செயல்பாட்டு இரத்த-மூளை தடையுடன் கூடிய முதல் மனித சிறு மூளை உருவாக்கப்பட்டது

சின்சினாட்டி சில்ட்ரன்ஸில் உள்ள வல்லுநர்கள் தலைமையிலான குழுவின் புதிய ஆராய்ச்சியானது, முழுமையான செயல்பாட்டு இரத்த-மூளைத் தடையுடன் (BBB) உலகின் முதல் சிறிய மனித மூளையை உருவாக்கியுள்ளது.

இந்த குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம், பத்திரிகை செல் ஸ்டெம் செல் இல் வெளியிடப்பட்டது, பக்கவாதம், செரிப்ரோவாஸ்குலர் நோய் உள்ளிட்ட பலவிதமான மூளை நோய்களுக்கான புரிதலை விரைவுபடுத்தவும் சிகிச்சைகளை மேம்படுத்தவும் உறுதியளிக்கிறது. மூளை புற்றுநோய், அல்சைமர் நோய், ஹண்டிங்டன் நோய், பார்கின்சன் நோய் மற்றும் பிற நரம்பியக்கடத்தல் நிலைமைகள்.

“உண்மையான மனித BBB மாதிரி இல்லாதது நரம்பியல் நோய்களைப் பற்றிய ஆய்வில் ஒரு பெரிய தடையாக உள்ளது,” என்று முன்னணி ஆய்வு ஆசிரியர் டாக்டர் ஜியுவான் குவோ கூறினார்.

"மனித ப்ளூரிபோடென்ட் ஸ்டெம் செல்களில் இருந்து மனித BBB ஆர்கனாய்டுகளை உருவாக்குவது, வளர்ந்து வரும், செயல்படும் மூளை திசுக்களில் உள்ள தடையின் துல்லியமான பிரதிநிதித்துவத்தை உருவாக்க மனித நரம்பியல் வளர்ச்சியைப் பிரதிபலிக்கிறது. இது ஒரு முக்கியமான முன்னேற்றம், ஏனெனில் நாம் தற்போது பயன்படுத்தும் விலங்கு மாதிரிகள். மனிதனின் மூளை வளர்ச்சி மற்றும் BBB இன் செயல்பாட்டை துல்லியமாக பிரதிபலிக்கவில்லை."

இரத்த-மூளைத் தடை என்றால் என்ன?

நம் உடலின் மற்ற பகுதிகளைப் போலல்லாமல், மூளையில் உள்ள இரத்த நாளங்கள் இறுக்கமாக நிரம்பிய செல்களின் கூடுதல் அடுக்கைக் கொண்டுள்ளன, அவை இரத்த ஓட்டத்தில் இருந்து மைய நரம்பு மண்டலத்திற்கு (CNS) செல்லக்கூடிய மூலக்கூறுகளின் அளவைக் கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்துகின்றன.

சரியாகச் செயல்படும் தடையானது, முக்கிய ஊட்டச்சத்துக்கள் மூளையை அடைய அனுமதிக்கும் அதே வேளையில் தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்கள் உள்ளே நுழைவதைத் தடுப்பதன் மூலம் மூளையின் ஆரோக்கியத்தை ஆதரிக்கிறது. இருப்பினும், இதே தடையானது பல பயனுள்ள மருந்துகளை மூளையை அடைவதையும் தடுக்கிறது. கூடுதலாக, BBB சரியாக உருவாகாதபோது அல்லது உடைக்கத் தொடங்கும் போது பல நரம்பியல் கோளாறுகள் ஏற்படுகின்றன அல்லது மோசமடைகின்றன.

மனித மற்றும் விலங்குகளின் மூளைகளுக்கு இடையே உள்ள குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகள், விலங்கு மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்ட பல நம்பிக்கைக்குரிய புதிய மருந்துகள் பின்னர் மனித சோதனைகளில் எதிர்பார்த்தபடி செயல்படத் தவறிவிட்டன.

"இப்போது, ஸ்டெம் செல் பயோ இன்ஜினியரிங் மூலம், மனித ஸ்டெம் செல்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு புதுமையான தளத்தை நாங்கள் உருவாக்கியுள்ளோம், இது BBB செயல்பாடு மற்றும் செயலிழப்பைக் கட்டுப்படுத்தும் சிக்கலான வழிமுறைகளைப் படிக்க அனுமதிக்கிறது. இது புதிய மருந்துகள் மற்றும் சிகிச்சை தலையீடுகளைக் கண்டுபிடிப்பதற்கு முன்னோடியில்லாத வாய்ப்புகளை வழங்குகிறது. "குவோ கூறுகிறார்.

