बेंगलुरु BENGALURU: भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc) के शोधकर्ताओं ने स्तनधारी फेफड़ों के वातावरण की नकल करने वाला एक नया 3D हाइड्रोजेल कल्चर सिस्टम तैयार किया है, जो यह ट्रैक और अध्ययन कर सकता है कि तपेदिक बैक्टीरिया फेफड़ों की कोशिकाओं को कैसे संक्रमित करते हैं और टीबी के इलाज के लिए इस्तेमाल की जाने वाली चिकित्सा की प्रभावकारिता का परीक्षण कर सकते हैं। वैज्ञानिकों ने कहा कि टीबी संक्रमण का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले मौजूदा कल्चर मॉडल में कई सीमाएँ हैं। वे आम तौर पर कल्चर प्लेट होते हैं जो मोनोलेयर्ड होते हैं और फेफड़ों के अंदर 3D माइक्रोएनवायरनमेंट की सटीक नकल नहीं करते हैं।
ऐसी 2D कल्चर में कोशिकाओं द्वारा अनुभव किया जाने वाला माइक्रोएनवायरनमेंट फेफड़ों के ऊतकों के आसपास के वास्तविक एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स (ECM) से बहुत अलग होता है। बायोइंजीनियरिंग विभाग (BE) में पीएचडी छात्र और पहले लेखक विशाल गुप्ता ने कहा, "एक टिशू कल्चर प्लेट में, कोई ECM अणु नहीं होते हैं, और भले ही इन प्लेटों पर ECM की एक बहुत पतली परत लेपित हो, फेफड़े की कोशिकाएँ ECM को एक तरफ से ही 'देख' पाती हैं।" टीम ने अब कोलेजन से बना एक 3D हाइड्रोजेल कल्चर तैयार किया है, जो फेफड़ों की कोशिकाओं के ECM में मौजूद एक प्रमुख अणु है। कोलेजन थोड़ा अम्लीय pH पर पानी में घुलनशील होता है। pH बढ़ने पर, कोलेजन तंतु बनाता है जो आपस में जुड़कर जेल जैसी 3D संरचना बनाते हैं।
जेलिंग के समय, शोधकर्ताओं ने टीबी के साथ मानव मैक्रोफेज - संक्रमण से लड़ने में शामिल प्रतिरक्षा कोशिकाएं - को जोड़ा। इसने मैक्रोफेज और बैक्टीरिया दोनों को कोलेजन में फंसा दिया और शोधकर्ताओं को यह ट्रैक करने की अनुमति दी कि बैक्टीरिया कैसे संक्रमित हुए।
टीम ने ट्रैक किया कि 2-3 सप्ताह में संक्रमण कैसे आगे बढ़ा। कोशिकाएं हाइड्रोजेल में तीन सप्ताह तक व्यवहार्य रहीं - वर्तमान कल्चर उन्हें केवल 4-7 दिनों तक बनाए रखने में सक्षम हैं।
टीम ने पाइराज़िनामाइड के प्रभाव का भी परीक्षण किया - टीबी रोगियों को दी जाने वाली चार सबसे आम दवाओं में से एक। उन्होंने पाया कि हाइड्रोजेल कल्चर में संक्रमण को दूर करने में दवा की थोड़ी मात्रा (10 µg/ml) भी काफी प्रभावी थी।
इससे पहले, वैज्ञानिकों को दवा की बड़ी खुराक का उपयोग करना पड़ा था - रोगियों में प्राप्त सांद्रता की तुलना में बहुत अधिक - यह दिखाने के लिए कि यह ऊतक संवर्धन में प्रभावी है।
"किसी ने भी यह नहीं दिखाया है कि यह दवा किसी भी संस्कृति प्रणाली में चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक खुराक में काम करती है। हमारा सेटअप इस तथ्य को पुष्ट करता है कि 3D हाइड्रोजेल संक्रमण की बेहतर नकल करता है," BE में एसोसिएट प्रोफेसर रचित अग्रवाल ने बताया।
शोधकर्ताओं ने यह समझने के लिए संक्रमित श्वेत रक्त कोशिकाओं के समूहों की नकल करने की योजना बनाई है कि कुछ लोगों में अव्यक्त टीबी क्यों होती है, जबकि अन्य में आक्रामक लक्षण दिखाई देते हैं।
