செல் பெயிண்டிங் என்பது செல் உருவவியல் அம்சங்களைப் படம்பிடிப்பதற்கான ஒரு மதிப்பீடாகும், இங்கு U2OS செல் வரிசையில் காணலாம். கடன்: Shalek Lab / Massachusetts Institute of Technology
பென்சிலின் உட்பட இன்று மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் சில மருந்துகள் பினோடைபிக் ஸ்கிரீனிங் எனப்படும் செயல்முறை மூலம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. இந்த முறையைப் பயன்படுத்தி, விஞ்ஞானிகள் அடிப்படையில் ஒரு பிரச்சனையில் மருந்துகளை வீசுகிறார்கள்-உதாரணமாக, பாக்டீரியா வளர்ச்சியை நிறுத்த அல்லது செல்லுலார் குறைபாட்டை சரிசெய்ய முயற்சிக்கும்போது-பின்னர் என்ன நடக்கிறது என்பதைக் கவனிக்க வேண்டும், முதலில் மருந்து எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை அறியாமல்.
ஒருவேளை ஆச்சரியப்படத்தக்க வகையில், குறிப்பிட்ட மூலக்கூறு இலக்குகளில் மிகக் குறுகிய கவனம் செலுத்தும் விசாரணைகளை விட, அங்கீகரிக்கப்பட்ட மருந்துகளை வழங்குவதில் இந்த அணுகுமுறை சிறந்தது என்பதை வரலாற்றுத் தகவல்கள் காட்டுகின்றன.
ஆனால் பல விஞ்ஞானிகள் சிக்கலை சரியாக அமைப்பதே வெற்றிக்கான உண்மையான திறவுகோல் என்று நம்புகிறார்கள். சில நுண்ணுயிர் தொற்றுகள் அல்லது ஒற்றை பிறழ்வுகளால் ஏற்படும் மரபணு கோளாறுகள் புற்றுநோய் போன்ற சிக்கலான நோய்களை விட முன்மாதிரிக்கு மிகவும் எளிமையானவை. இவற்றுக்கு சிக்கலான உயிரியல் மாதிரிகள் தேவைப்படுகின்றன, அவை உருவாக்க அல்லது பெறுவதற்கு மிகவும் கடினமானவை. இதன் விளைவாக பரிசோதிக்கப்படக்கூடிய மருந்துகளின் எண்ணிக்கையில் ஒரு இடையூறு ஏற்படுகிறது, இதனால் பினோடைபிக் ஸ்கிரீனிங்கின் பயன்.
இப்போது, எம்ஐடியில் உள்ள ஷாலெக் ஆய்வகத்தின் தலைமையிலான விஞ்ஞானிகள் குழு, பினோடைப்பிங் ஸ்கிரீனிங்கை அளவிடுவதில் உள்ள சிரமத்தை நிவர்த்தி செய்ய ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய புதிய வழியை உருவாக்கியுள்ளது. அவர்களின் முறையானது ஆராய்ச்சியாளர்களை ஒரே நேரத்தில் உயிரியல் பிரச்சனைக்கு ஒரே நேரத்தில் பல மருந்துகளைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, பின்னர் ஒவ்வொன்றின் தனிப்பட்ட விளைவுகளைக் கண்டுபிடிக்க கணக்கீட்டு ரீதியாக பின்தங்கிய நிலையில் செயல்படுகிறது.
எடுத்துக்காட்டாக, கணைய புற்றுநோய் மற்றும் மனித நோயெதிர்ப்பு உயிரணுக்களின் மாதிரிகளுக்கு குழு இந்த முறையைப் பயன்படுத்தியபோது, அவர்களால் வியக்கத்தக்க புதிய உயிரியல் நுண்ணறிவுகளைக் கண்டறிய முடிந்தது, அதே நேரத்தில் செலவு மற்றும் மாதிரித் தேவைகளை பல மடங்கு குறைக்கிறது – அறிவியல் ஆராய்ச்சியில் சில சிக்கல்களை ஒரே நேரத்தில் தீர்க்கிறது. .
சான் பிரான்சிஸ்கோவில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தின் மருந்து வேதியியல் பேராசிரியரான Zev Gartner, இந்த புதிய முறைக்கு பெரும் ஆற்றல் உள்ளது என்கிறார். “ஒருவருக்கு ஆர்வமுள்ள வலுவான பினோடைப் இருந்தால், இது மிகவும் சக்திவாய்ந்த அணுகுமுறையாக இருக்கும்” என்று கார்ட்னர் கூறுகிறார்.
