புற்றுநோய் சிகிச்சைக்கு உதவிடும் வகையில் செல்கள் எப்படி அடர்த்தியான திரவத்தில் வேகமாக நகருகின்றன என்பது குறித்த கண்டுபிடிப்பை டொராண்டோ பல்கலைக்கழகத்தின் ஆய்வாளர்கள் வெளியிட்டுள்ளனர்.
இந்த சிறப்பு உயிரணு இயக்கம்/நகர்வு என்பது புற்றுநோய் மற்றும் சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ்(cystic fibrosis) நோய் எப்படி வேகமாகப் பரவுகிறது என்பதை விளக்கக்கூடும்.
அடர்த்தியான திரவத்தில் வேகமாக நகரும் செல்கள்
சில செல்கள் அடர்த்தியான திரவத்தில் வியக்கும் வகையில் வெகு வேகமாக நகர்வதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர். ஏனெனில் அவற்றின் வளைந்த விளிம்புகள், பெரும்பாலும் திசுக்களில் வடுக்களை உருவாக்கும். அவற்றின் சுற்றுச்சூழலின் பாகுத்தன்மையை உணர்ந்து, அவற்றின் வேகத்தை அதிகரிக்கும். புற்றுநோய் மற்றும் ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட் செல்கள் ஆகியவற்றில், அவற்றின் ஒருங்கிணைந்த முடிவுகள், ஒரு செல்லின் சுற்றுப்புறச் சூழலின் பாகுத்தன்மை என்பது நோய்க்கு ஒரு முக்கிய பங்களிப்பாகும் என்று கூறுகின்றன.
மேலும், இந்த சுற்றுச் சூழலின் பாகுத்தன்மை மற்றும் நகரும் தன்மை என்பவை புற்றுக்கட்டியின் வளர்ச்சி, சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸால் பாதிக்கப்பட்ட சளி நிரப்பப்பட்ட நுரையீரலில் வடுக்கள் மற்றும் காயம் பற்றியும் அவற்றை குணப்படுத்தும் செயல்முறை பற்றியும் விளக்க உதவும்.
புதிய ஆய்வு
டொராண்டோ பல்கலைக்கழகம், ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸ் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் வாண்டர்பில்ட் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் என மூன்று குழுக்களும் இணைந்து, தடிமனான திரவத்தில் சில செல்கள் வியக்கத்தக்க வகையில் வேகமாக நகர்வதைக் கண்டறிந்துள்ளனர்.
நீங்கள் தேனையும் தண்ணீரையும், அவைகளின் அடர்த்திக்கு இணையாக நினைத்துக்கொள்ளுங்கள். தேனை தண்ணீருக்கு எதிராகவோ அல்லது சளியை ரத்தத்திற்கு எதிராகவோ கருதுங்கள். ஏனெனில் அவற்றின் சொரசொரப்பான விளிம்புகள் அவற்றின் சுற்றுச்சூழலின் பாகுத்தன்மையை உணர்ந்து அவற்றின் வேகத்தை அதிகரிக்கும்.
புற்றுநோய் வளர்ச்சியைத் தடுக்க உதவும் ஆய்வு
இயற்கை இயற்பியல்(Nature Physics) என்ற பத்திரிகையில் 'சவ்வு உரசுதல் (Membrane ruffling) என்பது செல்வெளியின்(extracellular) திரவ பாகுத்தன்மையின் இயந்திர சென்சார் (mechanosensor)' என்ற ஆய்வுத் தகவல் வெளியிடப்பட்டது. இதனால் இந்த ஆய்வு, உயிரணு சூழல்களில் புதிய வெளிச்சத்தைப் பாய்ச்சியுள்ளது. ஆனால் இதில் இன்னும் கண்டுபிடிக்க வேண்டியவை அதிகம்.
செல்லின் சொரசொரப்பான விளிம்பு
இப்படிப்பட்ட செல் பாகுத்தன்மைக்கும் இணைப்புக்கும் இடையிலான இந்த இணைப்பு என்பது இதற்கு முன் சரியாக நிரூபிக்கப்படவில்லை என்று டொராண்டோ பல்கலைக்கழகத்தின் கலை மற்றும் அறிவியல் பிரிவின், செல் மற்றும் சிஸ்டம்ஸ் உயிரியல் துறையின் உதவிப் பேராசிரியரும் ஆய்வின் இணை ஆசிரியருமான செர்ஜி ப்ளாட்னிகோவ்(Sergey Plotnikov) தெரிவிக்கிறார்.
