ಗೆಡ್ಡೆಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಆಧುನಿಕ ಫೋಟೊಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ ವೈದೃಶ್ಯಕಾರಕ

12 ಜೂನ್ 2025

-ಆರವ್ ಘಾಟೆ

ಆರೋಗ್ಯಕರ ಅಂಗಾಂಶಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಗೆಡ್ಡೆಯ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಯಾಪಚಯ ಚಟುವಟಿಕೆಯಿಂದ ಕೂಡಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಇವು ಅಪಾರ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಸುವರ್ಣ ಪ್ರಮಾಣೀಕೃತ ಡಯಾಗ್ನೋಸ್ಟಿಕ್ (ರೋಗ ದೃಢೀಕರಣ) ತಾಂತ್ರಿಕತೆಯಾದ ಪೊಸೊಟ್ರಾನ್ ಎಮಿಷನ್ ಟೊಮೊಗ್ರಫಿಯು (ಪಿಇಟಿ) ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ್ದಾಗಿದೆ. ಚಿಕಿತ್ಸಕರು (ಕ್ಲಿನಿಷಿಯನ್ ಗಳು) ಕಾಯಿಲೆ ಬಾಧಿತರಿಗೆ 18ಎಫ್-ಫ್ಲೋರೊ 2-ಡೀಆಕ್ಸಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಟ್ರೇಸರ್ (18F-FDG) ಅನ್ನು ಚುಚ್ಚುಮದ್ದು ರೂಪದಲ್ಲಿ ಒಳಸೇರಿಸಿದಾಗ ಅದು ಗೆಡ್ಡೆಯ ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಶೇಖರಣೆಗೊಂಡು ಅದರ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಈ ಪಿಇಟಿ ವಿಧಾನವು ದುಬಾರಿ ಹಾಗೂ ಪದೇಪದೇ ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡಿದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ವಿಕಿರಣ ಶೇಖರಣೆಯ ಅಪಾಯದ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇರುತ್ತದೆ.

ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ (ಐಐಎಸ್ ಸಿ) ಜೈವಿಕ-ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸಂಶೋಧಕರು ಇದೀಗ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿರುವ ಜೈವಿಕವಾಗಿ ವಿಘಟನೆಗೊಳ್ಳುವ ಪುಟ್ಟ ಸಂಯುಕ್ತ ಕಣವನ್ನು ಫೋಟೊಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ (ಪಿಎ) ಟೊಮೊಗ್ರಫಿಗೆ ಕನಿಷ್ಠ ಛೇದನ ವೈದೃಶ್ಯಕಾರಕವಾಗಿ (ಕಾಂಟ್ರ್ಯಾಸ್ಟ್ ಏಜೆಂಟ್) ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, ಗುರಿ-ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ಕಳುಹಿಸಲಾದ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಂಯುಕ್ತ ಕಣಗಳ (ಕ್ರೋಮೋಫೋರ್) ಮೇಲೆ ಕಡಿಮೆ ತರಂಗಾಂತರದ ಅವಗೆಂಪು (ನಿಯರ್ ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್- ಎನ್ಐಆರ್) ಲೇಸರ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಹಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಮಾಡಿದಾಗ, ಅದು ಹಿಗ್ಗಿ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಶ್ರವಣ ಸಂಕೇತವಾಗಿ ಗ್ರಹಿಸಿ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಒಳಪಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಗುರಿಕೇಂದ್ರಿತ ನೆಲೆಯ 3ಡಿ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು. ಈ ವಿಧಾನವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಗೆಡ್ಡೆಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ನೆರವು ನೀಡುತ್ತದೆ.

