डायबिटीज एक मेटाबॉलिक डिसॉर्डर है, जिसे शुगर और डायबिटीज के नाम से भी जानते हैं. यह बीमारी तब होती है जब आपके शरीर में पर्याप्त इंसुलिन नहीं बन पाता है और इसके कारण ब्लड में मौजूद ग्लूकोज या शुगर का लेवल बढ़ जाता है. इंसुलिन एक तरह का हॉर्मोन है जो ब्लड में मिलकर ग्लूकोज के स्तर को नियंत्रित करने का काम करता है। यदि शरीर में पर्याप्त इंसुलिन मौजूद नहीं होता है तो ब्लड कोशिकाओं तक ग्लूकोज नहीं पहुंच पाता है और यह ब्लड में ही इक्ट्ठा हो जाता है. ब्लड में मौजूद अतिरिक्त शुगर आगे चलकर मधुमेह में परिवर्तित हो जाती है.
मधुमेह और वृद्धावस्था जैसी स्थितियों में मेटाबॉलिक डिसऑर्डर उत्पन्न होते हैं, जो अंततः कैंसर के प्रसार को तीव्र कर देते हैं. जब लोग वृद्ध होते हैं या मधुमेह जैसी दीर्घकालिक बीमारियों से पीड़ित होते हैं और उन्हें कैंसर हो जाता है, तो परिणाम और भी बुरे हो जाते हैं. कैंसर कोशिका जीव विज्ञान और माइक्रोफ्लुइडिक्स में अपनी विशेषज्ञता का लाभ उठाते हुए, भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी), बेंगलुरु के शोधकर्ताओं ने एक नया डुअल ऑर्गन-ऑन-चिप डिजाइन किया है. एक माइक्रोस्कोपिक कल्चर प्लेटफॉर्म जो रक्त वाहिका के पास बैठे ट्यूमर की शारीरिक रचना को फिर से बनाता है, जो माइक्रोस्कोपिक ऑब्जर्वेशन के लिए उपयुक्त है.
चिप का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने खुलासा किया कि मिथाइलग्लायॉक्सल के संपर्क में आने से रक्त वाहिका वातावरण में कैंसर कोशिका का प्रवेश तेज हो जाता है, जिससे एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स (वह गोंद जो ऊतकों और अंगों को एक साथ रखता है) दिलचस्प और विविध तरीकों से बदल जाता है. इस तरह के नवाचार से कैंसर अनुसंधान में रोमांचक चिकित्सीय और अनुवाद संबंधी प्रयासों का द्वार खुलता है. आईआईएससी वैज्ञानिकों के द्वारा किया गया यह अध्ययन स्मॉल नामक पत्रिका में प्रकाशित हुआ है. इसका नेतृत्व विकासात्मक जीवविज्ञान और आनुवंशिकी विभाग के प्रोफेसर रामराय भट्ट, नैनो विज्ञान और इंजीनियरिंग केंद्र (सीईएनएसई) के प्रोफेसर प्रोसेनजीत सेन और उनके संयुक्त छात्र नीलेश कुमार ने किया.
चिप का इस्तेमाल करते हुए, इन वैज्ञानिकों ने खुलासा किया कि मिथाइलग्लॉक्सल (एमजी) के संपर्क में आने से रक्त वाहिका में कैंसर कोशिका का प्रवेश तेज हो जाता है. इस तरह के अभिनव और अंतःविषय अनुसंधान कार्य कैंसर अनुसंधान में रोमांचक चिकित्सीय और अनुवाद संबंधी प्रयासों के द्वार खोलते हैं.
पश्चिमी दुनिया में धूम्रपान के मानव फेफड़ों पर प्रभाव का अध्ययन करने के लिए डिजाइन किए गए इसी तरह के 'लंग-ऑन-चिप' मॉडल को देखकर, और अंतःविषय प्रथाओं के माध्यम से स्वास्थ्य को बेहतर बनाने के इरादे से, इन वैज्ञानिकों को इस तरह की पहली चिप बनाने का विचार आया. 2020 में कल्पना की गई, लेकिन उन्हें अपने मिशन को पूरा करने में 5 साल लग गए. अध्ययन में देरी हुई क्योंकि ऐसी तकनीकें भारत में आम तौर पर मौजूद नहीं हैं.