செல்களைச் சுற்றி இருக்கும் சூழல் தடிமனாக இருந்தால், செல்கள் அடி மூலக்கூறுடன் ஒட்டிக்கொள்கின்றன மற்றும் அவை வேகமாக நகரும் என்பதை அவர்கள் இந்த ஆய்வின் மூலம் அறிந்ததாகக் கூறுகிறார். இது - பனிக்கட்டி மேற்பரப்பில் , எந்தப் பிடிமானம் இல்லாத காலணிகளைவிட, கூர்முனைகளைக் கொண்ட காலணிகளுடன் நடப்பது போல்தான் பிடித்துக்கொள்கிறது என்றார்.
புற்று செல்கள் வளர்ச்சிக்காக பிசுக்குத் தன்மையை அதிகரித்தல்
செல்கள் ஏன் இப்படி ஆச்சரியமான முறையில் செயல்படுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள வேண்டியது மிக மிக அவசியம். ஏனெனில் புற்றுநோய் கட்டிகள் வளர்வதற்கும், நகர்வதற்கும் ஒரு பிசுபிசுப்பான சூழலை உருவாக்குகின்றன. அதாவது புற்றுநோயின் பரவும் செல்கள் புற்றுநோய் அல்லாத திசுக்களைவிட வேகமாக கட்டிகளுக்குள் நகரும். தடிமனான சூழலில் புற்றுநோய் செல்கள் வேகமடைவதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கவனித்ததால், புற்றுநோய் உயிரணுக்களில் வளைந்த விளிம்புகளின் வளர்ச்சி உடலின் மற்ற பகுதிகளுக்கு புற்றுநோய் பரவுவதற்கு பங்களிக்கக் கூடும் என்று அவர்கள் முடிவு செய்தனர்.
புற்றுநோய் வளர்ச்சி குறையும்
ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட்களில் செல்கள், அதிலுள்ள தன்மைக்குத் தகுந்தாற்போல பரவுதலைக் குறிவைப்பது, மறுபுறம் சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸால் பாதிக்கப்பட்ட சளி நிறைந்த நுரையீரலில் திசு சேதத்தை குறைக்கலாம். கரடுமுரடான ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட்கள் விரைவாக நகர்வதால், அவை சளி வழியாக காயத்திற்குச் செல்லும் முதல் வகை செல்கள் ஆகும். இது குணப்படுத்துவதற்குப் பதிலாக வடுக்களை ஏற்படுத்துகிறது.
இந்த ஆராய்ச்சியின் மூலம் கண்டுபிடித்த முடிவுகள் நுரையீரலின் சளியின் பாகுத்தன்மையை மாற்றுவதன் மூலம், செல் இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்த முடியும், புற்றுநோய் வளர்ச்சியைக் குறைக்க முடியும் என்பதையும் அறிய முடிகிறது.
'செல்கள் தங்களைச் சுற்றியுள்ள சூழலுக்கும், திரவத் தன்மைக்கும் தக்கவாறு எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைக் காண்பிப்பதன் மூலமும், இப்பகுதியின் இயற்பியல் பண்புகளை விவரிப்பதன் மூலமும், அவற்றின் நடத்தையைப் பாதிக்கிறது மற்றும் இறுதியில் அதை எவ்வாறு பாதிக்கலாம் என்பதையும் நாம் அறியலாம்' என செல் மற்றும் சிஸ்டம்ஸ் உயிரியல் துறையின் ஆய்வு மாணவரும் மற்றும் டொராண்டோ பல்கலைக்கழக கலை மற்றும் அறிவியல் பிரிவின் ஆய்வு இணை ஆசிரியரான எர்னஸ்ட் லு (Ernest Iu) கூறுகிறார்.
உதாரணமாக, தேன் போன்ற தடிமனான திரவத்தை ஒரு காயத்தில் வைத்தால், செல்கள் ஆழமாகவும் வேகமாகவும் நகரும், அதன் மூலம் அதை மிகவும் திறம்பட குணப்படுத்தும் என்று ப்ளாட்னிகோவ் மேலும் கூறுகிறார்.
கண்டுபிடிப்புக்கு உதவிய நவீன நுண்ணோக்கி
ப்ளாட்னிகோவ் மற்றும் எர்னஸ்ட் லு ஆகிய இருவரும், செல்கள் நகர்த்துவதற்குச் செலுத்தும் இழுவை மற்றும் செல்களுக்குள் உள்ள கட்டமைப்பு மூலக்கூறுகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களை அளவிட மேம்பட்ட மிக நவீன நுண்ணோக்கி நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தினர். அவர்கள் புற்றுநோய் மற்றும் ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட் செல்களையும் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தும் அறிந்தனர்.