“ಇದರಿಂದ, ಪಿಇಟಿ ಮತ್ತು ಅಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ರೆಸೊನೆನ್ಸ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ (ಎಂ.ಆರ್.ಐ), ಇವೆರಡಕ್ಕಿಂತಲೂ ಕಡಿಮೆ ದರದ ತಾಂತ್ರಿಕತೆಯನ್ನು ಬಳಸಿ ಅದೇ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಬಿಇ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ಹಾಗೂ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯ ಸಹಲೇಖಕರಾದ ಸಂಹಿತಾ ಸಿಂಹರೇ. ಈ ಕುರಿತ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯು ಜೆಎಸಿಎಸ್ ಎಯು (JACS Au) ನಿಯತಕಾಲಿಕದಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾಗಿದೆ.

ಪ್ರಸ್ತುತ, ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಫೋಟೊಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ ಬಿಂಬಗ್ರಹಣ ತಾಂತ್ರಿಕತೆಯಲ್ಲಿ ಮನುಷ್ಯನ ಶರೀರದಲ್ಲೇ ಇರುವ ಹೀಮೋಗ್ಲೋಬಿನ್ ನಂತಹ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ಕ್ರೋಮೋಫೋರ್ ಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಆಮ್ಲಜನಿಕ-ಸಹಿತ ಹಾಗೂ ಆಮ್ಲಜನಿಕ-ರಹಿತ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಆಪ್ಟೊಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ ಚಹರೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಇವು ಅಸಹಜ ಚಯಾಪಚಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಉಪಯುಕ್ತ ಜೈವಿಕ ಸೂಚಕಗಳಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ.

ಹೊಸ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ. ತಂಡದವರು ಸುಧಾರಿತ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ ಹಾಗೂ ವೈದೃಶ್ಯವಿರುವ ಬಾಹ್ಯ ಸಂಯುಕ್ತ ಕಣವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಮನುಷ್ಯರ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರದ ಸಂಯುಕ್ತಕಣ ಇದಾಗಿದೆ. ಇದು, ಸಹಜ ಅಂಗಾಂಶಗಳು ಹಾಗೂ ಗುರಿಕೇಂದ್ರಿತ ನೆಲೆಯ ಜೀವಕೋಶಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಜಿಪಿಎಸ್ ಎಂಬ ಈ ಸಂಯುಕ್ತಕಣವು, ಜಿಂಕ್-ಫ್ತಾಲೊಸೆಯನೈನ್ ನಿಂದ ಮಾಡಲಾದ ಅಟ್ಟಣಿಗೆಗೆ ಸಂಯುಗ್ನಗೊಳಿಸಲಾದ ನಾಲ್ಕು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ಫ್ತಾಲೊಸೆಯನೈನ್ ಗಳೆಂದರೆ ಎನ್.ಐ.ಆರ್. ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಉದ್ರೇಕಿಸಿದಾಗ ಪ್ರಮುಖವಾಗಿ ವಿಕಿರಣರಹಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಚದುರಿಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು. (ಡಿಸಿಪೇಟ್). ಹೀಗಾಗಿ, ಇವು ಫೋಟೊಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ ಬಿಂಬಗ್ರಹಣಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಜಿಪಿಸಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿಅದಕ್ಕೆ ನಾಲ್ಕು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಗಳ ಸೇರ್ಪಡೆಯು ಸಂಯುಕ್ತಕಣದ ಜೀವಕೋಶೀಯ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ತಜ್ಞರ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಾಗಿತ್ತು. ನೀರಿನೆಡೆಗೆ ಆಕರ್ಷಣೆಯುಳ್ಳ ಹೆಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಗ್ರೂಪ್ ಗಳೊಂದಿಗೆ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಸೇರ್ಪಡೆಯು ಸಂಯುಕ್ತಕಣದ ದ್ರಾವ್ಯತೆಯನ್ನು ಕೂಡ ಅಧಿಕಗೊಳಿಸಿತು.