நீண்டகால பிரச்சனையை சமாளித்தல்

உலகெங்கிலும் உள்ள ஆராய்ச்சிக் குழுக்கள் மூளையின் ஆர்கனாய்டுகளை-சிறிய, வளரும் 3D கட்டமைப்புகளை உருவாக்க பந்தயத்தில் ஈடுபட்டுள்ளன, அவை மூளை உருவாக்கத்தின் ஆரம்ப நிலைகளைப் பிரதிபலிக்கின்றன. ஒரு தட்டையான ஆய்வக உணவில் வளர்க்கப்படும் செல்கள் போலல்லாமல், ஆர்கனாய்டுகளின் செல்கள் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளன. கரு வளர்ச்சியின் போது மனித செல்கள் செய்வது போலவே, அவை கோள வடிவங்களில் சுயமாக ஒழுங்கமைக்கப்பட்டு ஒருவருக்கொருவர் "தொடர்பு கொள்கின்றன".

உலகின் முதல் செயல்பாட்டு குடல், வயிறு மற்றும் உணவுக்குழாய் ஆர்கனாய்டுகள் உட்பட, பிற வகையான ஆர்கனாய்டுகளின் வளர்ச்சியில் சின்சினாட்டி சில்ட்ரன்ஸ் முன்னணியில் உள்ளது. ஆனால் இது வரை, மனித மூளையின் இரத்த நாளங்களில் காணப்படும் ஒரு சிறப்பு தடுப்பு அடுக்கு கொண்ட மூளை ஆர்கனாய்டை உருவாக்க எந்த ஆராய்ச்சி மையத்தாலும் முடியவில்லை.

அவற்றை புதிய மாடல்கள் "BBB அசெம்ப்லாய்டுகள்" என்று அழைக்கிறோம்

ஆராய்ச்சிக் குழு அவர்களின் புதிய மாதிரியை "BBB அசெம்ப்லாய்டுகள்" என்று அழைத்தது. இந்த முன்னேற்றத்தை சாத்தியமாக்கிய சாதனையை அவர்களின் பெயர் பிரதிபலிக்கிறது. இந்த அசெம்பிலாய்டுகள் இரண்டு வெவ்வேறு வகையான ஆர்கனாய்டுகளை ஒருங்கிணைக்கின்றன: மூளை ஆர்கனாய்டுகள், மனித மூளை திசுக்களைப் பிரதிபலிக்கின்றன, மற்றும் இரத்த நாளங்களின் ஆர்கனாய்டுகள், அவை வாஸ்குலர் அமைப்புகளைப் பிரதிபலிக்கின்றன.

3-4 மில்லிமீட்டர் விட்டம் கொண்ட மூளை ஆர்கனாய்டுகளுடனும், சுமார் 1 மில்லிமீட்டர் விட்டம் கொண்ட இரத்த நாள ஆர்கனாய்டுகளுடனும் சேர்க்கை செயல்முறை தொடங்கியது. சுமார் ஒரு மாத காலப்பகுதியில், இந்த தனித்தனி கட்டமைப்புகள் 4 மில்லிமீட்டர் விட்டம் கொண்ட (சுமார் 1/8 அங்குலம் அல்லது எள் விதையின் அளவு) ஒரு கோளமாக இணைந்தன.

பட விளக்கம்: இரத்த-மூளைத் தடையை உள்ளடக்கிய மனித மூளை ஆர்கனாய்டை உருவாக்க இரண்டு வகையான ஆர்கனாய்டுகளை இணைக்கும் செயல்முறை. கடன்: சின்சினாட்டி குழந்தைகள் மற்றும் செல் ஸ்டெம் செல்.

இந்த ஒருங்கிணைந்த ஆர்கனாய்டுகள் மனித மூளையில் காணப்பட்ட பல சிக்கலான நியூரோவாஸ்குலர் இடைவினைகளை மறுபரிசீலனை செய்கின்றன, ஆனால் அவை மூளையின் முழுமையான மாதிரிகள் அல்ல. எடுத்துக்காட்டாக, திசுக்களில் நோயெதிர்ப்பு செல்கள் இல்லை மற்றும் உடலின் மற்ற நரம்பு மண்டலத்துடன் எந்த தொடர்பும் இல்லை.

சின்சினாட்டி குழந்தைகளுக்கான ஆராய்ச்சிக் குழுக்கள் பல்வேறு உயிரணு வகைகளிலிருந்து ஆர்கனாய்டுகளை இணைத்து அடுக்கி மிகவும் சிக்கலான "அடுத்த தலைமுறை ஆர்கனாய்டுகளை" உருவாக்குவதில் மற்ற முன்னேற்றங்களைச் செய்துள்ளன. இந்த முன்னேற்றங்கள் மூளை ஆர்கனாய்டுகளை உருவாக்கும் புதிய வேலையைத் தெரிவிக்க உதவியது.

