ऑर्गनॉइड रिसर्च में बाधाओं को तोड़ने के लिए भ्रूण की वृद्धि की नकल

ऑर्गेनोइड छोटे पैमाने के मॉडल हैं जो मानव अंगों की नकल करते हैं। ये मॉडल वैज्ञानिकों को रोगों और परीक्षण उपचारों को समझने और पुनर्योजी चिकित्सीय तरीकों में संभावित सहायता को समझने में मदद कर सकते हैं। मानव प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल (HIPSCs) से प्राप्त ऑर्गनॉइड्स, चिकित्सा अनुसंधान में एक आशाजनक सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं। दुर्भाग्य से, बढ़ते हुए अंग जो बड़े और कार्यात्मक हैं, वास्तव में उपयोगी होने के लिए चुनौतीपूर्ण है। जटिल रासायनिक सिग्नलिंग और सेलुलर इंटरैक्शन ऊतक विकास की प्रक्रियाओं को फिर से बनाने की हमारी क्षमता को सीमित करते हैं।

इन चुनौतियों का समाधान करने के प्रयास में, शोधकर्ता विभिन्न कारकों की जांच कर रहे हैं जो अंग विकास में योगदान करते हैं, विशेष रूप से भ्रूण के विकास के शुरुआती चरणों में। प्लेसेंटा भ्रूण के अंग के विकास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो आवश्यक प्रोटीन और ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है जो सेलुलर प्रसार को चलाता है। फिर भी, ये तत्व पूर्वज कोशिकाओं के विस्तार को प्रोत्साहित करने के लिए विकासशील ऊतकों के साथ कैसे बातचीत करते हैं, यह काफी हद तक अस्पष्टीकृत रहता है।

हाल ही के एक अध्ययन में, डॉ। योशिकी कुसे और प्रोफेसर इंस्टीट्यूट ऑफ मेडिकल साइंस, द टोक्यो विश्वविद्यालय, जापान के प्रो। में ऑनलाइन प्रकाशित प्रकृति संचार 13 मार्च, 2025 को, उनका पेपर यह बताता है कि कैसे प्लेसेंटा-व्युत्पन्न कारक नाटकीय रूप से यकृत ऑर्गेनोइड्स के विकास को बढ़ा सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने माउस भ्रूण के विकास का अध्ययन करके एक महत्वपूर्ण जैविक तंत्र की खोज की। उन्होंने पाया कि यकृत के विकास के एक विशिष्ट चरण के दौरान (भ्रूण के दिनों 10 और 11 के बीच), माउस भ्रूण स्थानीय रक्त छिड़काव और हाइपोक्सिक (कम-ऑक्सीजन) स्थितियों की विशेषता एक अद्वितीय वातावरण का अनुभव करते हैं। गंभीर रूप से, इस चरण के दौरान, प्लेसेंटा विभिन्न विकास कारकों को जारी करता है जो यकृत के विकास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

इन प्लेसेंटल कारकों की पहचान और अलग करके, टीम ने IL1α नामक एक विशिष्ट प्रोटीन पर ध्यान केंद्रित किया। उन्होंने इस कारक को ध्यान से नियंत्रित हाइपोक्सिक स्थितियों के तहत HIPSC- व्युत्पन्न लिवर ऑर्गेनोइड्स के लिए पेश किया और प्राकृतिक विकासात्मक वातावरण की नकल करते हुए, नियंत्रित ऑक्सीजन के साथ इसका पालन किया। इस दृष्टिकोण ने उल्लेखनीय परिणाम दिए, क्योंकि ऑर्गेनोइड नियंत्रणों की तुलना में पांच गुना बड़ा हो गया और लिवर-विशिष्ट प्रोटीनों के उत्पादन में वृद्धि सहित बेहतर कार्यात्मक विशेषताओं का प्रदर्शन किया।

