Application of nucleoside analogue labelling to study the cell cycle of xenografted PDAC cell lines in the chorioallantoic membrane model.
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि कोरियोएलेंटोइक झिल्ली (CAM) मॉडल ज़ेनोग्राफ़ेड अग्नाशय डक्टल एडेनोकार्सिनोमा (PDAC) कोशिकाओं की कोशिका चक्र गतिशीलता का विश्लेषण करने के लिए एक मूल्यवान मंच है, जबकि यह एक पहले से अज्ञात भ्रामक घटना को भी प्रकट करता है जहाँ भ्रूण दिवस 14 के बाद गैर-प्रसारित चिकन कोशिकाएं अपने साइटोप्लाज्म में सिंथेटिक न्यूक्लियोसाइड्स को संचित करती हैं।
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कैंसर कैसे बढ़ता है, इसे समझने के लिए वैज्ञानिकों को अक्सर कोशिकाओं के विभाजित होने और बढ़ने की प्रक्रिया को व्यक्तिगत रूप से देखना पड़ता है। एक जीवित शरीर में, बिना किसी आक्रामक प्रक्रिया के इसे देखना कठिन होता है, इसलिए शोधकर्ता अक्सर वैकल्पिक मॉडलों की ओर रुख करते हैं जो इस प्रक्रिया में एक खिड़की प्रदान करते हैं। ऐसा ही एक मॉडल मुर्गी का भ्रूण है, विशेष रूप से एक पतली, रक्त-समृद्ध झिल्ली जिसे कोरिओएलेंटोइक मेम्ब्रेन (chorioallantoic membrane) कहा जाता है, जो अंडे के भीतर विकसित होती है। यह झिल्ली एक प्राकृतिक इनक्यूबेटर के रूप में कार्य करती है जहाँ वैज्ञानिक मानव ट्यूमर कोशिकाओं को रख सकते हैं और उन्हें छोटे द्रव्यमान, या जेनोग्राफ्ट्स (xenografts) के रूप में बढ़ते हुए देख सकते हैं। चूंकि भ्रूण पारदर्शी है और झिल्ली आसानी से सुलभ है, इसलिए शोधकर्ता सीधे सतह पर पदार्थ डाल सकते हैं और वास्तविक समय में ट्यूमर कोशिकाओं की प्रतिक्रिया देख सकते हैं। कोशिका विभाजन को ट्रैक करने के लिए, वैज्ञानिक विशेष रासायनिक टैग का उपयोग करते हैं जो डीएनए के बिल्डिंग ब्लॉक्स की तरह दिखते हैं। जब एक कोशिका अपनी आनुवंशिक सामग्री की नकल करने की तैयारी करती है, तो वह इन टैग्स को पकड़ लेती है और उन्हें अपने नए डीएनए में शामिल कर लेती है, जिससे वे सूक्ष्मदर्शी के नीचे चमक उठते हैं। यह शोधकर्ताओं को यह गिनने की अनुमति देता है कि किसी भी क्षण कितनी कोशिकाएं विभाजित हो रही हैं।
बेल्जियम के शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह परीक्षण करने के लिए हाथ लगाया कि क्या मुर्गी के भ्रूण के इस मॉडल का उपयोग अग्नाशय के कैंसर (pancreatic cancer) के सेल साइकिल का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, जो एक ऐसी बीमारी है जो अपने आक्रामक विकास और उपचार के प्रति प्रतिरोध के लिए जानी जाती है। उन्होंने मानव अग्नाशय के कैंसर की तीन अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं को लिया और उन्हें विकसित होते हुए मुर्गी के अंडों की झिल्लियों पर रखा। उनका लक्ष्य यह देखना था कि क्या वे इन रासायनिक टैग्स का उपयोग करके विभाजित होने वाली मानव ट्यूमर कोशिकाओं को चिह्नित कर सकते हैं और उन्हें मुर्गी के भ्रूण की तेजी से विभाजित होने वाली कोशिकाओं से अलग कर सकते हैं। टीम ने पाया कि ट्यूमर उगाने के लिए यह मॉडल अच्छा काम करता है, क्योंकि अंडे के भीतर भी वे अपने विशिष्ट आकार और व्यवहार को बनाए रखते हैं। उन्होंने सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया कि वे विभाजित होने वाली मानव कैंसर कोशिकाओं को लेबल कर सकते हैं, लेकिन उन्हें मानव कोशिकाओं को चिकन कोशिकाओं से अलग करने का एक नया तरीका विकसित करना पड़ा, क्योंकि दोनों प्रकार की कोशिकाएं विभाजित होने पर रासायनिक टैग को ग्रहण कर लेती थीं। केवल मानव प्रोटीन से चिपकने वाले विशिष्ट एंटीबॉडी और छवियों का विश्लेषण करने के लिए उन्नत कंप्यूटर सॉफ्टवेयर का उपयोग करके, वे मानव ट्यूमर कोशिकाओं को आसपास के चिकन ऊतकों से सटीक रूप से अलग कर सके।
