वैज्ञानिकों ने बनाया कृत्रिम मिनी-प्लेसेंटा, गर्भावस्था शोध में नई उम्मीद

प्लेसेंटा एक अनोखा अंग है जो केवल गर्भावस्था के दौरान ही मौजूद होता है, और ट्यूमर जैसी गति से बढ़कर एक छोटी सी खाने की प्लेट के आकार का हो जाता है। प्लेसेंटा हर बच्चे के विकास के लिए ज़रूरी है, लेकिन हम इसके विकास के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी नहीं जुटा पा रहे हैं। गर्भावस्था के दौरान प्लेसेंटा का अध्ययन करना मुश्किल होता है, क्योंकि नमूने लेने से संक्रमण होने या गर्भपात होने का खतरा रहता है। और जन्म के बाद प्लेसेंटा का ऊतक अपने शुरुआती रूप से बहुत अलग होता है। पशु प्लेसेंटा अक्सर मानव प्लेसेंटा से अलग होते हैं, इसलिए उनका अध्ययन सीमित उपयोगी होता है। गर्भावस्था शोधकर्ताओं को प्लेसेंटा के विकास के महत्वपूर्ण शुरुआती चरणों के बारे में जानकारी नहीं है। नेचर कम्युनिकेशंस में आज प्रकाशित नए शोध में, हम पहले 3D-मुद्रित कृत्रिम मिनी-प्लेसेंटा की रिपोर्ट करते हैं। ये “प्लेसेंटल ऑर्गेनॉइड” पहले के प्रयासों की तुलना में एक प्रगति हैं, और वैज्ञानिकों को गर्भावस्था का अध्ययन करने और प्रीक्लेम्पसिया जैसी जटिलताओं पर प्रकाश डालने के नए तरीके प्रदान करेंगे।

प्रयोगशाला में छोटे अंग
पहली बार 2009 में वर्णित, ऑर्गेनॉइड चिकित्सा अनुसंधान में एक बड़ी उपलब्धि थे। तब से, वैज्ञानिकों ने स्टेम कोशिकाओं को लेकर उन्हें एक जेल में रखकर, जेली में लटके हुए स्प्रिंकल्स की तरह, मानव अंगों की एक विस्तृत श्रृंखला से ऑर्गेनॉइड विकसित किए हैं। यह जेल उस ऊतक की नकल करता है जिसमें कोशिकाएँ टिकी होती हैं और उन्हें बढ़ने और विभाजित होने के दौरान समूह बनाने में मदद करता है। 2018 में, पहली बार प्लेसेंटल ऑर्गेनॉइड्स ट्रोफोब्लास्ट्स से विकसित किए गए थे – एक प्रकार की कोशिका जो केवल प्लेसेंटा में पाई जाती है। शोधकर्ता प्लेसेंटल ऑर्गेनॉइड्स का उपयोग करके प्रारंभिक गर्भावस्था की छिपी प्रक्रियाओं को उजागर करने के लिए उन्हें एक डिश में कॉपी कर रहे हैं। हालाँकि, इस शोध का अधिकांश भाग पशु-व्युत्पन्न जैल पर निर्भर करता है, जिन्हें वास्तविक प्लेसेंटा के बढ़ते वातावरण को प्रतिबिंबित करने के लिए संशोधित नहीं किया जा सकता है। इसके अलावा, कोशिकाओं को जैल में मैन्युअल रूप से निलंबित करने से कई ऑर्गेनॉइड्स बनाना मुश्किल हो जाता है।

प्लेसेंटा की 3D प्रिंटिंग
बायोप्रिंटिंग एक प्रकार की 3D प्रिंटिंग तकनीक है जो 3D संरचनाएँ बनाने के लिए जीवित कोशिकाओं और कोशिका-अनुकूल सामग्रियों का उपयोग करती है। हमने प्लेसेंटा से ट्रोफोब्लास्ट कोशिकाओं को एक सिंथेटिक, नियंत्रणीय जेल के साथ मिलाया और उन्हें एक कल्चर डिश में सटीक बूंदों के रूप में 3D प्रिंट किया, बिल्कुल एक इंक-जेट ऑफिस प्रिंटर की तरह। हमारी मुद्रित कोशिकाएँ प्लेसेंटल ऑर्गेनॉइड्स में विकसित हुईं और हमने उनकी तुलना मौजूदा मैन्युअल तरीकों से बनाए गए ऑर्गेनॉइड्स से की। बायोप्रिंटेड जेल में हमने जो ऑर्गेनॉइड विकसित किए, वे जानवरों से प्राप्त जेल में विकसित ऑर्गेनॉइड से अलग तरह से विकसित हुए और उन्होंने अलग-अलग संख्या में कोशिका उपप्रकार बनाए। इससे यह स्पष्ट हुआ कि जिस वातावरण में ऑर्गेनॉइड विकसित होते हैं, वह उनके परिपक्व होने के तरीके को नियंत्रित कर सकता है।