इस ऑर्गन-ऑन-चिप (OOC) की मदद से मरीजों की कोशिकाओं को माइक्रोस्कोप के नीचे रखा जा सकता है और इससे यह पता लगाने में मदद मिलेगी कि किसी बीमारी का नतीजा और उसका प्रबंधन हर व्यक्ति में कैसे और क्यों अलग-अलग होता है. इसे 'प्रिसिजन थेरेपी' कहा जाता है, जहां चिप्स मधुमेह वाले वातावरण में कैंसर के प्रसार को गैर-मधुमेह वाले वातावरण की तुलना में या युवा वातावरण की तुलना में पुराने ऊतक वाले वातावरण में दोहराते हैं.
नीलेश कुमार ने कहा कि OOC किसी भी शोध अध्ययन के लिए नैतिक चिंताओं को संतुष्ट करने वाले जानवरों की बलि देने की आवश्यकता को समाप्त करके जैविक अनुसंधान में एक व्यवहार्य विकल्प प्रदान करता है. इसके अलावा, OOC तकनीक माइक्रोफ्लुइडिक्स और मानव कोशिकाओं के प्रतिच्छेदन का उपयोग करके मानव शरीर की जैविक स्थितियों की नकल करती है, जिससे पारंपरिक संस्कृति विधियों की तुलना में अधिक सटीक परिणाम प्राप्त होते हैं. माइक्रोफ्लुइडिक्स प्लेटफ़ॉर्म कई लाभ प्रदान करता है, जैसे मानव शरीर के वास्तविक समय के सिमुलेशन बनाने के लिए ऊतक वास्तुकला को समानांतर करना.
ईटीवी की वरिष्ठ पत्रकार डॉ अनुभा जैन से खास बातचीत में प्रो. रामराय भट्ट ने अपने शोध अध्ययन पर विस्तार से चर्चा की और कहा कि कैंसर एक ऐसी बीमारी है जिसमें कैंसर कोशिकाएं शरीर में जहां से शुरू होती हैं, वहां से शरीर के विभिन्न हिस्सों में फैल जाती हैं. इस प्रक्रिया को मेटास्टेसिस कहा जाता है. स्तन कैंसर में महिला की मौत इसलिए नहीं होती कि स्तन काम करना बंद कर देता है, बल्कि इसलिए होती है क्योंकि कैंसर कोशिकाएं रक्त में चली जाती हैं और शरीर के विभिन्न अंगों में फैल जाती हैं.
अब सवाल यह उठता है कि क्या मधुमेह या उम्र बढ़ने से कैंसर कोशिकाओं के मूल स्थान से रक्त में प्रवेश करने की प्रक्रिया और खराब हो जाती है? इस सवाल पर पहले भी डॉक्टरों द्वारा शोध किया जा चुका है, लेकिन प्रयोगों के माध्यम से स्पष्ट तरीके से साबित नहीं किया जा सका है. इस प्रक्रिया का अध्ययन या साबित करने के लिए प्रो. भट्ट ने कहा कि किसी भी पशु मॉडल पर कैंसर की पूरी प्रक्रिया की नकल करना संभव नहीं था और वैज्ञानिक चूहे के अंग से उसकी रक्त वाहिकाओं तक कैंसर कोशिकाओं को जाते हुए नहीं देख पाए. और उनके लिए चूहों में इस प्रक्रिया को देखना मुश्किल हो गया.
प्रो. भट ने कहा कि इससे उन्हें हिस्टोपैथोलॉजी-प्रेरित, इमेजिंग-ट्रैक्टेबल, माइक्रोफ्लुइडिक मल्टी-ऑर्गन-ऑन-चिप प्लेटफॉर्म बनाने में मदद मिली, जिसने ब्रेस्ट ट्यूमर जैसे कम्पार्टमेंट को सहजता से एकीकृत किया. इस मॉडल के जरिए, उन्होंने एक प्लेटफॉर्म पर एक अंग के कुछ हिस्सों को फिर से बनाया, जिसे माइक्रोस्कोप के नीचे रखा जा सकता था और वे प्रक्रियाओं को देख सकते थे जैसे वे हो रही थीं. भारत में इस तरह के कुछ चिप्स विकसित किए गए हैं और इस तरह की पहली चिप को डुअल ऑर्गन-ऑन-चिप कहा जाता है, जिसमें एक अंग, यानी रक्त वाहिकाओं जैसी बिल्कुल समान शारीरिक रचना होती है और दूसरा स्तन कैंसर श्रेणी के समान विकसित वातावरण होता है
आगे बताते हुए, प्रो. भट ने कहा कि इसमें माइक्रोफ्लुइडिक्स नामक तकनीक का उपयोग किया जाता है, जहां संलग्न पंपों के माध्यम से, तरल पदार्थ को रक्त वाहिकाओं में भेजा जा सकता है, जैसे कि वास्तविक मानव शरीर में रक्त हमारी रक्त वाहिकाओं के माध्यम से चलता है. इस चिप या फिर से बनाए गए वातावरण के माध्यम से, ये वैज्ञानिक अब माइक्रोस्कोप के नीचे देख सकते हैं कि कैंसर कोशिकाएं किस तरह से उत्पत्ति स्थल से आगे बढ़ती हैं और बनाई गई रक्त वाहिकाओं में प्रवेश करती हैं.