हालाँकि, जैसे-जैसे शोधकर्ताओं ने अपने प्रयोगों को आगे बढ़ाया, वे एक आश्चर्यजनक और पहले से अज्ञात जैविक घटना से टकराए। जब उन्होंने पुराने भ्रूणों, विशेष रूप से उन भ्रूणों का उपयोग किया जो विकास के चौदह दिनों या उससे अधिक समय से थे, तो उन्होंने कुछ अजीब देखा। अपेक्षित विभाजित कोशिकाओं के चमकते नाभिकों के अलावा, उन्होंने कुछ चिकन कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म (cytoplasm)—जो कि जेली जैसा आंतरिक भाग है—के भीतर रासायनिक टैग के चमकीले समूहों को जमा होते देखा। ये कोशिकाएं विभाजित नहीं हो रही थीं; वे नए डीएनए के निर्माण के लिए टैग नहीं ले रही थीं। इसके बजाय, टैग कोशिका के शरीर के भीतर छोटे, दाने जैसी संरचनाओं में एकत्र होते प्रतीत हुए। यह घटना कई अलग-अलग प्रकार के रासायनिक टैग्स के साथ हुई, जिससे पता चलता है कि यह एक निरंतर जैविक विशेषता है न कि प्रयोग की कोई गलती। शोधकर्ताओं ने सावधानीपूर्वक जांच की कि ये कोशिकाएं क्या हो सकती हैं। उन्होंने इस संभावना को खारिज कर दिया कि ये बाहरी हमलावरों को प्रस्तुत करने के लिए डिज़ाइन की गई प्रतिरक्षा कोशिकाएं (immune cells) हैं, क्योंकि इन कोशिकाओं में उस भूमिका के लिए विशिष्ट मार्कर नहीं थे। उन्होंने यह भी खारिज कर दिया कि ये रक्त प्लेटलेट्स (blood platelets) हैं, जो कभी-कभी बाहरी कणों को इकट्ठा करते हैं, क्योंकि इन कोशिकाओं में प्लेटलेट्स के मार्कर नहीं थे।
साक्ष्य इस ओर इशारा करते थे कि ये पक्षियों में पाई जाने वाली एक प्रकार की श्वेत रक्त कोशिकाएं हैं, जिन्हें हेटरोफिल्स (heterophils) कहा जाता है, जो दानों (granules) से भरी होती हैं और प्रतिरक्षा प्रणाली में भूमिका निभाती हैं। शोधकर्ताओं ने देखा कि ये कोशिकाएं भ्रूणों के यकृत (liver) और झिल्ली ऊतक में दिखाई देती हैं, और जैसे-जैसे भ्रूण पुराने होते गए, उनकी संख्या बढ़ती गई। यह खोज महत्वपूर्ण है क्योंकि यह भविष्य के अध्ययनों के लिए एक संभावित खामी को उजागर करती है। यदि वैज्ञानिक इन रासायनिक टैग्स का उपयोग पुराने भ्रूणों पर करते हैं, तो टैग इन प्रतिरक्षा कोशिकाओं में फंस सकते हैं बजाय ट्यूमर कोशिकाओं में जाने के। इससे शोधकर्ता यह गलत समझ सकते हैं कि वास्तव में विभाजित होने वाली ट्यूमर कोशिकाओं की संख्या कम है, या वे प्रतिरक्षा कोशिकाओं को कैंसर कोशिकाओं के रूप में भ्रमित कर सकते हैं। अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि हालांकि मुर्गी का भ्रूण मॉडल कैंसर को बढ़ते हुए देखने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है, शोधकर्ताओं को सावधान रहना चाहिए कि वे इसका उपयोग कब करते हैं। कोशिका विभाजन के सबसे सटीक परिणामों के लिए, प्रयोग चौदह दिन के निशान से पहले किए जाने चाहिए, इससे पहले कि ये दानेदार कोशिकाएं माप में हस्तक्षेप करने के लिए पर्याप्त मात्रा में उपलब्ध हों। यह खोज न केवल यह बताती है कि वैज्ञानिक इस मॉडल में कैंसर का अध्ययन कैसे करते हैं, बल्कि यह एक नए, अनसुलझे तरीके को भी उजागर करती है कि जीवित कोशिकाएं सिंथेटिक रसायनों को कैसे संभालती हैं, जो शरीर इन पदार्थों को कैसे संसाधित करता है, इसकी जांच के लिए नए द्वार खोलती है।
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