அல்புகெர்கியில் உள்ள (The silicon valley created Lab-grown organs) நியூ மெக்ஸிகோவின் குழந்தைகள் மருத்துவமனையில் தன்னார்வத் தொண்டு செய்யும் போது குயின்டன் ஸ்மித் ஒரு மருத்துவராக இருக்க முடியாது என்பதை விரைவாக உணர்ந்தார்.
பல்கலைக்கழகத்தில் இளங்கலை பட்டதாரியான ஸ்மித், நோய்வாய்ப்பட்ட குழந்தைகளை எப்போதும் பார்த்து மிகவும் வருத்தப்பட்டார். ஆனால், “ஒருவேளை நான் அவர்களுக்கு அறிவியலில் உதவ முடியும்” என்று அவர் நினைத்தார்.
ஸ்மித் தனது முக்கிய, வேதியியல் பொறியியலைத் தேர்ந்தெடுத்தார். ஏனெனில் அவர் அதை “முன்கூட்டியே செல்ல ஒரு குளிர் வழி” என்று பார்த்தார். அவர் இறுதியில் படுக்கைக்கு பதிலாக ஆய்வகத்தில் இறங்கினார் என்றாலும் மக்களுக்கு என்ன நோய்களைக் குணப்படுத்துவதற்கான வழிகளைக் கண்டுபிடிப்பதில் அவர் ஆர்வமாக இருந்தார்.
இன்று, கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தில் உள்ள அவரது ஆய்வகம், இர்வின் அவர்களின் நிஜ வாழ்க்கை சகாக்களை பிரதிபலிக்கும் சிறிய, ஆய்வகத்தில் வளர்ந்த உறுப்புகளை வடிவமைக்க சிறிய எலக்ட்ரானிக்ஸ் தயாரிப்பதில் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படும் கருவிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. “பெரும்பாலான நேரங்களில், நாம் செல்களைப் படிக்கும்போது, அவற்றை ஒரு பெட்ரி டிஷில் படிக்கிறோம்,” என்று ஸ்மித் கூறுகிறார்.
ஆனால் அது அவர்களின் சொந்த வடிவம் அல்ல. ஆர்கனாய்டுகள் எனப்படும் இந்த 3-டி கட்டமைப்புகளில் ஒன்று சேர்வதற்கு செல்களைத் தூண்டுவது, ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு நோய்களைப் படிக்கவும் சாத்தியமான சிகிச்சைகளை சோதிக்கவும் ஒரு புதிய வழியை வழங்க முடியும்.
சிலிக்கான் வேலி தொழில்நுட்பம் மற்றும் ஸ்டெம் செல் உயிரியலை இணைப்பதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் இப்போது “மனித திசுக்களைப் போல தோற்றமளிக்கும் மற்றும் செயல்படும் திசுக்களை உருவாக்குகிறார்கள்” என்று ஸ்மித் கூறுகிறார்.
ஸ்டெம் செல்களின் The silicon valley created Lab-grown organs சக்தி:
ஸ்மித்தின் பணி இரண்டு பரிமாணங்களில் தொடங்கியது. அவரது இளங்கலைப் படிப்பின் போது, அவர் இரண்டு கோடைகாலங்களை உயிரியல் மருத்துவப் பொறியாளர் ஷரோன் கெரெக்ட்டின் ஆய்வகத்தில் கழித்தார்.
பின்னர் ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸ் பல்கலைக்கழகத்தில் சிலிக்கான் செதில்களில் உள்ள சிறிய அறைகளுக்குள் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் திரவ ஓட்டத்தை கட்டுப்படுத்தக்கூடிய ஒரு சாதனத்தை உருவாக்க அவரது திட்டம் நோக்கமாக இருந்தது. ஒரு இரத்த நாளம் உருவாகும் சூழலைப் பிரதிபலிக்கும் நோக்கத்துடன். அங்குதான் ஸ்மித் மனிதனால் தூண்டப்பட்ட ப்ளூரிபோடென்ட் ஸ்டெம் செல்களை மதிக்க ஆரம்பித்தார்.