इसके अलावा, इस मॉडल में मिथाइलग्लॉक्सल (एमजी) नामक एक विशेष रसायन भी जोड़ा गया था जो डायबिटीज या वृद्ध व्यक्ति के शरीर में हाई लेवल पर मौजूद होता है. इस रसायन ने रक्त वाहिकाओं में प्रवेश करने वाली कैंसर कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि की, जो दर्शाता है कि मधुमेह शरीर में ऐसे रसायन पैदा कर सकता है जो कैंसर कोशिकाओं की संख्या को बढ़ा सकते हैं जो मूल स्थान से रक्त वाहिकाओं में जा सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप कैंसर का अधिक प्रसार होता है. मधुमेह संचार वातावरण से जुड़े एक डाइकार्बोनिल तनाव मिथाइलग्लॉक्सल (एमजी) के संपर्क में आने से संवहनी चैनल के माध्यम से कैंसर कोशिका का अंतर्ग्रहण और आसंजन बढ़ जाता है.
जब ईटीवी की वरिष्ठ पत्रकार ने पूछा कि यह मिथाइलग्लायोक्सल (एमजी) रसायन ऐसा क्यों कर रहा है, तो उन्होंने कहा कि यह रसायन रक्त वाहिका और कैंसर क्षेत्र के बीच मौजूद सभी अलग-अलग संरचनाओं को संशोधित करता है. वृद्ध लोगों या मधुमेह से पीड़ित लोगों में, शरीर इस रसायन का उत्पादन करता है जो इन अवरोधों को तोड़ता या कमजोर करता है, और अगर ऐसे व्यक्ति को कैंसर हो जाता है. तो कमजोर अवरोधों के साथ कैंसर कोशिकाएं आसानी से और तेज गति से रक्त वाहिकाओं में जा सकती हैं. जबकि, एक स्वस्थ मनुष्य के पास बहुत सारी प्राकृतिक बाधाएं होती हैं जो कैंसर कोशिकाओं को शरीर में फैलने से रोकती हैं.
ईटीवी के एक वरिष्ठ पत्रकार के साथ एक स्पष्ट साक्षात्कार में, प्रोफेसर प्रोसेनजीत सेन ने तकनीकी पहलुओं के बारे में बात की और कहा कि ये चिप्स यूनिक हैं क्योंकि वे एक ही स्तर पर कई अंग प्रणालियों के सिमुलेशन की अनुमति देते हैं. यह घटना की सरल एवं विस्तृत समझ प्रदान करता है। इस पर विस्तार से बताते हुए उन्होंने आगे कहा कि अधिकांश अन्य ऑर्गन-ऑन-चिप उपकरणों में, अंग के ऊतकों को वाहिका चैनल के ऊपर लंबवत रखा जाता है. इससे उन्हें कल्पना करना कठिन हो जाता है क्योंकि हमें उन्हें चैनलों और अलग-अलग स्क्रीन के माध्यम से देखना पड़ता है.
डॉ. अनुभा जैन ने अपना विचार प्रकट करते हुए कहा कि मैं कह सकती हूं कि यह अत्याधुनिक दृष्टिकोण मेटास्टेसिस से निपटने के लिए नवीन चिकित्सीय रणनीतियों का मार्ग प्रशस्त करता है. चयापचय संबंधी विकारों और कैंसर जीव विज्ञान का यह अंतर्संबंध, कैंसर उपचार के तरीकों को आगे बढ़ाने में अंतःविषयक अनुसंधान के महत्व को उजागर करता है.
