टेक्निकल यूनिवर्सिटी ऑफ म्यूनिख (टीयूएम) के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एक टीम ने पहली बार प्रयोगशाला में ट्यूमर ऑर्गेनोइड्स – त्रि-आयामी लघु ट्यूमर विकसित किए हैं – जो अग्नाशय के कैंसर की विभिन्न संरचनाओं और विशेषताओं की नकल करते हैं। वैज्ञानिकों ने जांच की कि विभिन्न ट्यूमर ऑर्गेनॉइड स्थापित और नवीन उपचारों पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। यह प्रभावी नई चिकित्सा पद्धतियों के विकास का द्वार खोलता है।
असाधारण रूप से उच्च मृत्यु दर के साथ, अग्नाशय कैंसर सबसे घातक कैंसरों में से एक है। इसका एक कारण प्रभावकारी उपचारों की कमी है, क्योंकि एक ही ट्यूमर के भीतर विभिन्न कैंसर कोशिकाएं एक ही थेरेपी पर बहुत अलग तरह से प्रतिक्रिया कर सकती हैं। अग्न्याशय के कैंसर ट्यूमर की कोशिकाएं न केवल उनकी संरचना के संदर्भ में, बल्कि उनके संबंधित घातक गुणों में भी अत्यधिक विविध हैं, उदाहरण के लिए वे कितनी आक्रामक हैं।
अग्न्याशय के कैंसर कोशिकाओं को उनकी उपस्थिति और आणविक प्रोफ़ाइल के आधार पर मोटे तौर पर दो मुख्य उपप्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: उपकला और मेसेनकाइमल। मैक्सिमिलियन कहते हैं, “हालांकि, ट्यूमर कोशिकाएं बीमारी के दौरान अपनी संरचना और कार्य को बदल सकती हैं। यह पहले दिखाया गया है कि इन दो मुख्य श्रेणियों के भीतर विभिन्न अभिव्यक्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला मौजूद है। ये उनकी जैविक विशेषताओं में काफी भिन्न हो सकते हैं।” रीचर्ट, टीयूएम यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल क्लिनिकम रेच्ट्स डेर इसर में ट्रांसलेशनल अग्नाशय कैंसर अनुसंधान के प्रोफेसर।
प्रयोगशाला में पुनरुत्पादित अग्नाशय कैंसर की जटिलता
रीचर्ट के नेतृत्व में एक टीम ने अब पहली बार प्रयोगशाला में अग्नाशयी कैंसर कोशिका समूहों की रूपात्मक जटिलता को पुन: प्रस्तुत किया है। “शरीर में ट्यूमर कोशिका समूह ग्रंथियों के आकार के होते हैं, जिनमें कई वाहिनी जैसी शाखाएं होती हैं। जब व्यक्तिगत ट्यूमर कोशिकाओं को अलग किया जाता है और प्रयोगशाला में कृत्रिम 3 डी सेल समूहों को विकसित करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिन्हें ऑर्गेनोइड कहा जाता है, तो पारंपरिक दृष्टिकोण केवल गोलाकार संरचनाओं का निर्माण करता है अध्ययन के प्रमुख लेखक अरिस्टीडिस पपरगिरिउ कहते हैं, ”इनकी आकृति विज्ञान और गुण शरीर में ट्यूमर नोड्यूल के समान नहीं हैं।” “अब हम ऐसे ऑर्गेनॉइड उत्पन्न कर सकते हैं जो शरीर में पाए जाने वाले वास्तविक, शाखित कोशिका समूहों से काफी मिलते-जुलते हैं। इससे हमें पहली बार प्रयोगशाला में अग्नाशय कैंसर की जटिलता को पुन: पेश करने की सुविधा मिलती है।”
कौन सी थेरेपी काम करती है? अलग-अलग ऑर्गेनॉइड अलग-अलग तरह से प्रतिक्रिया करते हैं