“ಜೀವಕೋಶಗಳೊಂದಿಗಿನ ಪ್ರತಿವರ್ತನೆ ಹಾಗೂ ಜೀವಕೋಶೀಯ ಚಪಾಪಚಯತೆಯ ಮೇಲೆ ಜಿಪಿಸಿ ಯಾವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸೀಹಾರ್ಸ್ ಅಸ್ಸೆ ಆಧರಿಸಿ ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಂಡಿದ್ದು ನಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನದ ಮಹತ್ವದ ಪ್ರಗತಿಯಾಗಿದೆ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಬಿಇ ಪಿಎಚ್.ಡಿ. ಸಂಶೋಧನಾರ್ಥಿ ಹಾಗೂ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯ ಮೊದಲ ಲೇಖಕರಾದ ಪೂಜಾ ಪಟ್ಕುಲ್ಕರ್. “ನಾವು ರೂಪಿಸಿದ ಸಂಯುಕ್ತ ಕಣವನ್ನು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ವಾಹಕಗಳು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆಯೇ ಹಾಗೂ ಹೀರಿಕೊಂಡ ನಂತರ ಅವುಗಳ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಏನು ಎಂಬುದನ್ನು ಅವಲೋಕಿಸುವುದು ನಮ್ಮ ಉದ್ದೇಶವಾಗಿತ್ತು. ಎಫ್-ಎಫ್.ಡಿ.ಜಿ.ಯೊಂದಿಗೆ ಅದರ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಹೋಲಿಸಿ ನೋಡುವುದು ಹಾಗೂ ಅದು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಗೆ ಪ್ರತಿವರ್ತಕವೇ ಅಥವಾ ಸಹವರ್ತಕವೇ (ಆಂಟಾಗೊನಿಸ್ಟ್ ಅಥವಾ ಅಗೋನಿಸ್ಟ್) ಎಂಬುದನ್ನು ಅವಲೋಕಿಸುವುದು ಗುರಿಯಾಗಿತ್ತು” ಎಂದು ಅವರು ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಸಹವರ್ತಕವು ಗ್ಲೂಕೋಸಿಗೆ ಪೈಪೋಟಿಯೊಡ್ಡಿ ಜೀವಕೋಶದಿಂದ ಚಯಾಪಚಯಗೊಳ್ಳುತ್ತಿತ್ತು. ಹೀಗಾದಾಗ, ಅದು ವೈದೃಶ್ಯಕಾರಕವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಆಗುವುದಿಲ್ಲ. ಹೊಸ ವೈದೃಶ್ಯಕಾರಕದ ನಿಖರ ಸ್ವಭಾವ ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಲುವಾಗಿ ತಂಡದವರು ಜಿಪಿಸಿ ಮತ್ತು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ನಡುವೆ ಕಾಂಪಿಟಿಟಿವ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಅಸ್ಸೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೊಳಿಸಿದರು. ಜಿ.ಪಿ.ಸಿ. ಮನುಷ್ಯ ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪ್ರವೇಶಿಸಿತು, ಚಯಾಪಚಯತೆಗೆ ಒಳಪಡಲಿಲ್ಲ ಹಾಗೂ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುವ ಜಿಎಲ್ ಯುಟಿ1 ಟ್ರ್ಯಾನ್ಸ್ ಪೋರ್ಟರ್ ಗಳಿಂದ ಆವುಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಗೆ ಅನುಕೂಲವಾಗಲಿಲ್ಲ ಎಂಬುದು ಕಂಡುಬಂದಿತು. ಆದರೆ, ಮನುಷ್ಯ ಜೀವಕೋಶವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿದ ಮೇಲೆ ಜಿಪಿಸಿಗಳ ಕಾರ್ಯಾತ್ಮಕತೆಯನ್ನು ಅರ್ಥ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಅಗತ್ಯ ಇವೆ ಎಂಬುದು ಲೇಖಕರ ಅಭಿಪ್ರಾಯವಾಗಿದೆ.