कई प्रयोगों के माध्यम से, टीम ने प्रदर्शित किया कि प्लेसेंटा-व्युत्पन्न IL1α ने हेपेटोब्लास्ट्स नामक यकृत पूर्वज कोशिकाओं के प्रसार को काफी बढ़ाया। डॉ। कुसे कहते हैं, “हमने माउस भ्रूण के जिगर में देखे गए बाहरी कारकों द्वारा शासित आणविक घटनाओं के सावधानीपूर्वक पुनरावृत्ति के माध्यम से हेपेटोब्लास्ट विस्तार द्वारा संचालित हेपेटोब्लास्ट विस्तार द्वारा संचालित एचआईपीएससी-व्युत्पन्न लिवर ऑर्गेनोइड्स की एक प्रमुख वृद्धि हासिल की।”

अंतर्निहित तंत्र का पता लगाने के लिए, टीम ने एकल-सेल आरएनए अनुक्रमण विश्लेषण का प्रदर्शन किया, जिसमें पता चला कि IL1α SAA1-TLR2-CCL20-CCR6 सिग्नलिंग मार्ग के माध्यम से हेपेटोब्लास्ट विस्तार को प्रभावित करता है। ये अंतर्दृष्टि इस बात की स्पष्ट समझ प्रदान करती हैं कि कैसे बाहरी कारक यकृत विकास को विनियमित करते हैं और ऑर्गनॉइड विकास को बढ़ाने के लिए एक उपन्यास दृष्टिकोण प्रदान करते हैं।

इन निष्कर्षों के चिकित्सा क्षेत्र में महत्वपूर्ण निहितार्थ हो सकते हैं। प्लेसेंटा-व्युत्पन्न कारकों को नियंत्रित तरीके से वितरित करने के लिए तकनीकों को परिष्कृत करके, भविष्य के अनुसंधान अधिक उन्नत ऑर्गेनोइड-आधारित रोग मॉडल के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकते हैं और संभावित रूप से प्रत्यारोपण के लिए प्रयोगशाला-विकसित अंगों के विकास की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। दिलचस्प बात यह है कि टीम का सुझाव है कि इसी तरह के दृष्टिकोण अन्य अंगों के लिए ऑर्गेनोइड विकसित करने के लिए लागू हो सकते हैं, व्यक्तिगत चिकित्सा और पुनर्योजी उपचारों में नए फ्रंटियर खोलते हैं।

जबकि शोधकर्ता स्वीकार करते हैं कि उनका दृष्टिकोण अभी तक भ्रूण के जिगर के विकास की विवो स्थितियों में गतिशील को पूरी तरह से दोहराता नहीं है, उनका काम ऑर्गेनॉइड अनुसंधान में मौजूदा बाधाओं पर काबू पाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। वे सुझाव देते हैं कि भविष्य के अध्ययनों को छिड़काव-आधारित संस्कृति प्रणालियों को डिजाइन करने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए जो लगातार नाल-व्युत्पन्न कारकों और ऑक्सीजन की आपूर्ति कर सकते हैं, जो विकासशील अंगों की शारीरिक स्थितियों का बेहतर अनुकरण करते हैं।

“हमारे परिणामों से पता चलता है कि हाइपोक्सिया के तहत पहचाने गए प्लेसेंटा-व्युत्पन्न कारक के साथ उपचार एक महत्वपूर्ण मानव यकृत ऑर्गेनोइड संस्कृति तकनीक है जो कुशलता से पूर्वज विस्तार को प्रेरित करता है,” डॉ। कुसे का निष्कर्ष है। कुल मिलाकर, विकासात्मक जीव विज्ञान से अंतर्दृष्टि का लाभ उठाकर, यह शोध न केवल यकृत के विकास की हमारी समझ को बढ़ाता है, बल्कि HIPSC- व्युत्पन्न ऑर्गेनोइड्स की स्केलेबिलिटी और कार्यक्षमता में सुधार के लिए नए मार्गों को भी उजागर करता है।