स्नायविक विकारों के उपचार के लिए सुसंगत मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड कैसे बनाएं | स्वास्थ्य

चिकित्सा शोधकर्ताओं ने पता लगाया है कि उपचार विकसित करने के लिए अधिक सटीक, सुसंगत मस्तिष्क कैसे बनाया जाए मस्तिष्क संबंधी विकार.

यूसीएलए में एली और एडीथ ब्रॉड सेंटर ऑफ रीजनरेटिव मेडिसिन एंड स्टेम सेल रिसर्च के सदस्य और वरिष्ठ लेखक बेनेट नोविच ने कहा, “अभी, यह वाइल्ड वेस्ट की तरह है क्योंकि मिनी-ब्रेन ऑर्गेनोइड बनाने के लिए कोई मानक तरीका नहीं है।” विषय पर एक नया पेपर। “हर न्यूरोसाइंटिस्ट एक बनाना चाहता है ब्रेन ऑर्गेनॉइड मॉडल उनकी पसंदीदा बीमारी, और फिर भी हर किसी के ऑर्गेनोइड हमेशा एक जैसे नहीं दिखते हैं।”

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वास्तव में, क्योंकि वहाँ नहीं है सामान्य प्रोटोकॉल उनके उत्पादन और गुणवत्ता-नियंत्रण दिशानिर्देशों की कमी के लिए, ऑर्गेनोइड प्रयोगशाला से प्रयोगशाला में भिन्न हो सकते हैं – और यहां तक ​​​​कि बैच से बैच तक – जिसका अर्थ है कि एक ऑर्गेनोइड में की गई खोज दूसरे में सही नहीं हो सकती है।

नए पेपर के पहले लेखक और एनाटॉमी के सहायक प्रोफेसर मोमोको वतनबे ने कहा, “अगर मेरी प्रयोगशाला और हॉल के नीचे एक और प्रयोगशाला एक ही विकार के मिनी-ब्रेन ऑर्गेनोइड मॉडल का उपयोग करके दवा स्क्रीन का संचालन करती है, तो भी हम अलग-अलग परिणाम प्राप्त कर सकते हैं।” यूसी इरविन में न्यूरोबायोलॉजी। “हमें नहीं पता होगा कि किसके निष्कर्ष सही हैं क्योंकि हम जो अंतर देख रहे हैं, वे इस बात का प्रतिबिंब हो सकते हैं कि बीमारी के प्रतिबिंबों के बजाय हमारे मॉडल कैसे भिन्न होते हैं।”

स्टेम सेल रिपोर्ट्स में आज प्रकाशित अपने नए अध्ययन में, नोविच, वतनबे और उनके सहयोगियों ने अपने शोध के आधार पर दिशानिर्देशों का प्रस्ताव रखा है जो वैज्ञानिकों को इन ऑर्गेनोइड्स की पूर्ण क्षमता के रास्ते में खड़ी दो प्रमुख बाधाओं को दूर करने में मदद कर सकते हैं: एकरूपता और संरचना में अंतर।

मस्तिष्क के विशिष्ट वर्गों की संरचना और सेलुलर मेकअप को सटीक और लगातार पुन: निर्मित करने वाले ऑर्गेनोइड्स सिज़ोफ्रेनिया और ऑटिज़्म स्पेक्ट्रम विकार जैसे विकारों के अध्ययन के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं, जिसमें प्रभावित लोगों के दिमाग अक्सर संरचना में विक्षिप्त दिमाग के समान दिखाई देते हैं, फिर भी इसमें उल्लेखनीय अंतर प्रदर्शित होते हैं। समारोह।

“हम मस्तिष्क संरचना और कार्य में सूक्ष्म अंतर की पहचान करने में सक्षम नहीं होंगे – ऐसी चीजें जो तंत्रिका संबंधी विकारों वाले रोगियों के लिए प्रासंगिक हैं – यदि हमारे ऑर्गेनोइड्स में सेल प्रकारों या पूरी तरह से अनियमित संरचना का गलत संतुलन है,” नोविच ने कहा, जो यूसीएलए ब्रेन रिसर्च इंस्टीट्यूट के इंटीग्रेटेड सेंटर फॉर न्यूरल रिपेयर के निदेशक भी हैं।