இந்த ஸ்டெம் செல்கள் உடல் உயிரணுக்களிலிருந்து உருவாகின்றன. அவை ஆரம்ப கரு நிலைக்கு மறுபிரசுரம் செய்யப்படுகின்றன. அவை எந்த உயிரணு வகையையும் உருவாக்கலாம். “நீங்கள் இந்த செல்களை எடுத்து எதையும் மாற்றலாம் என்பது என் மனதை உலுக்கியது” என்று ஸ்மித் கூறுகிறார்.
ஸ்மித் இறுதியில் தனது Ph.D.க்காக Gerecht இன் ஆய்வகத்திற்குத் திரும்பினார். உடல் மற்றும் இரசாயன குறிப்புகள் எவ்வாறு இந்த ஸ்டெம் செல்களை இரத்த நாளங்களாக மாற்ற முடியும் என்பதை ஆராய்ந்தார். மைக்ரோ பேட்டர்னிங் எனப்படும் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி செல்களை இணைக்க உதவும் கண்ணாடி ஸ்லைடுகளில் புரதங்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் முத்திரையிடுகிறார்கள்.
அவர் செயற்கை இரத்த நாளங்களின் தொடக்கத்தில் செல்களை ஒழுங்கமைக்க தூண்டினார். வடிவத்தைப் பொறுத்து செல்கள் 2-டி நட்சத்திரங்கள், வட்டங்கள் அல்லது முக்கோணங்களை உருவாக்குகின்றன. இவை செல்கள் எவ்வாறு ஒன்றிணைந்து அத்தகைய குழாய் அமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன என்பதைக் காட்டுகிறது.
எம்ஐடியில் போஸ்ட்டாக் ஆக இருந்தபோது, கல்லீரல் ஆர்கனாய்டுகளில் கவனம் செலுத்தி 3-டிக்கு மாறினார். கிளைத்த இரத்த நாளங்களைப் போலவே பித்த நாளங்களின் வலையமைப்பு பித்த அமிலத்தை கல்லீரல் முழுவதும் கொண்டு செல்கிறது. இந்த திரவம் உடலை ஜீரணிக்க உதவுகிறது மற்றும் கொழுப்பை உறிஞ்சுகிறது.
ஆனால் செயற்கை கல்லீரல் திசு எப்போதும் உடலில் கிளைத்திருக்கும் குழாய்களை மீண்டும் உருவாக்காது. ஆய்வகத்தில் வளரும் செல்கள் சிறிதளவு உதவி தேவை, என்று ஸ்மித் கூறுகிறார். சிக்கல்களைச் சமாளிக்க ஸ்மித்தும் அவரது குழுவினரும் சேனல்களை உருவாக்குவதற்கு சிறிய குத்தூசி மருத்துவம் ஊசிகளைச் சுற்றி ஒரு கடினமான ஜெல்லை ஊற்றுகிறார்கள்.
ஜெல் திடப்படுத்திய பிறகு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஸ்டெம் செல்களை உள்ளே விதைத்து, செல்களை இரசாயன குறிப்புகளில் கலந்து குழாய்களை உருவாக்குகிறார்கள். “ஒரு பொறியியல் அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி தேவைக்கேற்ப பித்தநீர் குழாய்களை உருவாக்கலாம்,” என்று அவர் கூறுகிறார்.
கல்லீரல் ஆர்கனாய்டுகளை உருவாக்குவதற்கான இந்த அணுகுமுறை சாத்தியமானது. ஏனெனில் ஸ்மித் உயிரியலின் மொழியையும் பொறியியல் மொழியையும் பேசுகிறார் என்று எம்ஐடியின் ஹோவர்ட் ஹியூஸ் மருத்துவ நிறுவன ஆய்வாளரும் ஸ்மித்தின் போஸ்ட்டாக் வழிகாட்டியுமான பயோமெடிக்கல் இன்ஜினியர் சங்கீதா பாட்டியா கூறுகிறார்.