ஆய்வு அக்டோபர் 8 இல் வெளியிடப்பட்டது இயற்கை பயோடெக்னாலஜி. ஐவி லியு, வாலா கட்டன், பெஞ்சமின் மீட், கானர் கும்மர்லோவ் மற்றும் மருத்துவப் பொறியியல் மற்றும் அறிவியல் நிறுவனம் (IMES) மற்றும் எம்ஐடியில் உள்ள ஹெல்த் இன்னோவேஷன் ஹப் ஆகியவற்றின் இயக்குனர் அலெக்ஸ் கே. ஷலேக் மற்றும் JW கீக்ஹெஃபர் பேராசிரியரும் தலைமை தாங்கினர். IMES மற்றும் வேதியியல் துறை.
அளவை அதிகரிக்க ஒரு 'பைத்தியம்' வழி
கடந்த தசாப்தத்தில் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் தனிப்பட்ட உயிரணுக்களின் உள் வாழ்க்கையைப் பற்றிய நமது புரிதலில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளன, மேலும் பணக்கார பினோடைபிக் திரைகளுக்கான களத்தை அமைத்துள்ளன. இருப்பினும், பல சவால்கள் உள்ளன.
ஒன்று, ஆர்கனாய்டுகள் மற்றும் முதன்மை திசுக்கள் போன்ற உயிரியல் ரீதியாக பிரதிநிதித்துவ மாதிரிகள் குறைந்த அளவுகளில் மட்டுமே கிடைக்கும். சிங்கிள்-செல் ஆர்என்ஏ சீக்வென்சிங் போன்ற மிகவும் தகவலறிந்த சோதனைகளும் விலை அதிகம், நேரத்தைச் செலவழிக்கும் மற்றும் உழைப்பு மிகுந்தவை.
அதனால்தான் எல்லாவற்றையும் ஒன்றாகக் கலக்க “தைரியமான, ஒருவேளை பைத்தியக்காரத்தனமான யோசனையை” பரிசோதிக்க குழு முடிவு செய்தது, லியு, Ph.D. எம்ஐடி கம்ப்யூடேஷனல் மற்றும் சிஸ்டம்ஸ் பயாலஜி திட்டத்தில் மாணவர். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், அவர்கள் பல குழப்பங்களை-மருந்துகள், இரசாயன மூலக்கூறுகள் அல்லது உயிரணுக்களால் உருவாக்கப்பட்ட உயிரியல் சேர்மங்கள் போன்றவற்றை ஒரே ஒரு கலவையாக இணைத்து, பின்னர் அவற்றின் தனிப்பட்ட விளைவுகளைப் புரிந்துகொள்ள முயற்சித்தனர்.
அவர்கள் 316 அமெரிக்க உணவு மற்றும் மருந்து நிர்வாகம்-அங்கீகரிக்கப்பட்ட மருந்துகளின் வெவ்வேறு கலவைகளை உருவாக்குவதன் மூலம் தங்கள் பணிப்பாய்வுகளை சோதிக்கத் தொடங்கினர்.
“இது ஒரு உயர் பட்டை: அடிப்படையில், மோசமான சூழ்நிலை” என்கிறார் லியு. “ஒவ்வொரு மருந்தும் வலுவான விளைவைக் கொண்டிருப்பதாக அறியப்பட்டதால், சிக்னல்களை அகற்றுவது சாத்தியமற்றது.”
இந்த சீரற்ற சேர்க்கைகள் ஒரு குளத்திற்கு மூன்று முதல் 80 மருந்துகள் வரை இருந்தன, அவை ஒவ்வொன்றும் ஆய்வகத்தால் வளர்ந்த செல்களுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டன. குழு பின்னர் ஒரு நேரியல் கணக்கீட்டு மாதிரியைப் பயன்படுத்தி தனிப்பட்ட மருந்தின் விளைவுகளைப் புரிந்துகொள்ள முயற்சித்தது.