टीम ने आगे के व्यवस्थित विश्लेषण के लिए नए विकसित ऑर्गेनॉइड को उनकी आकृति विज्ञान के आधार पर परिभाषित समूहों में वर्गीकृत करने के लिए मशीन लर्निंग का उपयोग किया। “हमने दो उपप्रकारों एपिथेलियल और मेसेनकाइमल के भीतर अलग-अलग फेनोटाइप की पहचान की। सरल शब्दों में, ये एक ही ट्यूमर उपप्रकार के समूह हैं जो अपनी उपस्थिति के साथ-साथ अपने घातक व्यवहार में भिन्न होते हैं,” पपरगिरिउ कहते हैं।
प्रारंभ में, उन्होंने माउस ट्यूमर कोशिकाओं से ऑर्गेनोइड के साथ काम किया। “उदाहरण के लिए, ‘स्टार-जैसे ऑर्गेनॉइड’ केंद्र में गोल होते हैं और सिरों की ओर अत्यधिक शाखायुक्त होते हैं, जबकि ‘टीईबीबीओ ऑर्गेनॉइड’ में खोखले लुमेन और अंत-कली संरचनाओं के साथ मोटी शाखाएं हो सकती हैं।” न केवल फेनोटाइप्स में स्पष्ट रूप से अलग-अलग उपस्थिति होती है, वे अन्य चीजों के अलावा, उनके प्रसार के तरीके, उनके चयापचय कैसे काम करते हैं, और ऑक्सीजन से वंचित होने पर वे कैसे व्यवहार करते हैं, के संदर्भ में भी भिन्न होते हैं। विशेष रूप से, वे उपचारों के प्रति अलग-अलग प्रतिक्रिया करते हैं: इस प्रकार, उदाहरण के लिए, स्टार-जैसे ऑर्गेनॉइड अध्ययन में प्रयुक्त कीमोथेराप्यूटिक के प्रति प्रतिरोधी थे, लेकिन विकिरण से अत्यधिक प्रभावित थे।
इसके बाद टीम अग्नाशय कैंसर के रोगियों से ली गई ट्यूमर कोशिकाओं पर इस तकनीक को लागू करने में सफल रही। प्रयोगशाला में, उन्होंने इन कोशिकाओं से कई फेनोटाइप तैयार किए और कैंसर कोशिकाओं की कमजोरियों की पहचान करने के लिए उपचारों के खिलाफ उनका परीक्षण किया।
भविष्य के उपचारों के लिए दृष्टिकोण
नए ऑर्गेनॉइड नए उपचारों के विकास में फायदेमंद हो सकते हैं। जब चिकित्सक किसी रोगी में होने वाले विशिष्ट फेनोटाइप को जानते हैं और ये विभिन्न उपचारों पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं, तो वे अधिक व्यक्तिगत और लक्षित आधार पर उपचार लागू कर सकते हैं।
प्राप्त ज्ञान के आधार पर अधिक प्रभावी उपचार विकसित करने के लिए शोधकर्ता दूसरा दृष्टिकोण भी अपना रहे हैं। रीचर्ट कहते हैं, “एक ही समय में कई ट्यूमर फेनोटाइप से लड़ना बहुत मुश्किल है। अगर हम उन सभी का इलाज एक ही दवा से करते हैं, तो वे पूरी तरह से अलग-अलग तरीकों से प्रतिक्रिया कर सकते हैं या अन्य फेनोटाइप में परिवर्तित होकर और चिकित्सा के प्रति प्रतिरोधी बनकर उपचार से बच सकते हैं।” “इसी ने हमें पहले एक ट्यूमर के भीतर विभिन्न फेनोटाइप्स की संख्या को कम करने का विचार दिया, जब तक कि आदर्श मामले में, केवल एक छोटी संख्या ही न रह जाए जो अब नहीं बदलती। फिर दूसरे चरण में इसके लिए एक थेरेपी विकसित करना संभव होगा ये शेष कुछ फेनोटाइप हैं और उनका विशेष रूप से मुकाबला करते हैं।”
शोधकर्ताओं ने नव विकसित ऑर्गेनॉइड्स पर विभिन्न दवाओं को जोड़कर इस दृष्टिकोण का परीक्षण किया। कुछ फेनोटाइप को दबा दिया गया, जबकि अन्य संबंधित फेनोटाइप में बदल गए या नए में विकसित हो गए। जैसा कि इरादा था, अंत में केवल दो मुख्य फेनोटाइप ही रह गये जिनमें और कोई परिवर्तन नहीं हुआ। भविष्य में, शोधकर्ता ऐसे पदार्थों को खोजने की योजना बना रहे हैं जिनका उपयोग इन मौजूदा फेनोटाइप्स के इलाज के लिए किया जा सकता है, और दृष्टिकोण को और विकसित करने के लिए किया जा सकता है।