ये ऑर्गेनॉइड मानव प्लेसेंटल ऊतक से बहुत मिलते-जुलते थे, जो प्रारंभिक प्लेसेंटा का एक सटीक मॉडल प्रदान करते थे। हम युवा ऑर्गेनॉइड को जेल से निकालकर और उन्हें उनके तरल भोजन में तैरने देकर कोशिकाओं के व्यवस्थित होने के तरीके को बदल सकते थे। प्लेसेंटल ऑर्गेनॉइड विकसित करने से शोधकर्ताओं के लिए प्रारंभिक गर्भावस्था में महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं का अध्ययन करने, प्रीक्लेम्पसिया जैसी गंभीर स्थितियों के कारणों का पता लगाने और नए उपचार खोजने का एक नया तरीका बनता है।

प्लेसेंटा को समझना इतना महत्वपूर्ण क्यों है
2023 में, गर्भावस्था की जटिलताओं के कारण दुनिया भर में 2,60,000 से अधिक मातृ मृत्यु और लाखों शिशु मृत्यु हुईं। गर्भावस्था में प्लेसेंटल डिसफंक्शन से जुड़ी एक गंभीर जटिलता प्रीक्लेम्पसिया है, जो 5-8% गर्भधारण को प्रभावित करती है। यह उच्च रक्तचाप का कारण बनता है और अक्सर बिना किसी चेतावनी के अंगों को नुकसान पहुँचा सकता है। प्रीक्लेम्पसिया से समय से पहले प्रसव हो सकता है और माँ व शिशु दोनों के लिए गंभीर स्वास्थ्य जोखिम हो सकते हैं। इससे माँ को हृदय रोग, मधुमेह और गुर्दे की बीमारी जैसी दीर्घकालिक स्वास्थ्य समस्याओं का खतरा भी बढ़ जाता है। फिलहाल, प्रसव के अलावा इसका कोई इलाज नहीं है क्योंकि हम अभी भी पूरी तरह से समझ नहीं पाए हैं कि इसका कारण क्या है। जाति, उम्र, मोटापा, मौजूदा उच्च रक्तचाप, मधुमेह, स्व-प्रतिरक्षित विकार और सहायक प्रजनन चिकित्सा जैसे जोखिम कारकों से उन महिलाओं की पहचान की जा सकती है जिनमें प्रीक्लेम्पसिया होने की संभावना अधिक होती है। महिलाएं कभी-कभी गर्भावस्था के शुरुआती दौर से ही एस्पिरिन की कम खुराक लेकर इसे रोक सकती हैं, लेकिन शोधकर्ताओं ने अभी तक सभी मामलों को रोकने का कोई प्रभावी तरीका नहीं खोजा है। यदि प्रीक्लेम्पसिया विकसित होता है, तो रक्तचाप में बदलाव के इलाज के लिए कुछ दवा विकल्प उपलब्ध हैं, लेकिन इसका एकमात्र इलाज शिशु का जन्म है। इससे अक्सर समय से पहले जन्म और समय से पहले जन्म के साथ आने वाली चुनौतियाँ होती हैं।

मिनी-प्लेसेंटा कैसे बेहतर मदद कर सकता है
प्लेसेंटल ऑर्गेनोइड्स की मदद से, हम गर्भावस्था की जटिलताओं की गुत्थी सुलझाना शुरू कर सकते हैं और नई दवाओं का सुरक्षित रूप से परीक्षण कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, हमने अपने बायोप्रिंटेड ऑर्गेनॉइड्स को प्रीक्लेम्पसिया से पीड़ित महिलाओं में उच्च स्तर पर पाए जाने वाले एक प्रतिरक्षा संकेत के संपर्क में लाया, फिर संभावित उपचारों का परीक्षण किया ताकि यह देखा जा सके कि ऑर्गेनॉइड्स कैसे विकसित हुए और कैसे प्रतिक्रिया दी। इसके आधार पर, बायोप्रिंटेड ऑर्गेनॉइड्स का विस्तार गर्भावस्था को बेहतर ढंग से समझने के लिए किया जा सकता है। इसके लिए कोशिकाओं में जीन संपादित करने और इस सुव्यवस्थित प्रक्रिया में महत्वपूर्ण कारकों को उजागर करने के लिए CRISPR जैसे उपकरणों का उपयोग किया जा सकता है। इनका उपयोग संक्रमणों का अध्ययन करने और बड़े पैमाने पर दवाओं की सुरक्षा और प्रभावशीलता का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है।

बायोप्रिंटिंग सटीकता और पुनरावृत्ति को बेहतर बनाती है और अनुसंधान में जानवरों की आवश्यकता को कम करती है – सामग्री की आपूर्ति और दवा परीक्षण दोनों के लिए। हालाँकि कुछ पशु अनुसंधान अभी भी पूरे जीवित शरीर में परीक्षण के लिए उपयोग किए जाते हैं, यह पशु-मुक्त अनुसंधान की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। जैसे-जैसे हम इन मॉडलों को परिष्कृत करते जा रहे हैं, हम एक ऐसे भविष्य के करीब पहुँच रहे हैं जहाँ गर्भावस्था संबंधी जटिलताओं का पूर्वानुमान लगाया जा सकेगा, उन्हें रोका जा सकेगा और उनका इलाज किया जा सकेगा, इससे पहले कि वे जीवन को खतरे में डाल दें। यह लेख क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत द कन्वर्सेशन से पुनर्प्रकाशित है।

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