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[스포츠조선 장종호 기자] सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल और POSTECH अनुसंधान टीम ने हाल ही में घोषणा की कि उन्होंने एक 3D मॉडल विकसित किया है जो ‘मानव रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी)’ की सटीक नकल करता है। यह मॉडल मौजूदा 2डी मॉडल की तुलना में रक्त-मस्तिष्क बाधा को अधिक सटीक रूप से पुन: उत्पन्न करने के लिए 3डी बायोप्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करता है, और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों पर शोध और नए उपचारों के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की उम्मीद है। रक्त-मस्तिष्क बाधा मस्तिष्क और रक्त वाहिकाओं का एक संयोजन है। यह दो परतों के बीच एक महत्वपूर्ण सुरक्षात्मक परत के रूप में कार्य करता है। यह अवरोध मस्तिष्क को हानिकारक पदार्थों से बचाता है और आवश्यक पोषक तत्व और ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है। हालाँकि, अल्जाइमर, पार्किंसंस और एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (एएलएस) जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में, रक्त-मस्तिष्क बाधा क्षतिग्रस्त होने या सूजन होने पर रोग बिगड़ जाता है। इसे समझने और एक प्रभावी उपचार पद्धति खोजने के लिए, एक अधिक सटीक रक्त-मस्तिष्क बाधा मॉडल की आवश्यकता थी। सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल के प्रोफेसर सियोन-हा बाक और POSTECH (पीएचडी कैंडिडेट हो-ह्योन हान) के प्रोफेसर जिन-आह जांग की शोध टीम ने सीबीवीडीसीएम (सेरेब्रोवास्कुलर-स्पेसिफिक एक्स्ट्रासेल्यूलर मैट्रिक्स) नामक एक डीसेल्यूलराइज्ड बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स विकसित किया है। हमने एक ‘3डी बायोइंक’ विकसित किया है जो रक्त-मस्तिष्क बाधा को सटीक रूप से पुन: उत्पन्न कर सकता है। यह बायोइंक सुअर के मस्तिष्क और रक्त वाहिकाओं से प्राप्त एक बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स है, और रक्त-मस्तिष्क बाधा की विशेषताओं को अच्छी तरह से पुन: पेश कर सकता है।
अनुसंधान दल ने 3डी प्रिंटर का उपयोग करके मानव मस्तिष्क-रक्त अवरोध संरचना बनाने के लिए इस बायोइंक का उपयोग किया। ट्यूबलर संरचना के माध्यम से, कोशिकाएं एक डबल-लेयर संरचना बनाने के लिए स्वयं-इकट्ठी होती हैं, जो वास्तविक मानव रक्त-मस्तिष्क बाधा के समान होती है। इस प्रक्रिया में, मस्तिष्क माइक्रोवैस्कुलर एंडोथेलियल कोशिकाएं और मस्तिष्क पेरिसाइट्स एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एंडोथेलियल कोशिकाएं रक्त वाहिकाओं की आंतरिक दीवार बनाती हैं, और पेरिसाइट्स उन्हें घेरने में भूमिका निभाते हैं।
जब रक्त-मस्तिष्क अवरोध सूजन वाले पदार्थों (TNF-α, IL-1β) के साथ संपर्क करता है, तो परिवर्तनों का निरीक्षण करने के लिए अनुसंधान टीम ने एक नव विकसित 3D BBB मॉडल का उपयोग किया। परिणामस्वरूप, हम उस महत्वपूर्ण प्रक्रिया को पुन: उत्पन्न करने में सक्षम हुए जिसमें सूजन संबंधी प्रतिक्रियाएं रक्त-मस्तिष्क बाधा को प्रभावित करती हैं और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों को बदतर बनाती हैं। उस प्रक्रिया की पुष्टि करके जिसके द्वारा सूजन वाले पदार्थ बीबीबी की पारगम्यता को बढ़ाते हैं, हानिकारक पदार्थ मस्तिष्क में प्रवेश करते हैं, या सूजन प्रतिक्रिया खराब हो जाती है, उन्होंने साबित किया कि रक्त-मस्तिष्क बाधा न्यूरोइन्फ्लेमेशन और रोग की प्रगति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
इसके अलावा, टाइट जंक्शन प्रोटीन (वीई-कैडरिन) की व्यवस्था और संगठन प्रक्रिया, जिसे मौजूदा 2डी मॉडल में नहीं देखा गया था, को 3डी मॉडल के माध्यम से स्पष्ट रूप से पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है। वीई-कैडरिन एक महत्वपूर्ण प्रोटीन है जो कोशिकाओं को जोड़ने में मदद करता है और रक्त-मस्तिष्क बाधा के स्थायित्व और कार्य को बनाए रखता है। इस मॉडल के माध्यम से, शोध टीम यह बेहतर ढंग से समझने में सक्षम थी कि वीई-कैडरिन रक्त-मस्तिष्क बाधा की पारगम्यता को कैसे नियंत्रित करता है, जिससे सूजन संबंधी बीमारियों में बीबीबी फ़ंक्शन में परिवर्तन के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी मिलती है।
सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल में प्रोफेसर बेक सियोन-हा (न्यूरोसर्जरी) ने कहा, “नव विकसित 3डी बीबीबी मॉडल मौजूदा 2डी मॉडल की तुलना में रक्त-मस्तिष्क बाधा को अधिक सटीक और वास्तविक रूप से पुन: पेश करता है, और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में न्यूरोइन्फ्लेमेशन की भूमिका की बेहतर समझ प्रदान करता है। “यह हमें समझने की अनुमति देता है,” उन्होंने कहा, “हमें उम्मीद है कि इससे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों और नए उपचारों के विकास में बहुत मदद मिलेगी।”
POSTECH के प्रोफेसर जिन-आह जंग (मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग विभाग, आईटी कन्वर्जेंस इंजीनियरिंग विभाग, ग्रेजुएट स्कूल ऑफ कन्वर्जेंस इंजीनियरिंग) ने कहा, “भविष्य में, हम अतिरिक्त रूप से अधिक सटीक सूजन प्रतिक्रिया और बीबीबी पारगम्यता मात्रा निर्धारण तकनीक विकसित करेंगे।” ग्लियाल कोशिकाओं, न्यूरॉन्स और प्रतिरक्षा कोशिकाओं को एकीकृत करना, और रोगी-विशिष्ट बीमारी विकसित करना, “हम मॉडल का विस्तार करने की योजना बना रहे हैं,” उन्होंने कहा।
इस बीच, यह अध्ययन व्यापार, उद्योग और ऊर्जा मंत्रालय, कोरिया औद्योगिक प्रौद्योगिकी मूल्यांकन और योजना संस्थान और कोरिया के राष्ट्रीय अनुसंधान फाउंडेशन के सहयोग से आयोजित किया गया था, और अंतरराष्ट्रीय अकादमिक पत्रिका ‘बायोमैटेरियल्स रिसर्च’ के नवीनतम अंक में प्रकाशित किया गया था। ‘.
रिपोर्टर जोंग-हो जंग belho@sportschosun.com
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