एआई-बारकोड उत्तकों को नष्ट किए बिना वृद्धावस्था की ज़ॉम्बी-कोशिकाओं का पता लगाता है

द्वारा संपादित: Svitlana Velhush

मैसाचुसेट्स प्रौद्योगिकी संस्थान के वैज्ञानिकों ने जीवित उत्तकों में वृद्ध होती कोशिकाओं को उन्हें नष्ट किए बिना पहचानने का एक तरीका सुझाया है। यह विधि रमन सूक्ष्मदर्शिकी, जो परावर्तित प्रकाश के स्पेक्ट्रम से कोशिकाओं की रासायनिक संरचना पढ़ती है, को जीन अभिव्यक्ति के आंकड़ों और मशीन अधिगम के साथ जोड़ती है। परिणामस्वरूप एक अनोखा «बारकोड» तैयार होता है — स्पेक्ट्रमीय लक्षणों का एक समूह, जिसके आधार पर «ज़ॉम्बी-कोशिकाओं» को सामान्य कोशिकाओं से अलग पहचाना जा सकता है।

उम्र के साथ शरीर में ऐसी कोशिकाएँ जमा होती जाती हैं, जिन्होंने विभाजन करना बंद कर दिया है, परंतु वे नष्ट नहीं हुई हैं। वे सूजन संबंधी संकेत छोड़ती हैं और कैंसर, तंतुविकृति तथा अन्य आयु-संबंधी विकारों के विकास में योगदान देती हैं। p16 और p21 प्रोटीन जैसे क्लासिक मार्कर के लिए नमूने को स्थिर करने और नष्ट करने की आवश्यकता होती है, इसलिए उनका उपयोग जीवित रहते हुए निदान के लिए नहीं किया जा सकता है। नया दृष्टिकोण इस समस्या का समाधान करता है: रमन स्पेक्ट्रम कोशिका में हस्तक्षेप किए बिना लिपिडों और अन्य अणुओं में होने वाले परिवर्तनों को दर्ज करता है।

शोधकर्ताओं ने युवा और वृद्ध चूहों के त्वचा तथा फेफड़ों के उत्तकों की तुलना की। वृद्ध नमूनों में लिपिडों का संश्लेषण और संचय स्पष्ट रूप से बढ़ गया था, तथा त्वचा में मांसपेशियों के संकुचन और बाह्यकोशिकीय आधात्री के पुनर्गठन से जुड़े पथ प्रबल हो गए थे। फेफड़ों में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और सूजन से जुड़े जीन सक्रिय हो गए थे। ये जैवरासायनिक बदलाव एल्गोरिदम के लिए प्रशिक्षण नमूने का आधार बने।

मशीन अधिगम ने हज़ारों स्पेक्ट्रमीय शिखरों में से कुछ प्रमुख शिखरों को चिह्नित किया, जो कोशिकीय वृद्धावस्था की स्थिति से सबसे सटीक रूप से सहसंबद्ध होते हैं। अब लेखकों की परिकल्पना के अनुसार, कुछ विशिष्ट परासों में स्पेक्ट्रम दर्ज करना ही पर्याप्त है, ताकि उच्च संभावना के साथ यह निर्धारित किया जा सके कि कोशिका जीर्णता की स्थिति में प्रवेश कर चुकी है या नहीं। यह विधि अभी तक केवल चूहों पर और प्रयोगशाला की परिस्थितियों में ही परखी गई है।

इस दृष्टिकोण का लाभ स्पष्ट है: इसमें बायोप्सी की आवश्यकता नहीं होती और भविष्य में यह वास्तविक समय में ज़ॉम्बी-कोशिकाओं के संचय की गतिशीलता पर नज़र रखने की सुविधा दे सकता है। हालाँकि, आंकड़े पशु मॉडलों तक सीमित हैं, और मनुष्यों पर स्थानांतरण के लिए मानव उत्तकों पर परीक्षण तथा नैदानिक परीक्षणों की आवश्यकता होगी। इसके अतिरिक्त, रमन सूक्ष्मदर्शिकी अभी तक क्लिनिक में नियमित उपकरण नहीं बन पाई है — उपकरण महँगे हैं और विशेष प्रशिक्षण की मांग करते हैं।

यदि यह विधि अपनी विश्वसनीयता सिद्ध कर देती है, तो यह उत्तकों की जैविक आयु मापने की धारणा को बदल सकती है। रक्त के अप्रत्यक्ष मार्करों या विनाशकारी नमूनों के स्थान पर कोशिकाओं की स्थिति को सीधे और अभेद्य ढंग से «पढ़ने» का अवसर मिलेगा। इससे वह क्षण निकट आएगा जब वृद्ध होती कोशिकाओं को हटाने या उन्हें युवा बनाने पर केंद्रित उपचार शरीर में उनके वितरण के सटीक, व्यक्तिगत आंकड़ों पर आधारित हो सकेंगे।

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स्रोतों

  • AI“条形码”可识别衰老组织中“僵尸细胞”

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