मैकेनिकल इंजीनियरिंग, लाइफ साइंसेज, आईटी कन्वर्जेन्स इंजीनियरिंग, और द ग्रेजुएट स्कूल ऑफ कन्वर्जेंस साइंस एंड टेक्नोलॉजी ऑफ पोहांग यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (पोस्टेक) के साथ -साथ माईंगजी किम, पीएच.डी. अंतःविषय बायोसाइंस और बायोइंजीनियरिंग (I-BIO) के प्रभाग में उम्मीदवार ने अग्नाशय के ऊतकों और 3D बायोप्रिंटिंग तकनीक से प्राप्त बायोइक का उपयोग करके मधुमेह उपचार के लिए एक अभिनव मंच विकसित किया है। यह अध्ययन हाल ही में ऑनलाइन प्रकाशित किया गया था प्रकृति संचार।
मधुमेह एक चयापचय विकार है जो अग्न्याशय में शिथिलता के कारण होता है, रक्त शर्करा के स्तर को विनियमित करने के लिए जिम्मेदार अंग। अग्न्याशय के भीतर, आइलेट कोशिकाएं रक्त शर्करा को कम करने के लिए इंसुलिन का स्राव करती हैं। हालांकि, चिकित्सीय उपयोग के लिए इन कोशिकाओं का उत्पादन करना बेहद चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है। जबकि स्टेम सेल विट्रो में आइलेट्स उत्पन्न करने के लिए एक आशाजनक मार्ग प्रदान करते हैं, सटीक माइक्रोएन्वायरमेंट और संवहनी आला को फिर से बनाना उन्हें कार्य करने की आवश्यकता है – एक वास्तविक अग्न्याशय के समान – एक बड़ी बाधा रही है।
आइलेट कोशिकाएं बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) और संवहनी कोशिकाओं के आसपास के घटकों के साथ बातचीत के माध्यम से इंसुलिन स्राव को नियंत्रित करती हैं। पोस्टेक टीम ने पाइन (पेरी-आइलेट आला-जैसे ईसीएम) नामक एक विशेष बायोइक विकसित किया, जिसमें ईसीएम और तहखाने झिल्ली प्रोटीन शामिल हैं-जैसे कि लैमिनिन और कोलेजन IV-आंशिक रूप से वास्तविक अग्नाशय ऊतक से निकाला जाता है। 3 डी बायोप्रिंटिंग तकनीक का लाभ उठाते हुए, टीम ने तब मानव आइलेट-जैसे सेलुलर एग्रीगेट्स और वास्कुलचर (HICA-V) प्लेटफॉर्म का निर्माण किया।
HICA-V प्लेटफ़ॉर्म सटीक रूप से संवहनी संरचनाओं के साथ स्टेम सेल-व्युत्पन्न आइलेट कोशिकाओं की व्यवस्था करता है, एक वास्तविक अंतःस्रावी अग्न्याशय की वास्तुकला की बारीकी से नकल करता है। HICA-V प्लेटफ़ॉर्म के भीतर सुसंस्कृत आइलेट कोशिकाओं ने इंसुलिन उत्पादन में वृद्धि की और प्रोटीन अभिव्यक्ति को बाध्यकारी किया, जो देशी आइलेट्स के बराबर कार्यात्मक विशेषताओं को प्रदर्शित करता है।
इसके अलावा, मंच ने मधुमेह की स्थिति में देखी गई पैथोलॉजिकल प्रतिक्रियाओं को सफलतापूर्वक दोहराया, जैसे कि भड़काऊ जीन की ऊंचाई की अभिव्यक्ति। यह न केवल आइलेट्स की परिपक्वता को बढ़ावा देता है, बल्कि मधुमेह अनुसंधान और दवा विकास के लिए एक मूल्यवान उपकरण के रूप में मंच को भी स्थापित करता है।
अध्ययन का नेतृत्व करने वाले प्रोफेसर जिनाह जंग ने कहा, “इस शोध के माध्यम से विकसित अनुकूलित अग्नाशय आइलेट प्लेटफॉर्म ईमानदारी से मानव एंडोक्राइन अग्न्याशय की संरचना और कार्य को दोहराता है, जो स्टेम सेल-व्युत्पन्न आइलेट्स की परिपक्वता और कार्यात्मक वृद्धि का समर्थन करता है।” उन्होंने कहा, “हम अनुमान लगाते हैं कि यह मंच मधुमेह अनुसंधान को आगे बढ़ाने, मधुमेह-रोधी दवा विकास में तेजी लाने और आइलेट प्रत्यारोपण उपचारों की दक्षता में सुधार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।”
इस काम को नेशनल रिसर्च फाउंडेशन ऑफ साउथ कोरिया (NRF) अनुदान द्वारा विज्ञान और आईसीटी मंत्रालय द्वारा वित्त पोषित, विज्ञान और आईसीटी मंत्रालय द्वारा वित्त पोषित पुनर्योजी चिकित्सा के लिए कोरियाई कोष, और स्वास्थ्य और कल्याण मंत्रालय द्वारा वित्त पोषित, और व्यापार मंत्रालय, उद्योग और ऊर्जा (MOTIE, कोरिया) द्वारा वित्त पोषित अल्केमिस्ट परियोजना द्वारा समर्थित किया गया था।