சில மூளை நோய்கள் உள்ளவர்களிடமிருந்து நரம்பியல் மனித ஸ்டெம் செல்கள் அல்லது ஸ்டெம் செல்களைப் பயன்படுத்தி BBB அசெம்ப்லாய்டுகளை வளர்க்கலாம், இதனால் மரபணு மாறுபாடுகள் மற்றும் இரத்த-மூளைத் தடையின் செயலிழப்புக்கு வழிவகுக்கும் பிற நிலைமைகளை பிரதிபலிக்கிறது. p>

கருத்தின் ஆரம்ப ஆதாரம்

புதிய அசெம்ப்லாய்டுகளின் சாத்தியமான பயன்பாட்டை நிரூபிக்க, ஆய்வுக் குழு நோயாளியால் பெறப்பட்ட ஸ்டெம் செல் லைனைப் பயன்படுத்தி, செரிப்ரல் கேவர்னஸ் மல்ஃபார்மேஷன் எனப்படும் அரிய மூளை நிலையின் முக்கிய அம்சங்களைத் துல்லியமாக மறுபரிசீலனை செய்யும் அசெம்ப்ளாய்டுகளை உருவாக்கியது.

இந்த மரபணு கோளாறு, இரத்த-மூளைத் தடையின் ஒருமைப்பாட்டை சீர்குலைப்பதன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இதன் விளைவாக மூளையில் அசாதாரண இரத்த நாளங்களின் கொத்துகள் உருவாகின்றன, அவை பெரும்பாலும் ராஸ்பெர்ரிகளை ஒத்திருக்கும். இந்த கோளாறு பக்கவாதம் ஏற்படும் அபாயத்தை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது.

“எங்கள் மாதிரியானது நோயின் பினோடைப்பை துல்லியமாக இனப்பெருக்கம் செய்து, பெருமூளை வாஸ்குலர் நோய்களின் மூலக்கூறு மற்றும் செல்லுலார் நோயியல் பற்றிய புதிய நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது,” என்கிறார் குவோ.

சாத்தியமான பயன்பாடுகள்

இணை ஆசிரியர்கள் BBB அசெம்பிளாய்டுகளுக்கான பல சாத்தியமான பயன்பாடுகளைப் பார்க்கிறார்கள்:

• தனிப்பயனாக்கப்பட்ட மருந்துப் பரிசோதனை: நோயாளிகளிடமிருந்து பெறப்பட்ட BBB அசெம்ப்லாய்டுகள், நோயாளிகளுக்கு அவர்களின் தனித்துவமான மரபணு மற்றும் மூலக்கூறு சுயவிவரங்களின் அடிப்படையில் சிகிச்சைகளை வடிவமைக்க அவதாரங்களாக செயல்படும்.
• நோய் மாடலிங்: அரிதான மற்றும் மரபணு ரீதியாக சிக்கலான நிலைமைகள் உட்பட பல நரம்பு மண்டல கோளாறுகள், ஆராய்ச்சிக்கு நல்ல மாதிரி அமைப்புகள் இல்லை. BBB அசெம்பிளிகளை உருவாக்குவதில் வெற்றி மனித மூளை திசு மாதிரிகளின் வளர்ச்சியை மேலும் நிலைமைகளுக்கு விரைவுபடுத்தலாம்.
• உயர்-செயல்திறன் மருந்து கண்டுபிடிப்பு: அசெம்பிலாய்டு உற்பத்தியை அதிகரிப்பது, சாத்தியமான மூளை மருந்துகள் BBB-ஐ திறம்பட கடக்க முடியுமா என்பதை துல்லியமான மற்றும் விரைவான பகுப்பாய்வு செய்ய அனுமதிக்கலாம்.
• சுற்றுச்சூழல் நச்சு சோதனை: பெரும்பாலும் விலங்கு மாதிரி அமைப்புகளின் அடிப்படையில், BBB அசெம்பிலாய்டுகள் சுற்றுச்சூழல் மாசுபடுத்திகள், மருந்துகள் மற்றும் பிற இரசாயன கலவைகளின் நச்சு விளைவுகளை மதிப்பிட உதவும்.
• நோய் எதிர்ப்பு சிகிச்சைகளின் வளர்ச்சி: நரம்பு அழற்சி மற்றும் நரம்பியக்கடத்தல் நோய்களில் BBB இன் பங்கை ஆராய்வதன் மூலம், மூளைக்கு நோயெதிர்ப்பு சிகிச்சைகளை வழங்குவதற்கு புதிய அசெம்பிலாய்டுகள் துணைபுரியும்.
• பயோ இன்ஜினியரிங் மற்றும் பயோ மெட்டீரியல்ஸ் ஆராய்ச்சி: புதிய உயிரி பொருட்கள், மருந்து விநியோக வாகனங்கள் மற்றும் திசு பொறியியல் உத்திகளை சோதிக்க பயோமெடிக்கல் இன்ஜினியர்கள் மற்றும் மெட்டீரியல் விஞ்ஞானிகள் BBB இன் ஆய்வக மாதிரியைப் பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம்.

“ஒட்டுமொத்தமாக, BBB அசெம்பிலாய்டுகள் நரம்பியல், மருந்து கண்டுபிடிப்பு மற்றும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட மருத்துவம் ஆகியவற்றுக்கான பரந்த தாக்கங்களைக் கொண்ட ஒரு புரட்சிகர தொழில்நுட்பத்தை பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகின்றன,” என்கிறார் குவோ.