இவைகளில் உள்ள சொரசொரப்பான செல் விளிம்புகள் தடிமனான/அடர்வான சூழலை உணரும் என்று அவர்கள் தீர்மானித்தனர். இது செல் எதிர்ப்பின் மூலம் இழுக்க அனுமதிக்கும் ஒரு செயல்முறையைத் தூண்டுகிறது.
இந்த பரிசோதனை ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸில் உருவானது, அங்கு இதனை இயந்திரவியல் துறையின் உதவிப் பேராசிரியரும் ஆய்வின் முதன்மை ஆசிரியருமான யுன் சென்(Yun Chen) மற்றும் ஆராய்ச்சி மாணவரும் எழுத்தாளருமான மேத்யூ பிட்மேன்(Matthew Pittman) ஆகியோர் புற்றுநோய் உயிரணுக்களின் இயக்கத்தை முதலில் ஆய்வு செய்தனர். பிட்மேன் ஒரு பிசுபிசுப்பான, சளி போன்ற பாலிமர் கரைசலை உருவாக்கினார்; அதை வெவ்வேறு செல் வகைகளில் டெபாசிட் செய்தார். மேலும் கெட்டியான திரவத்தின் வழியாக இடம்பெயரும் போது புற்றுநோய் செல்கள் புற்றுநோய் அல்லாத செல்களை விட வேகமாக நகர்வதைக் கண்டார். இந்த செயல்பாட்டை மேலும் ஆராய, சென் உடன் ப்ளாட்னிகோவ் ஒத்துழைத்தார், அவர் செல் இயக்கத்தை தள்ளுவதிலும் இழுப்பதிலும் நிபுணத்துவம் பெற்றவர்.
நுண்ணோக்கியின் கீழ் நகர்வதைவிட உண்மையில் இரட்டிப்பு வேகம்
செல்கள் வேகத்தில் செல்லும்போது திரவம் தடித்த, சளி போன்ற திரவமாக மாறுவதைப் பார்த்து ப்ளாட்னிகோவ் ரொம்பவே ஆச்சரியப்பட்டார். "பொதுவாக, நாங்கள் நுண்ணோக்கின் கீழ் மெதுவான, நுட்பமான மாற்றங்களைப் பார்க்கிறோம், ஆனால் செல்கள் உண்மையான நேரத்தில் இரண்டு மடங்கு வேகமாக நகர்வதையும், அவற்றின் அசல் அளவை இரட்டிப்பாக்குவதையும் நாம் காண முடிகிறது" என்று ப்ளாட்னிகோவ் கூறுகிறார்.
பொதுவாக, செல் இயக்கம் என்பது தசைகள் சுருங்க உதவும் தசைப் (myosin) புரதங்களைச் சார்ந்துள்ளது. மயோசினை நிறுத்துவது செல்கள் பரவுவதைத் தடுக்கும் என்று ப்ளாட்னிகோவ் மற்றும் ஐயு வாதிட்டனர். இருப்பினும் இந்த நடவடிக்கை இருந்தபோதிலும் செல்கள் இன்னும் வேகமடைவதை சான்றுகள் காட்டியபோது ஆச்சரியமடைந்தனர். தசைச் சுருக்கத்திற்குப் பங்களிக்கும் கலத்தின் உள்ளே இருக்கும் ஆக்டின் புரதத்தின் நெடுவரிசைகள் தடிமனான திரவத்திற்கு செயல்பாடு அளிக்கும் வகையில் மிகவும் நிலையானதாகி, கலத்தின் விளிம்பை மேலும் வெளியே தள்ளுவதையும் அவர்கள் கண்டறிந்தனர்.
புற்றுநோயின் புதிய சிகிச்சை
புற்றுநோய் மற்றும் சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸால் பாதிக்கப்பட்ட மக்களுக்கு புதிய சிகிச்சைக்கான கதவைத் திறக்கக்கூடிய தடிமனான சூழல்கள் மூலம் உருக்குலைந்த செல்களின் இயக்கத்தை எவ்வாறு மெதுவாக்குவது என்பதை குழுக்கள் இப்போது ஆராய்ந்து வருகின்றன.
எனவே, எதிர்காலத்தில் புற்றுநோய் பரவுதலைக் குறைக்கும் மருந்துகள் சிகிச்சைகள் மற்றும் செயல்பாடுகளை உறுதி செய்ய இந்த ஆய்வின் மூலம் ஏராளமான வாய்ப்பு உண்டு என்பதை அறியலாம்.