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टिशू इंजीनियरिंग के पीछे की अवधारणा सरल है: प्रयोगशाला में रोगी की स्टेम कोशिकाओं को विकसित करें, उन्हें एक मचान सामग्री में जोड़ें, और आपके पास एक प्रयोगशाला-विकसित अंग है। लेकिन अभी तक इस तकनीक से कुछ रोगियों को फायदा हुआ है। क्या क्षितिज पर परिवर्तन हो सकता है?


आंत्र की मरम्मत करना मुश्किल है, सामान्य रूप से निष्पादित प्रक्रियाओं की जटिलता के कारण।

वैज्ञानिक अध्ययन अक्सर उपन्यास, रोगियों के लिए सफलता उपचार लाने के रूप में स्वागत किया जाता है। लेकिन हकीकत यह है कि प्रयोगशाला में एक खोज को एक व्यवहार्य नैदानिक ​​विकल्प में बदलने के लिए एक लंबी सड़क की यात्रा की जानी चाहिए।

गंभीर गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल समस्याओं वाले रोगियों के लिए, नए समाधानों की आवश्यकता है; वर्तमान चिकित्सा उपचार समस्याओं से ग्रस्त हैं।

और इस तरह की जटिलताएं कई लोगों को प्रभावित करती हैं। उदाहरण के लिए, छोटे आंत्र सिंड्रोम वाले शिशुओं में एक छोटी आंत होती है जो बहुत छोटी होती है, जिससे यह पोषक तत्वों को ठीक से अवशोषित नहीं कर पाता है। यह स्थिति संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रति वर्ष 100,000 नवजात शिशुओं में लगभग 25 को प्रभावित करती है और उन्हें आजीवन जटिलताओं के साथ छोड़ सकती है।

जब आंत का हिस्सा कैंसर या अन्य बीमारियों के कारण हटाया जाना होता है, तब भी आंत्र सिंड्रोम हो सकता है।

इसके अलावा, जब प्रसव के दौरान गुदा दबानेवाला यंत्र क्षतिग्रस्त हो जाता है - या तो कैंसर सर्जरी या वृद्धावस्था के परिणामस्वरूप - मरीज फेकल असंयम का अनुभव कर सकते हैं। योनि के जन्म के बाद 26 प्रतिशत महिलाओं में फेकल असंयम का अनुभव होता है।

इन समस्याओं को हल करने के लिए, विंस्टन सलेम, एनसी में वेक फॉरेस्ट इंस्टीट्यूट फॉर रिजनरेटिव मेडिसिन का एक शोध दल, गुदा दबानेवाला यंत्र की चोटों और लघु आंत्र सिंड्रोम दोनों के लिए नए उपचार विकसित कर रहा है।

लेकिन क्या इन नए उपचारों की संभावना कभी रोगियों तक पहुंच रही है, जिनमें से कई को बेहतर उपचार विकल्पों की सख्त जरूरत है?

ऊतक-इंजीनियर आंत्र

पुनर्योजी चिकित्सा के एक प्रोफेसर, पीएचडी, खलील एन। बैटर ने टीम के दृष्टिकोण को बताते हुए कहा, "हमारा लक्ष्य एक रोगी की स्वयं की कोशिकाओं का उपयोग लैब में इंजीनियर प्रतिस्थापन ऊतक के लिए विनाशकारी परिस्थितियों के लिए करना है जो पाचन तंत्र को प्रभावित करते हैं।"

छोटी आंत एक जटिल ऊतक है। इसमें मांसपेशियों की कोशिकाएं शामिल होती हैं जो पेट के संकुचन और भोजन के आगे बढ़ने के लिए आवश्यक होती हैं, क्योंकि यह आंत से गुजरती हैं। संकुचन की अनुमति देने के लिए इन कोशिकाओं को एक सटीक तरीके से संरेखित किया जाना चाहिए। मांसपेशियों की कोशिकाओं को अनुबंधित करने के लिए नसें आवश्यक हैं।

इसी तरह, स्फिंक्टर में, मांसपेशियों और तंत्रिका कोशिकाओं दोनों को सामान्य कार्य के लिए एक साथ मिलकर काम करने की आवश्यकता होती है। विभिन्न कोशिकाओं के बीच यह सहयोग टिशू इंजीनियरिंग में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक है। यद्यपि कोशिकाएं स्वाभाविक रूप से विकसित होती हैं और शरीर में एक साथ काम करती हैं, विभिन्न कोशिकाएँ अधिकतर प्रयोगशाला में अलगाव में पैदा होती हैं।