“ಜೀವಕೋಶಗಳೊಳಗೆ ಜಿಪಿಸಿ ಹೇಗೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಹಾಗೂ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ಆಮ್ಲಜನಕ ಸಂಯುಕ್ತಕಣದ ಪೂರೈಕೆಯಿರುವ ಗೆಡ್ಡೆಯ ಪ್ರಧಾನ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಅದು ಒಳಪ್ರವೇಶಿಸುವುದನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸಿಕೊಂಡಿರುವುದು ನಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಮಹತ್ವದ ಸಂಗತಿಯಾಗಿದೆ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಸಿಂಹರೆ. ಒಮ್ಮೆ ಗೆಡ್ಡೆಯನ್ನು ಒಳಹೊಕ್ಕ ನಂತರ ಅದು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಿಸುತ್ತದೆ? ಅದರ ವರ್ತನೆಯು ಎಫ್-ಎಫ್.ಡಿ.ಜಿ. ವರ್ತನೆಯೊಂದಿಗೆ ಎಷ್ಟು ಸಾಮ್ಯತೆ ಹೊಂದಿದೆ?- ಇವುಗಳಿಗೆ ಉತ್ತರ ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುವುದು ನಮ್ಮ ಉದ್ದೇಶವಾಗಿತ್ತು. ಅವುಗಳ ರಚನೆ ಹಾಗೂ ಅಣು ತೂಕದಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದ್ದರೂ ಕಾರ್ಯಾತ್ಮಕತೆಯು ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮ್ಯತೆಯಿಂದ ಕೂಡಿರುವುದು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಅಚ್ಚರಿಯ ಸಂಗತಿ ಎಂದೂ ಅವರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.

ಇಂತಹ ಸಂಯುಕ್ತ ಕಣಗಳು ಅಧಿಕ ಚಯಾಪಚಯ ಚಟುವಟಿಕೆಯಿರುವ ಗೆಡ್ಡೆಯ ನೆಲೆಗಳನ್ನು ಛೇದಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದೆ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಬಹಳ ಸಹಕಾರಿಯಾಗಬಹುದು. ಇಂತಹ ಸಂಯುಕ್ತ ಕಣಗಳ ಬಳಕೆಯು ಪಿಇಟಿ ಯಲ್ಲಿರುವ ಸವಾಲುಗಳಿಗೆ ಪರಿಹಾರವಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇದೆ. ಜೊತೆಗೆ, ಮೇಲ್ಮೈ ಗೆಡ್ಡೆಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಬಲ್ಲ ಕಾರ್ಯಾತ್ಮಕತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ದರದಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಲೇಖಕರು ವಿಶ್ವಾಸ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಉಲ್ಲೇಖ:

ಪಟ್ ಕುಲ್ಕರ್ ಪಿಎ, ಅರ್ಜುನ್ ಎಸ್ ವಿ. ಶರ್ಮ ಎ, ಪಾಂಡಾ ಎಸ್ ಕೆ, ವಿನಯ್ ವಿ, ಶ್ರಿಂಗಿ ಸಿ, ಸಿಂಹರೆ ಎಸ್, In Vivo Visualization of Tumor Metabolic Activity with a Tetra Glucose-Conjugated Zinc-Phthalocyanine Photoacoustic Contrast, JACS Au (2025). https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.5c00151

ಸಂಪರ್ಕ:

ಸಂಹಿತಾ ಸಿಂಹರೇ
ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು
ಜೈವಿಕ-ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ (ಬಿಇ) ವಿಭಾಗ
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (ಐಐಎಸ್ ಸಿ_ ಇಮೇಲ್: sanhitas@iisc.ac.in
ಫೋನ್: +91-80-2293-3695
ವೆಬ್ಸೈಟ್: https://sinharay.wixsite.com/cancersystemsimaging

ಪರ್ತಕರ್ತರ ಗಮನಕ್ಕೆ:

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 news@iisc.ac.in ಅಥವಾ pro@iisc.ac.in ಗೆ ಬರೆಯಿರಿ.