இது வெற்றி பெற்றது. ஒவ்வொரு தனி மருந்துக்கான பாரம்பரிய சோதனைகளுடன் ஒப்பிடும் போது, புதிய முறை ஒப்பிடக்கூடிய முடிவுகளை அளித்தது, ஒவ்வொரு குளத்திலும் வலிமையான மருந்துகளையும் அவற்றின் விளைவுகளையும், செலவு, மாதிரிகள் மற்றும் முயற்சியின் ஒரு பகுதியிலேயே வெற்றிகரமாகக் கண்டறிந்தது.
அதை நடைமுறையில் வைப்பது
நிஜ-உலக சுகாதார சவால்களை எதிர்கொள்வதற்கான முறையின் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை சோதிக்க, குழு கடந்த கால பினோடைபிக் ஸ்கிரீனிங் நுட்பங்களுடன் முன்னர் கற்பனை செய்ய முடியாத இரண்டு சிக்கல்களை அணுகியது.
முதல் சோதனையானது புற்றுநோயின் கொடிய வகைகளில் ஒன்றான கணைய குழாய் அடினோகார்சினோமா (PDAC) மீது கவனம் செலுத்தியது. PDAC இல், கட்டியின் சூழலில் சுற்றியுள்ள செல்களில் இருந்து பல வகையான சமிக்ஞைகள் வருகின்றன. இந்த சமிக்ஞைகள் கட்டி எவ்வாறு முன்னேறுகிறது மற்றும் சிகிச்சைகளுக்கு பதிலளிக்கிறது. எனவே, குழு மிக முக்கியமானவர்களை அடையாளம் காண விரும்பியது.
வெவ்வேறு சிக்னல்களை இணையாக ஒருங்கிணைக்க அவர்களின் புதிய முறையைப் பயன்படுத்தி, அவர்கள் பல ஆச்சரியமான வேட்பாளர்களைக் கண்டறிந்தனர்.
“எங்கள் சில வெற்றிகளை நாங்கள் ஒருபோதும் கணித்திருக்க முடியாது,” என்கிறார் ஷலேக். பொது புற்றுநோய் தரவுத் தொகுப்புகளில் PDAC நோயாளிகளின் உயிர்வாழும் விளைவுகளை உண்மையில் கணிக்கக்கூடிய முன்னர் கவனிக்கப்படாத இரண்டு சைட்டோகைன்கள் இதில் அடங்கும்.
இரண்டாவது சோதனை நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தின் செயல்பாட்டை சரிசெய்வதில் 90 மருந்துகளின் விளைவுகளைப் பார்த்தது. இந்த மருந்துகள் புதிய மனித இரத்த அணுக்களுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டன, இதில் பல்வேறு வகையான நோயெதிர்ப்பு உயிரணுக்களின் சிக்கலான கலவை உள்ளது. அவர்களின் புதிய முறை மற்றும் ஒற்றை செல் RNA-வரிசைமுறையைப் பயன்படுத்தி, குழு மருந்துகளின் ஒரு பெரிய நூலகத்தை சோதிப்பது மட்டுமல்லாமல், ஒவ்வொரு வகை உயிரணுவிற்கும் மருந்துகளின் விளைவுகளைப் பிரிக்கவும் முடிந்தது. ஒவ்வொரு மருந்தும் மிகவும் சிக்கலான திசுக்களில் எவ்வாறு செயல்படும் என்பதைப் புரிந்துகொள்ள இது குழுவிற்கு உதவியது, பின்னர் வேலைக்கு சிறந்ததைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்.
“டி கலத்தில் குறைபாடு இருப்பதாக நாங்கள் கூறலாம், எனவே இந்த மருந்தைச் சேர்க்கப் போகிறோம், ஆனால் அந்த மருந்து திசுக்களில் உள்ள மற்ற செல்கள் அனைத்தையும் என்ன செய்கிறது என்பதைப் பற்றி நாங்கள் ஒருபோதும் சிந்திக்க மாட்டோம்?” ஷலேக் கூறுகிறார். “இப்போது இந்தத் தகவலைச் சேகரிப்பதற்கான ஒரு வழி எங்களிடம் உள்ளது, இதன் மூலம் இலக்கு விளைவுகளை அதிகரிக்கவும் பக்க விளைவுகளை குறைக்கவும் மருந்துகளைத் தேர்வுசெய்யத் தொடங்கலாம்.”