डॉ। बिटर की टीम ने एक सटीक विधि विकसित करने में वर्षों बिताए हैं जो उन्हें मांसपेशियों की कोशिकाओं को विकसित करने की अनुमति देता है जो ठीक एक दिशा में संरेखित होती हैं, और तंत्रिका कोशिकाओं से जुड़ती हैं जब उन्हें कुछ दिनों बाद सेल संस्कृति में जोड़ा जाता है।

में प्रकाशित एक हालिया पत्र में ऊतक इंजीनियरिंग भाग सी: तरीके, शोधकर्ताओं ने दोनों सेल प्रकारों की शीटों को छोटे खोखले ट्यूबों में स्थानांतरित कर दिया, जो छोटी आंत की संरचना को बनाएंगे।

ट्यूबों को 4 सप्ताह के लिए चूहों के निचले पेट में प्रत्यारोपित किया गया था, जिससे रक्त वाहिकाओं को संरचना में घुसपैठ करने की अनुमति मिल सके। इस त्वरण चरण के बाद, नलियों को चूहों की छोटी आंत से जोड़ा गया, जहां वे 6 सप्ताह तक रहे।

महत्वपूर्ण रूप से, शोधकर्ताओं ने पाया कि इस अवधि के बाद, आंत के अस्तर की कोशिकाएं, या उपकला कोशिकाएं - जो भोजन से पोषक तत्व के लिए आवश्यक हैं - ट्यूब में पलायन करना शुरू कर दिया था।

उन्होंने ट्यूबों में भोजन भी पाया, यह दर्शाता है कि पाचन हो रहा था और यह भोजन सक्रिय रूप से ट्यूबों के माध्यम से ले जाया जा रहा था।

"प्रयोगशाला में प्रतिस्थापन आंत के ऊतकों के निर्माण में एक बड़ी चुनौती यह है कि यह आंत के ऊतकों में चिकनी मांसपेशियों और तंत्रिका कोशिकाओं का संयोजन है जो पाचन सामग्री को जठरांत्र संबंधी मार्ग के माध्यम से स्थानांतरित करता है," डॉ। बिटर बताते हैं।

"हमारे परिणामों से पता चलता है कि इंजीनियर मानव आंत गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल विकारों वाले रोगियों, या कैंसर के कारण अपनी आंतों के कुछ हिस्सों को खोने वाले रोगियों के लिए आंत को लंबा करने के लिए एक व्यवहार्य उपचार प्रदान कर सकता है।"

खलील एन। बिटार, पीएच.डी.

टीम अब एक बड़े पशु मॉडल में ट्यूबों का परीक्षण करने की योजना बना रही है।

उनका नवीनतम अध्ययन, जो में प्रकाशित हुआ है स्टेम सेल ट्रांसलेशनल मेडिसिन इस सप्ताह, एक बड़े जानवर मॉडल में इंजीनियर गुदा दबानेवाला यंत्र का उपयोग करने की व्यवहार्यता को प्रदर्शित करता है, जिससे वे लगातार 10 वर्षों से काम कर रहे हैं।

चूहे के मॉडल में अपने पिछले काम का निर्माण करते हुए, उन्होंने एक अंगूठी जैसी संरचना का निर्माण करने के लिए मांसपेशियों और तंत्रिका कोशिकाओं के संयोजन के समान दृष्टिकोण का उपयोग किया, जिसे बाद में उन्होंने फेकल असंयम के साथ खरगोशों में प्रत्यारोपित किया।

उनके परिणामों से पता चला कि 3 महीने बाद, इंजीनियर स्फिंक्टर कार्यात्मक थे, जिसमें मांसपेशियों और तंत्रिकाओं दोनों मौजूद थे। रोपाई प्राप्त करने वाले खरगोशों में फेकल निरंतरता को बहाल किया गया था।

वर्तमान में लंबे समय तक अनुवर्ती अध्ययन हो रहे हैं। लेकिन डॉ। बेटर और उनकी टीम, निश्चित रूप से, अनुसंधान के इस क्षेत्र में ऊतक-इंजीनियर समाधान पर काम करने वाले एकमात्र शोधकर्ता नहीं हैं।

