வளர்ந்துவரும் உறுப்பு சில்லுத்தொழில்நுட்பம்

கணினிச் சில்லுகளைக் கேள்விப் பட்டிருப்பீர்கள். சில்லுத் தொழில் நுட்பத்தின் ஆகப் பெரிய மனிதப் பயன்பாட்டின் தொடக்கப் புள்ளி அது. இன்றைக்குச் சில்லுகளின் ஆதிக்கம் நுழையாத துறை இல்லை. அது மருத்துவத் துறையில் புகுந்ததிலும் வியப்பில்லை. ஏற்கெனவே ஸ்கேன் கருவி, ஆய்வுக்கூடப் பகுப்பாய்வுக் கருவி என அநேக மருத்துவக் கருவிகளில் சில்லுகள் பயன்படுகின்றன. தற்போது ‘உறுப்புச் சில்லுகள்’ (Organs–On-Chips) எனும் நவீனத் தொழில்நுட்பமும் புகுந்துள்ள செய்திதான் இப்போதைய பேசுபொருள்.

மனித உறுப்புகளைப் பிரதிபலிக்கும் இந்தச் சில்லுகளுக்கு ‘உயிரிணையாக்கிகள்’ (Biomimetics) என்று பெயர். சமீபகாலம் வரை பல்கலைக்கழக ஆய்வகங்களில் ஆராய்ச்சிகளுக்கு மட்டுமே பயன்பட்டுவந்த உறுப்புச் சில்லுகள், கரோனா வைரஸ் மனித குலத்துக்குக் கொடுத்த பேரிடர் அழுத்தத்தால், மனிதப் பயன்பாட்டுக்கு உதவும் வடிவத்துக்கு உடனடியாக மேம்படுத்தப்பட்டன. உலகில் கரோனா தொற்று பரவிய ஓராண்டுக்குள் தடுப்பூசி கண்டுபிடிக்கப்பட்டு, நடைமுறைக்கும் வந்திருப்பதற்கு இந்தச் சில்லுகளின் பங்களிப்பும் உள்ளது.

பொதுவாக, ஒரு மருந்து அல்லது தடுப்பூசியை வடிவமைத்ததும் முதலில் விலங்குகளிடமும் அடுத்ததாக மனிதர்களிடமும் பரிசோதனை செய்வார்கள். இப்படி நான்கு கட்ட ஆய்வுகளுக்குப் பிறகு, அவற்றின் தரவுகளைத் தீர ஆராய்ந்து மனிதப் பயன்பாட்டுக்கு நிரந்தர அனுமதி வழங்குவார்கள். இந்தச் செயல்முறையை நடைமுறைப்படுத்தப் பல வருடங்கள் ஆகலாம். இதற்கான பரிசோதனைச் செலவு பல்லாயிரம் கோடிகள் ஆகலாம். சுண்டெலிகள், முயல்கள், குரங்குகள் போன்ற விலங்குகளின் உயிர்களும் பெருமளவில் பலியாகலாம். சமயங்களில் இந்த ஆய்வுகளின்போது விலங்குகளுக்குப் பலனளித்தவை மனிதர்களுக்குப் பலனளிக்காமலும் போகலாம். இந்தக் குறைபாடுகளுக்கெல்லாம் தீர்வாக வந்திருக்கிறது, உறுப்புச் சில்லுத் தொழில்நுட்பம்.

வியப்பூட்டும் உறுப்புச் சில்லுகள்

உடலுறுப்புச் செல்கள் இயங்கும் விதத்தையொட்டி இயற்கைபோன்று உறுப்புச் சில்லுகளை வடிவமைக்கின்றனர் ஆய்வாளர்கள். ஓர் ஒப்பீட்டுக்குச் சொன்னால், உறுப்புச் சில்லு களை ‘நாற்றங்கால்கள்’ போன்றவை எனலாம். ஹார்வர்டு பல்கலைக்கழகத்தில் இயங்கும் வைஸ் நிறுவனம் (Wyss Institute), உறுப்புச் சில்லுகள் ஆராய்ச்சிகளில் உலகளவில் முன்னணியில் இருக்கிறது. இதன் தலைமை ஆராய்ச்சியாளரான டொனால்டு இங்பெர் 2010-ல் தயாரித்த நுரையீரல் சில்லுதான் உலகளாவிய முதல் உறுப்புச் சில்லு. இதுவரை நுரையீரல், சிறுநீரகம், குடல், கல்லீரல், சருமம், மூளை, இதயம், எலும்பு மஜ்ஜை, கருப்பை, சூலகம் என 15-க்கும் மேற்பட்ட உறுப்புச் சில்லுகளை அவர் தயாரித்துள்ளார்.