ஒன்றாக, இந்த சோதனைகள் சாத்தியமான சிகிச்சைகள் பற்றிய கருதுகோள்களை உருவாக்குவதற்கான சிறந்த கருவிகள் மற்றும் தரவுத்தொகுப்புகளை உருவாக்க வேண்டியதன் அவசியத்தையும் ஷலேக்கிற்குக் காட்டியது.
“நாங்கள் பார்த்த பதில்களுக்கான சிக்கலான தன்மை மற்றும் முன்கணிப்பு இல்லாமை, பல சந்தர்ப்பங்களில் சரியான அல்லது மிகவும் பயனுள்ள மருந்துகளை நாங்கள் கண்டுபிடிக்கவில்லை என்று என்னிடம் கூறுகிறது,” என்கிறார் ஷலேக்.
தடைகளை குறைத்து வாழ்க்கையை மேம்படுத்தும்
தற்போதைய சுருக்க நுட்பம் மிகப்பெரிய விளைவுகளுடன் இடையூறுகளை அடையாளம் காண முடியும் என்றாலும், ஒவ்வொன்றின் விளைவுகளையும் முழுமையாக தீர்க்க முடியவில்லை. எனவே, கூடுதல் திரையிடலை ஆதரிப்பதற்கான ஒரு துணைப் பொருளாக இது செயல்பட வேண்டும் என்று குழு பரிந்துரைக்கிறது: “சிறந்த வெற்றிகளை ஆராயும் பாரம்பரிய சோதனைகள் பின்பற்றப்பட வேண்டும்” என்று லியு கூறுகிறார்.
இருப்பினும், முக்கியமாக, புதிய சுருக்க கட்டமைப்பானது உள்ளீட்டு மாதிரிகளின் எண்ணிக்கை, செலவுகள் மற்றும் ஒரு திரையை இயக்குவதற்கு தேவைப்படும் உழைப்பின் எண்ணிக்கையை வெகுவாகக் குறைக்கிறது. விளையாட்டில் குறைவான தடைகளுடன், வெவ்வேறு செல்களில் சிக்கலான பதில்களைப் புரிந்துகொள்வதற்கும், துல்லியமான மருத்துவத்திற்கான புதிய மாதிரிகளை உருவாக்குவதற்கும் இது ஒரு அற்புதமான முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது.
ஷாலேக் கூறுகிறார், “இது உண்மையில் ஒரு நம்பமுடியாத அணுகுமுறையாகும், இது நோயாளிகளின் வாழ்க்கையை மேம்படுத்துவதற்கு சரியான இலக்குகளை அல்லது சரியான மருந்துகளைக் கண்டறிய நாம் செய்யக்கூடிய விஷயங்களைத் திறக்கிறது.”
மேலும் தகவல்:
நுவோ லியு மற்றும் பலர், பூல் செய்யப்பட்ட இடையூறுகளைப் பயன்படுத்தி அளவிடக்கூடிய, சுருக்கப்பட்ட பினோடைபிக் திரையிடல், இயற்கை பயோடெக்னாலஜி (2024) DOI: 10.1038/s41587-024-02403-z
Massachusetts இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜி வழங்கியது
எம்ஐடி ஆராய்ச்சி, புதுமை மற்றும் கற்பித்தல் பற்றிய செய்திகளை உள்ளடக்கிய பிரபலமான தளமான எம்ஐடி செய்திகளின் (web.mit.edu/newsoffice/) இந்தக் கதை மறுபிரசுரம் செய்யப்பட்டது.
மேற்கோள்: மிகவும் திறமையான பினோடைபிக் ஸ்கிரீனிங் முறை ஒரே நேரத்தில் பல மருந்துகளைச் சோதிக்க முடியும் (2024, அக்டோபர் 17) vMx இலிருந்து அக்டோபர் 17, 2024 இல் பெறப்பட்டது
இந்த ஆவணம் பதிப்புரிமைக்கு உட்பட்டது. தனிப்பட்ட ஆய்வு அல்லது ஆராய்ச்சி நோக்கத்திற்காக எந்தவொரு நியாயமான டீலிங் தவிர, எழுத்துப்பூர்வ அனுமதியின்றி எந்தப் பகுதியையும் மீண்டும் உருவாக்க முடியாது. உள்ளடக்கம் தகவல் நோக்கங்களுக்காக மட்டுமே வழங்கப்படுகிறது.