मिनी-ब्रेन ऑर्गेनोइड का उत्पादन करने के लिए, जो व्यास में 1 से 5 मिलीमीटर तक हो सकता है, वैज्ञानिक पहले मानव त्वचा या रक्त कोशिकाओं को लेते हैं और उन्हें प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल बनने के लिए पुन: प्रोग्राम करते हैं – कोशिकाएं जो शरीर में किसी भी प्रकार की कोशिका में अंतर कर सकती हैं। फिर वे इन आईपीएस कोशिकाओं को तंत्रिका स्टेम सेल बनाने के लिए निर्देशित करते हैं, जो मस्तिष्क में पाए जाने वाले अधिकांश प्रकार की कोशिकाओं का उत्पादन कर सकते हैं। जैसे-जैसे तंत्रिका स्टेम कोशिकाएं बन रही हैं, उन्हें 3डी ऑर्गेनॉइड में एकत्रित करने के लिए सहलाया जा सकता है। काफी सरल। लेकिन कुछ ऑर्गेनॉइड दूसरों की तुलना में मानव मस्तिष्क से बेहतर क्यों मिलते हैं?

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, टीम ने यूसीएलए ब्रॉड स्टेम सेल रिसर्च सेंटर के प्लुरिपोटेंसी विशेषज्ञ कैथरीन प्लाथ और एमेंडर क्लार्क के साथ सहयोग किया। उन्होंने पाया कि स्टेम कोशिकाओं की विकासात्मक परिपक्वता, जिसमें से एक ऑर्गेनोइड उगाया जाता है, इसकी गुणवत्ता को प्रभावित करता है, जैसे कि सामग्री की ताजगी एक पाक व्यंजन की गुणवत्ता को प्रभावित करती है।

“मानव भ्रूण के विकास में, तंत्रिका तंत्र बनने वाली पहली संरचनाओं में से एक है, इसलिए यह समझ में आता है कि विकास के शुरुआती चरण में स्टेम कोशिकाएं मस्तिष्क के ऑर्गेनोइड का उत्पादन करने में सबसे अच्छी होती हैं,” वतनबे ने कहा, जो यूसीआई मुकदमा के सदस्य भी हैं। और बिल ग्रॉस स्टेम सेल रिसर्च सेंटर।

शोधकर्ताओं ने तब पाया कि मानव स्टेम कोशिकाओं को प्रारंभिक विकासात्मक अवस्था में रखने का सबसे अच्छा तरीका था कि उन्हें माउस त्वचा कोशिकाओं के साथ एक डिश में विकसित किया जाए, जिसे फाइब्रोब्लास्ट फीडर कहा जाता है, क्योंकि ये आवश्यक रासायनिक संकेत और संरचनात्मक समर्थन प्रदान करते हैं। स्टेम कोशिकाओं को समय के साथ उनकी अपरिपक्वता के विस्तार और संरक्षण में मदद करता है।

दुर्भाग्य से, उन्होंने यह भी पाया कि माउस कोशिकाओं का उपयोग करने से रोगग्रस्त या क्षतिग्रस्त तंत्रिका ऊतकों को बदलने के लिए सेलुलर उपचारों के विकास के लिए ऑर्गेनोइड कम उपयुक्त हो सकते हैं। इसके अलावा, ये फीडर-समर्थित विधियां स्टेम सेल विकास विधियों की तुलना में अधिक श्रमसाध्य हैं जो कई प्रयोगशालाएं आमतौर पर उपयोग करती हैं।

टीम ने अगली बार आरएनए अनुक्रमण और कम्प्यूटेशनल विश्लेषण की ओर रुख किया, जो स्टेम कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक अंतर को इंगित करने के प्रयास में है जो अच्छे ऑर्गेनोइड का उत्पादन करते हैं और जो नहीं करते हैं। इसने उन्हें चार अणुओं की पहचान करने में सक्षम बनाया – सभी अणुओं के परिवर्तन कारक बीटा सुपरफैमिली से संबंधित हैं – जो स्टेम कोशिकाओं को कम विकसित अवस्था में रखने के लिए जिम्मेदार थे।

इन चार अणुओं को एक डिश में बढ़ने वाली स्टेम कोशिकाओं में जोड़ने से वे अपरिपक्व अवस्था में रहे और इन कोशिकाओं को उच्च गुणवत्ता वाले, अच्छी तरह से संरचित ऑर्गेनोइड का उत्पादन करने में सक्षम बनाया।

“हमें अपना केक रखने और इसे खाने का एक तरीका मिल गया,” नोविच ने कहा। “हमने ऑर्गेनॉइड गठन के लिए उनके कुछ लाभों को बरकरार रखते हुए माउस कोशिकाओं को समीकरण से बाहर कर दिया है, जिससे हमें जटिल न्यूरोलॉजिकल रोगों के उपचार के अध्ययन और विकास के हमारे लक्ष्यों के करीब लाया गया है।”

यह कहानी एक वायर एजेंसी फ़ीड से पाठ में संशोधन किए बिना प्रकाशित की गई है। केवल शीर्षक बदल दिया गया है।