿಸಿದರು. ಇದು ಮ್ಯಾಕ್ರೊಫೇಜುಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಇವೆರಡನ್ನೂ ಸೆಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವು ಮ್ಯಾಕ್ರೊಫೇಜುಗಳಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸೋಂಕು ಪಸರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಮೇಲೆ ನಿಗಾ ಇರಿಸಲು ಅವಕಾಶ ಕಲ್ಪಿಸಿತು.
ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡದವರು ಸೋಂಕು ಹೇಗೆ ಬೆಳೆಯುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಬಗ್ಗೆ 2-3 ವಾರಗಳವರೆಗೆ ಅವಲೋಕಿಸಿದರು. ಅಚ್ಚರಿ ಮೂಡಿಸಿದ ವಿಷಯವೆಂದರೆ, ಸಸ್ತನೀಯ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ನಲ್ಲಿ ಮೂರು ವಾರಗಳವರೆಗೆ ಉಳಿದುಕೊಂಡಿದ್ದವು (ಪ್ರಸ್ತುತ ಕಲ್ಚರ್ ಗಳು 4-7 ದಿನಗಳವರೆಗೆ ಮಾತ್ರ ಅವನ್ನು ಸುಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ). “ಎಂಟಿಬಿ ಯು ಶರೀರದೊಳಗೆ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಬೆಳೆಯುವ ರೋಗಾಣುವಾದ್ದರಿಂದ ಈ ಸಂಗತಿಯು ತುಂಬಾ ಗಮನ ಸೆಳೆಯುವಂತದ್ದಾಗಿದೆ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಅಗರ್ ವಾಲ್.
ಮುಂದಿನ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ ಶ್ವಾಸಕೋಶ ಜೀವಕೋಶಗಳ ಆರ್.ಎನ್.ಎ. ಅನುಕ್ರಮಣಿಕೆಯನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದರು. ಆಗ ಅವು ರೂಢಿಗತ ಕಲ್ಚರ್ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ವಾಸ್ತವ ಮಾನವ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಹೋಲುವುದು ದೃಢಪಟ್ಟಿತು.
ತಜ್ಞರು ಕ್ಷಯ ಬಾಧಿತರಿಗೆ ನೀಡುವ ನಾಲ್ಕು ಸಾಮಾನ್ಯ ಔಷಧಗಳ ಪೈಕಿ ಒಂದಾದ ಪೈರಜೈನಮೈಡ್ ನ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಕೂಡ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು. ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಕಲ್ಚರ್ ನಲ್ಲಿ ಎಂಟಿಬಿ ಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸುವಲ್ಲಿ ಕೇವಲ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ (10 µg/ml) ಔಷಧ ಕೂಡ ಸಾಕಷ್ಟು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಎಂಬುದು ಅವರಿಗೆ ಕಂಡುಬಂದಿತು. ಈ ಮುಂಚೆ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಡೋಜುಗಳ ಔಷಧವನ್ನು ಬಳಸಬೇಕಾಗುತ್ತಿತ್ತು. “ಈ ಔಷಧವು ಯಾವುದೇ ಕಲ್ಚರ್ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಚಿಕಿತ್ಸೀಯವಾದ ಸೂಕ್ತ ಡೋಜ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಾಚರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಇದುವರೆಗೆ ಯಾರೂ ತೋರಿಸಿರಲಿಲ್ಲ….. ನಮ್ಮ ವಿಧಾನವು 3ಡಿ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಸೋಂಕನ್ನು ಉತ್ತಮವಾದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯನುಕರಣೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಪ್ರಬಲವಾಗಿ ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತದೆ” ಎಂದು ಅಗರ್ ವಾಲ್ ವಿವರಣೆ ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತಾರೆ.
