लंडन (यूके): मानवी पेशींवर औषधे आणि संसर्गजन्य एजंट्स कशा प्रकारे परिणाम करतात हे जाणून घेण्यासाठी संशोधकांनी मानवी पेशीच्या आवरणावर आधारित एक चिप विकसित केली असून यामुळे औषधे आणि संसर्गजन्य घटकांचा (एजंट्स) आपल्या पेशींवर कसा परिणाम होतो याचा अभ्यास करणे आणि त्यावर देखरेख ठेवणे शक्य होणार आहे. ही चिप कोविड-१९ च्या उपचारात संभाव्य औषध म्हणून देखील वापरली जाऊ शकते.
युकेमधील केंब्रिज विद्यापीठ, अमेरिकेतील कॉर्नेल युनिव्हर्सिटी आणि स्टॅनफोर्ड युनिव्हर्सिटीतील संशोधकांच्या म्हणण्यानुसार, हे उपकरण बॅक्टेरिया, मानव किंवा वनस्पतींच्या जाड पेशीभित्तिकांची नक्कल करू शकते.
लँगमुयर आणि एसीएस नॅनो या जर्नल्समध्ये प्रकाशित दोन पेपर्सनुसार पेशी आवरणाच्या मूलभूत कार्याची जपणूक करत चिपवर हे उपकरण तयार केले आहे. मानवी पेशींमधील प्रोटीनचा वर्ग असलेल्या लोह वाहिन्यांच्या कामकाजावर देखरेख ठेवण्यासाठी आणि त्यांची कार्यक्षमता तपासण्यासाठी या उपकरणाला यश आले आहे. याच आयन चॅनेल्सवर ६० टक्क्यांहून अधिक औषधनिर्माण कंपन्यांचे लक्ष केंद्रित असते असे संशोधकांनी म्हटले आहे.
जैविक सिग्नलिंगमध्ये सेल झिल्ली ही मुख्य भूमिका असते, विषाणूमुळे होणाऱ्या दुखण्यापासून मुक्त होण्यापर्यंतच्या प्रत्येक गोष्टीवर नियंत्रण ठेवते आणि पेशी आणि बाह्य जगामध्ये द्वारपाल म्हणून काम करतात. जैविक प्रक्रियेत संदेशवहनाचे मूलभूत आणि महत्त्वपूर्ण कार्य पेशी आवरण करीत असतात. पेशी आणि पेशींबाहेरील जगात एक मध्यस्थ म्हणून वेदना असो की विषाणूंचा संसर्ग यांपासून पेशींना सुरक्षित ठेवण्यासाठी कार्य करत असल्याचे संशोधक म्हणाले.
पेशी आवरणाची रचना, तरलता आणि आयन चॅनेल्सच्या हालचालींवर नियंत्रण ठेवण्याच्या क्षमतेचे मूलभूत कार्याचे जतन करताना पेशी जिंवत राहतील आणि त्यात वेळ देखील दवडला जाणार नाही यासाठी एक संदेशवाहक संशोधक टीम प्रयत्नशील आहे.
पेशींबाहेरील आवरण बाह्य जगाशी कसा संवाद साधते तसेच बाह्य जगातील कोणत्याही बदलांचे पेशींवर काय परिणाम होतात हे मोजण्यासाठी हे उपकरण इलेक्ट्रॉनिक चिपचा वापर करते. यामुळे संशोधकांना अतिशय सुरक्षितपणे आणि सहजपणे हा बदल समजून घेणे शक्य झाले आहे.
या उपकरणात पेशी आवरण आणि पॉलिमर इलेक्ट्रोड्स आणि ट्रान्झिस्टर यांचा समन्वय साधला गेला आहे. या चिपवर पेशी आवरण तयार करण्यासाठी संशोधकांनी प्रथम थेट पेशींमधून आवरण तयार होण्याची प्रक्रिया समजून घेतली. त्यानंतर पेशी आवरणाचे मूलभूत कार्य कायम राहील याची काळजी घेत त्यावर पॉलिमर इलेक्ट्रोड बसविण्यात आले. हायड्रेटेड कंडक्ट पॉलिमर पेशी आवरणासाठी 'नैसर्गिक' वातावरण प्रदान करतात आणि ज्यामुळे आवरणाच्या मूलभूत कार्याचे निरीक्षण करण्यास मदत होते. संशोधकांनी पेशी आवरणावरील बदलांवर नजर ठेवण्यासाठी पॉलिमरिक इलेक्ट्रोड्स अनुकूलित बनवून घेतले आहेत.
हे उपकरण फक्त जिवंत पेशींवरच अवलंबून आहे असे नाही. कारण, तांत्रिकदृष्ट्या जिवंत पेशी नेहमीच आव्हानात्मक असतात आणि त्यांच्यावर लक्ष देण्याची आवश्यकता असते. तसेच अभ्यास आणि निरीक्षण नोंदविण्यासाठी ते टिकाऊ असतात. "आवरण हे मानवी पेशींपासून तयार झाले असल्यामुळे ते पेशीच्या पृष्ठभागांच्या बायोप्सी सारखे असते. आपल्याकडे प्रोटीन आणि लिपिडसह सर्व सामग्री उपलब्ध आहे, परंतु सजीव पेशी वापरण्याचे आव्हान आहे," असे कॉर्नेल येथील सहयोगी प्राध्यापक आणि लँगमुयर पेपरचे वरिष्ठ लेखक सुझान डॅनियल म्हणाले.
"या प्रकारचे स्क्रीनिंग सामान्यत: फार्मास्युटिकल उद्योगाद्वारे जिवंत पेशींद्वारे केले जाते, परंतु आमचे उपकरण एक सोपा पर्याय प्रदान करते," असे एसीएस नॅनो पेपरचे वरिष्ठ लेखक आणि केंब्रिजमधील रोझिन ओवेन्स म्हणाले.
“ही पद्धत उच्च-प्रतीच्या स्क्रिनिंगशी सुसंगत आहे आणि यामुळे संशोधन आणि विकास प्रक्रियेत चुकीची संख्या कमी होईल,” असे ओवेन्स म्हणाले. हे उपकरण एखाद्या मानवी पेशीच्या आकारापेक्षा लहान असू शकते आणि ते सहजपणे खाचांमध्ये बसवता येते, ज्यामुळे शास्त्रज्ञ एकाच वेळी अनेक मोजमाप करू शकतात, असे दोन्ही संयुक्त पेपरचे लेखक केंब्रिज येथील अ‌ॅना-मारिया पापा यांनी सांगितले. कोविड-१९च्या प्रसारास कारणीभूत असलेल्या सार्स कोव्ह-2 च्या संशोधन अभ्यास प्रक्रियेत संशोधकांना असणारा धोका लक्षात घेता सार्स कोव्ह-२ च्या विषाणूचे आवरण तयार करून ते या उपकरण चिपमध्ये बसविले जाईल असे त्यांनी म्हटले आहे.
ते म्हणाले, विषाणूंचे आवरण सार्स-कोव्ह-2 आवरणासारखेच आहे परंतु त्यामध्ये व्हायरल न्यूक्लिक अ‌ॅसिड नसते असे ते म्हणाले.
यजमान सेलमध्ये प्रवेश मिळविण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या व्हायरस स्पाईकला न्यूट्रल करण्यासाठी नवीन औषधे किंवा प्रतिपिंडे वापरली जातात असे संशोधकांनी म्हटले आहे.