கரோனா வைரஸ் நுரையீரலைத்தான் பெரிதும் தாக்குகிறது என்பதால், நுரையீரல் சில்லு எப்படிக் கட்டமைக்கப்படுகிறது என்பதைப் பார்த்துவிடலாம். இது பாலிமர் எனும் செயற்கை வேதிக் கலவையால் ஆனது; கணினியில் இருக்கும் நினைவுச் சில்லுக்கு ஒப்பானது; நெகிழ்வானது. நுண்திரவத் தடங்கள் கொண்ட ஏழு பெட்டகங்கள் இதில் உள்ளன. ஆய்வகங்களில் வளர்க்கப்பட்ட நுரையீரல் செல்களை இந்தப் பெட்டகங்களில் உயிரோடு பதியமிடுகின்றனர் ஆய்வலர்கள்; பெட்டகங்களுக்கு நடுவில் உள்ள தடங்களில் நுரையீரல் திரவங்கள், ரத்த செல்கள், ஆக்ஸிஜன் ஆகியவற்றையும் நிரப்புகின்றனர். நாம் மூச்சுவிடும்போது எப்படி நுரையீரல் விரிந்து சுருங்குகிறதோ அப்படியே இதையும் இயங்க வைத்து, இயற்கையான நுரையீரல் உட்சூழலைக் கொண்டுவருகின்றனர். தேவைக்கு உணவுச் சத்துகளைச் செலுத்தி, செல்கள் தொடர்ந்து வளரவும் வழி செய்கின்றனர். இதைப் போன்று இதயம், குடல், சிறுநீரகம் உள்ளிட்ட உடலின் பல உறுப்புகளுக்கும் சில்லுகளைத் தயார்செய்து, அவற்றை நம் உடலமைப்பு முறைப்படி இணைத்துவிடுகின்றனர். இப்போது மொத்த உடலுக்குமான உறுப்புச் சில்லு தயாராகிவிடுகிறது. இதற்கு ‘உடல் சில்லுத் தொகுதி’ (Body–On-Chips) என்று பெயர். முப்பரிமாணங்களில் தயாரிக்கப்பட்டிருக்கும் இதன் உள்ளமைப்பையும் செயல்பாட்டையும் வெளியிலிருந்து காண வசதி உள்ளது. ஆய்வுக்கு உள்ளாகும் பொருளை உள்நுழைத்து விளைவுகளைப் பதிவுசெய்கின்றனர்.

பலன்கள் என்னென்ன?

ஒரு செல்பேசி பேட்டரி அளவுள்ள இந்தச் சாதனம் மனித உடலை அதன் அமைப்பிலும் செயல்முறையிலும் அப்படியே பிரதிபலிக்கும் தன்மையுடையது. எனவே, நோய்த் தொற்றின்போது உடல் உறுப்புகள் பாதிக்கப்படும் தன்மைகளைத் துல்லியமாக அறிய முடிகிறது. புதிய மருந்துகளின் செயல்பாடுகளைக் கண்டு, அவற்றின் தயாரிப்பைத் துரிதப்படுத்த முடிகிறது. தடுப்பூசிகளின் பாதுகாப்புத் தன்மை, நோய் தடுக்கும் தன்மை, பக்கவிளைவுகள் ஆகியவற்றை விரைவில் அறிய முடிகிறது. ஏற்கெனவே பயன்பாட்டில் இருக்கும் மருந்துகள் புதிதாகப் பரவும் நோய்களுக்குப் பயன்படுமா, பயன்படாதா என்பதையும் இதில் தெரிந்துகொள்ளலாம். ஹைட்ராக்சி குளோரோகுயின் மாத்திரை கரோனாவுக்குப் பலனளிக்கவில்லை என்பதை இந்த முறைமையில் உறுதிசெய்தது ஓர் உதாரணம். மேலும், அமெரிக்காவின் உணவு மற்றும் மருந்து நிர்வாகம் ‘எமுலேட்’ (Emulate) ஆராய்ச்சி நிறுவனம் தயாரித்துள்ள நுரையீரல் சில்லை சென்ற டிசம்பர் மாதத்திலிருந்து பயன்படுத்திக்கொள்ள அனுமதி கொடுத்தது. அதைத் தொடர்ந்து, உலகில் 150 மருந்து ஆய்வகங்களில் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. பொதுவான மருந்து ஆராய்ச்சிகளைத் தாண்டி, அமெரிக்க ராணுவ ஆய்வலர்கள் (DEVCOM) கரோனா தொற்றின் வளர்ச்சிப் படிகளை நுரையீரல் சில்லில் கண்டறிந்தனர்; சைட்டோகைன் புயல் ஏற்படும் விதம் குறித்தும் அறிந்துகொண்டனர். இன்னும் பல ஆய்வகங்களில் ஆஸ்ட்ராஜெனிக்கா, ஜான்சன் அண்ட் ஜான்சன் ஆகிய நிறுவனங்கள் தயாரித்துள்ள கரோனா தடுப்பூசிகளின் பக்கவிளைவுகளை எளிதில் கண்டறிய முடிந்தது.

எப்படி ஒரு நாற்றங்காலில் பயிர்களை வளர்த்துச் சோதித்துவிட்டால், அவற்றின் தோட்டப் பயிர்கள் வீணாகாதோ அதேபோன்று இந்த உறுப்புச் சில்லுகளில் கிருமிகள், புதிய மருந்து அல்லது தடுப்பூசியை முதலில் பரிசோதித்துவிட்டால் அடுத்தடுத்த பரிசோதனைச் செலவுகளைக் குறைத்துவிடலாம்; பரிசோதனை முறைமைகளை விரைவுபடுத்தலாம்; விலங்குகளின் உயிர்ப் பலிகளைத் தடுக்கலாம்; நேரமும், பணமும் விரயமாவதைக் குறைக்கலாம்; மருந்து அல்லது தடுப்பூசியின் விலையை மலிவாக்கலாம். அறிவியல் தொழில்நுட்பங்களின் அசுர வளர்ச்சியால் இப்படிப் பல நன்மைகளுக்கு விதைபோட்டுள்ளது உறுப்புச் சில்லுத் தொழில்நுட்பம்.

தற்போது உலகையே ஆட்டிப்படைக்கும் கரோனா பெருந்தொற்றுப் பரவலை விரைவில் முடிவுக்குக் கொண்டுவரவும் அடுத்ததொரு புதிய பெருந்தொற்று வந்தால்கூட, அதை எளிதாக எதிர்கொள்ள நம்மைத் தயார் செய்யவும் உறுப்புச் சில்லுத் தொழில்நுட்பம் துணை செய்யப்போவது உறுதி.

- கு.கணேசன், பொதுநல மருத்துவர்,

தொடர்புக்கு: gganesan95@gmail.com