ತಾವು ರೂಪಿಸಿರುವ ಈ 3ಡಿ ಕಲ್ಚರ್ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಭಾರತೀಯ ಪೇಟೆಂಟ್ ಗೆ ಈಗಾಗಲೇ ಅರ್ಜಿ ಸಲ್ಲಿಸಿರುವುದಾಗಿ ಅಗರ್ ವಾಲ್ ಅವರು ತಿಳಿಸಿದ್ದು, ಇದನ್ನು ಉದ್ದಿಮೆಗಳು ದೊಡ್ಡ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಿ ಔಷಧ ಪರೀಕ್ಷೆ ಹಾಗೂ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ಬಳಸಬಹುದಾಗಿರುತ್ತದೆ. “ಇತರ ಸಂಶೋಧಕರು ಇದನ್ನು ಯಥಾವತ್ ಅನುಕರಿಸಲು ಅನುಕೂಲವಾಗುವಂತೆ ಇದನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸಬೇಕು ಎಂಬುದು ನಮ್ಮ ಆಲೋಚನೆಯಾಗಿತ್ತು” ಎಂದು ಅಗರ್ ವಾಲ್ ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸುತ್ತಾರೆ.
ಮುಂಬರುವ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ, ತಮ್ಮ 3ಡಿ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾನ್ಯುಲೋಮಾಗಳನ್ನು, ಅಂದರೆ, ಸೋಂಕಿತ ಬಿಳಿ ರಕ್ತಕಣಗಳ ಜೀವಕೋಶ ಸಮೂಹವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯನುಕರಣೆ ಮಾಡುವ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಮೂಲಕ, ಏಕೆ ಕೆಲವರು ‘ಸುಪ್ತ ಕ್ಷಯ’ (ಲೇಟೆಂಟ್ ಟಿಬಿ) ಹೊಂದಿದ್ದರೆ ಇನ್ನು ಕೆಲವರಲ್ಲಿ ಆಕ್ರಮಣಕಾರಿ ಲಕ್ಷಣಗಳು ಪ್ರಕಟಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಶೋಧಿಸುವ ಉದ್ದೇಶ ಅವರದ್ದಾಗಿದೆ. “ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪೈರಜೈನಮೈಡ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಳ್ಳುವುದರ ಬಗ್ಗೆಯೂ ನಾವು ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾದ ಅಥವಾ ಈಗಿರುವಷ್ಟೇ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ಕೂಡಿದ ಹೊಸ ಔಷಧಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ನೆರವು ನೀಡಬಹುದು” ಎಂದು ಗುಪ್ತಾ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
ಉಲ್ಲೇಖ:
ಗುಪ್ತಾ ವಿಕೆ, ವೈಷ್ಣವಿ ವಿವಿ, ಆರೀಟಾ-ಒರ್ಟಿಸ್ ಎಂಎಲ್, ಅಭಿರಾಮಿ ಪಿಎಸ್, ಜ್ಯೋತ್ಸ್ನಾ ಕೆಎಂ, ಜಯಶಂಕರ್ ಎಸ್, ರಘುನಾಥನ್ ವಿ, ಬಾಳಿಗಾ ಎನ್ಎಸ್, ಅಗರ್ ವಾಲ್ ಆರ್, 3D Hydrogel Culture System Recapitulates Key Tuberculosis Phenotypes and Demonstrates Pyrazinamide Efficacy, Advanced Healthcare Materials (2024).
https://doi.org/10.1002/adhm.202304299
ಸಂಪರ್ಕ:
ರಚಿತ್ ಅಗರ್ ವಾಲ್
ಸಹ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು
ಜೈವಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗ (ಬಿಇ)
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (IISc)
ಇಮೇಲ್: rachit@iisc.ac.in
ಫೋನ್: +91-80-2293-3626
ವೆಬ್ಸೈಟ್:: https://be.iisc.ac.in/~rachit/
ಪರ್ತಕರ್ತರಿಗೆ ಸೂಚನೆ:
ಅ) ಈ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಯನ್ನು ಅಥವಾ ಇದರ ಯಾವುದೇ ಭಾಗವನ್ನು ಯಥಾವತ್ತಾಗಿ ಸುದ್ದಿಯಾಗಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಹೆಸರಿನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಕಟಿಸಿ.
ಆ) ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಏನಾದರೂ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿದ್ದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು news@iisc.ac.in ಅಥವಾ pro@iisc.ac.in ಗೆ ಬರೆಯಿರಿ.