सेल और मचान

कैलिफ़ोर्निया के चिल्ड्रन्स हॉस्पिटल लॉस एंजेलिस के सबन रिसर्च इंस्टीट्यूट में सर्जरी और रिसर्च इंवेस्टिगेटर के एसोसिएट प्रोफेसर ट्रेसी ग्रिकशेत, एम.डी., आंत से ली गई कोशिकाओं के मिश्रण का उपयोग करते हैं और उन्हें एक ट्यूबलर पाड़ संरचना में जोड़ते हैं। उसका दृष्टिकोण डॉ। बिटर्स से भिन्न है कि इसमें उपकला कोशिकाएं शामिल हैं।

डॉ। ग्रीक्सचेत ने प्रदर्शित किया कि इस दृष्टिकोण से ट्यूब में अच्छा उपकला कोशिका कवरेज होता है, साथ ही चूहे और माउस मॉडल दोनों में आंतों के कार्य में सुधार होता है।

माउस अध्ययन में, मांसपेशी और तंत्रिका कोशिकाएं ग्राफ्ट में विकसित हुईं, हालांकि उन्हें मूल ऊतक के समान संरेखित नहीं किया गया था, क्योंकि डॉ। बिटर अपने दृष्टिकोण के साथ दोहराने की कोशिश कर रहे हैं।

कैलिफोर्निया के स्टैनफोर्ड स्कूल ऑफ मेडिसिन में सर्जरी और बायोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर जेम्स डन और उनकी टीम ने आंतों के स्टेम सेल का तेजी से विस्तार करने का एक नया तरीका विकसित किया है। दीर्घकालिक उद्देश्य उन कोशिकाओं का उत्पादन करना है जिनका उपयोग विभिन्न आंतों की समस्याओं के इलाज के लिए किया जा सकता है।

ओहियो में क्लीवलैंड क्लिनिक में कोलोरेक्टल सर्जरी विभाग के लेविलेस्टर सालेडेडो, एमडी और मासरात जुत्शी, और सहयोगियों ने चूहे के मॉडल में स्फिंक्टर के 25 प्रतिशत के बाद गुदा दबानेवाला यंत्र समारोह में सुधार दिखाने के लिए बोन मैरो स्टेम सेल इंजेक्शन का इस्तेमाल किया। ।

जठरांत्र संबंधी मार्ग के ऊतक इंजीनियरिंग में प्रगति स्पष्ट रूप से की जा रही है। लेकिन जल्द ही मरीजों को इसका फायदा कैसे मिलेगा?

भविष्य में क्या है?

डॉ। डन ने बताया मेडिकल न्यूज टुडे उसके लिए, रोगियों को ऊतक-इंजीनियर आंत प्राप्त करने में सबसे बड़ी बाधा "सभी को एक समन्वित फैशन में एक साथ काम करने वाले प्रकार को प्राप्त करना है, इसके बाद ऊतक-इंजीनियर आंत को [एक] नैदानिक ​​रूप से उपयोगी आयाम तक बढ़ा दिया जाता है।"

वास्तव में, ऊतक इंजीनियरिंग के अधिकांश क्षेत्र स्केलिंग की समस्या से ग्रस्त हैं। भले ही थेरेपी छोटे कृन्तकों के पैमाने पर बहुत अच्छी तरह से काम कर सकती है, लेकिन बहुत अधिक निर्माण कर रही है - जैसे कि मनुष्यों के लिए छोटी आंत का फैलाव - बहुत अधिक चुनौतीपूर्ण है।

डॉ। बिटार ने बताया MNT छोटी आंत ग्राफ्ट के लिए उनकी योजना यह परीक्षण करना है कि क्या उनके निष्कर्ष बड़े जानवरों के अध्ययन में सच हैं, जो बहुत महंगा हैं। "सबसे बड़ी बाधा इस तरह की परियोजनाओं के लिए धन है। उचित धन के साथ, यह अनुमान लगाना उचित है कि [a] कुछ साल [मनुष्यों में परीक्षण करने में सक्षम]" उन्होंने समझाया।

वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए वित्त पोषण ने हाल ही में यू.एस. में सुर्खियां बटोरीं। राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (NIH) के बजट में 31.8 बिलियन डॉलर से लेकर $ 26 बिलियन के 2018 में प्रस्तावित समग्र कटौती के साथ, विज्ञान के कई क्षेत्रों में वित्त पोषण अनिश्चित है।

हालांकि, स्पष्ट है कि मरीजों को उपन्यास उपचार की खोज जारी रखने के लिए अग्रणी वैज्ञानिकों की आवश्यकता है। और इन विचारों को हकीकत में बदलने के लिए रिसर्च फंडिंग पूरी तरह से महत्वपूर्ण है।

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