அவர் தனது உயிரணு உயிரியல் அறிவை அழைக்கலாம் மற்றும் குறிப்பிட்ட செல் வகைகள் எவ்வாறு உடலில் ஒன்றாக வேலை செய்ய ஒழுங்கமைக்கப்படுகின்றன என்பதை ஆய்வு செய்ய பொறியியல் நுட்பங்களை மேம்படுத்தலாம். எடுத்துக்காட்டாக, இரத்த நாளங்கள் மற்றும் பித்த நாளங்கள் உட்பட ஆய்வகத்தில் வளர்க்கப்படும் கல்லீரல் திசுக்களை சரியான முறையில் ஒழுங்கமைக்க ஸ்மித்தின் ஆய்வகம் இப்போது 3-டி அச்சிடலைப் பயன்படுத்துகிறது.
இத்தகைய பொறியியல் நுட்பங்கள், கொழுப்பு கல்லீரல் நோய் போன்ற சில கல்லீரல் நோய்களுக்குப் பின்னால் உள்ள மூல காரணங்களை ஆய்வு செய்து சுட்டிக்காட்ட ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு உதவக்கூடும், என்று ஸ்மித் கூறுகிறார்.
ஆரோக்கியமான மனிதர்களின் உயிரணுக்களிலிருந்து வளர்க்கப்படும் ஆர்கனாய்டுகளை கல்லீரல் நோயால் பாதிக்கப்பட்ட நோயாளிகளின் உயிரணுக்களுடன் ஒப்பிடுவது ஹிஸ்பானிக் மக்கள் உட்பட, விகிதாச்சாரத்தில் பாதிக்கப்பட்டவர்கள் ஒரு பொறிமுறையை சுட்டிக்காட்டலாம்.
ஆனால் ஸ்மித் கல்லீரலுக்கு தன்னை கட்டுப்படுத்திக் கொள்ளவில்லை. அவரும் அவரது பயிற்சியாளர்களும் மற்ற திசுக்கள் மற்றும் நோய்களையும் ஆராய்வதற்காக பிரிந்து செல்கிறார்கள். அந்த முயற்சிகளில் ஒன்று ப்ரீக்ளாம்ப்சியா. இது கர்ப்பிணிப் பெண்களையும், ஆப்பிரிக்க அமெரிக்கப் பெண்களையும் பாதிக்கும் ஒரு நோயாகும்.
நஞ்சுக்கொடி வீக்கமடைந்து, தாயின் இரத்த நாளங்களை சுருங்கச் செய்வதால், ப்ரீக்ளாம்ப்சியா உள்ள பெண்களுக்கு ஆபத்தான உயர் இரத்த அழுத்தம் உருவாகிறது. ஸ்மித் ஆய்வகத்தால் வளர்க்கப்படும் நஞ்சுக்கொடிகளை ஆய்வு செய்ய திட்டமிட்டுள்ளார். “இந்த வேலையைப் பற்றி நாங்கள் மிகவும் உற்சாகமாக இருக்கிறோம்,” என்று ஸ்மித் கூறுகிறார்.
நஞ்சுக்கொடியை உருவாக்கக்கூடிய வளர்ச்சியின் முந்தைய கட்டத்திற்குள் நுழைவதற்கு விஞ்ஞானிகள் ஸ்டெம் செல்களை ஏமாற்றியது சமீபத்தில் தான். இந்த ஆய்வகத்தால் வளர்க்கப்படும் நஞ்சுக்கொடிகள் மனித கோரியானிக் கோனாடோட்ரோபினை உருவாக்குகின்றன. இது நேர்மறையான கர்ப்ப பரிசோதனைகளுக்கு பொறுப்பாகும்.
