Induction of a Regenerative State in Hair Follicle Stem Cells by Helium Plasma-Activated Medium Through Coordinated Regulation of Regenerative Programs
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि हीलियम प्लाज्मा-सक्रिय माध्यम चयापचय और प्रवासी गतिविधियों को बढ़ाने के साथ-साथ स्टेम सेल सक्रियण, प्रवासी सक्षमता और उपकला प्लास्टिसिटी (एपिथेलियल प्लास्टिसिटी) से जुड़े प्रमुख जीनों को अपरेगुलेट करके, हेयर फॉलिकल स्टेम कोशिकाओं में एक समन्वित पुनर्योजी अवस्था प्रेरित करता है।
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बाल एक चक्र में बढ़ते हैं, जो सुप्तावस्था और सक्रियता की एक शांत लय है जिसे रोम छिद्रों (फॉलिकल्स) के भीतर छिपे स्टेम कोशिकाओं के एक छोटे से भंडार द्वारा प्रबंधित किया जाता है। ये कोशिकाएं शरीर की मरम्मत करने वाली टीम हैं, जो खोए हुए बालों को बदलने या किसी कट को ठीक करने के लिए जागने में सक्षम हैं, लेकिन वे अक्सर हिलने-डुलने के संकेत मिलने तक सोई रहती हैं। दशकों से, वैज्ञानिक इन कोशिकाओं को अधिक प्रभावी ढंग से जगाने के तरीके खोज रहे हैं, सुरक्षित और सटीक तरीकों की तलाश में हैं। एक उभरता हुआ उपकरण 'कोल्ड एटमॉस्फेरिक प्लाज्मा' है, जो आयनित गैस की एक धारा है जो कमरे के तापमान वाली हवा जैसी महसूस होती है लेकिन इसमें आवेशित कणों और प्रतिक्रियाशील अणुओं का एक जटिल मिश्रण होता है। जब यह प्लाज्मा किसी तरल पदार्थ को छूता है, तो यह एक "प्लाज्मा-सक्रिय माध्यम" बनाता है, जो इन प्रतिक्रियाशील प्रजातियों से भरा एक घोल है जो कोशिकाओं को जलाए बिना उनसे संवाद कर सकता है। शोधकर्ता यह सवाल पूछ रहे थे कि क्या यह तरल विशेष रूप रूप से हेयर फॉलिकल स्टेम कोशिकाओं को जगा सकता है और उन्हें अपना काम बेहतर ढंग से करने के लिए निर्देशित कर सकता है।
खराज़मी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने चूहों से ली गई हेयर फॉलिकल स्टेम कोशिकाओं पर हीलियम गैस का उपयोग करके बनाए गए इस प्रकार के विशिष्ट प्लाज्मा-सक्रिय तरल का परीक्षण करके इसका उत्तर देने का प्रयास किया। वे यह देखना चाहते थे कि क्या यह उपचार कोशिकाओं के ऊर्जा स्तर, उनकी गति करने की क्षमता और पुनरुद्धार के लिए उनके आनुवंशिक निर्देशों में सुधार कर सकता है। वैज्ञानिकों ने चूहों के व्हिस्कर पैड्स (मूंछों वाले हिस्से) से इन स्टेम कोशिकाओं को अलग किया, जो इन महत्वपूर्ण कोशिकाओं का घर माना जाता है, और उन्हें एक डिश में उगाया। फिर उन्होंने विभिन्न समय अवधि और विभिन्न विद्युत वोल्टेज पर कोशिकाओं को हीलियम प्लाज्मा-सक्रिय तरल के संपर्क में रखा ताकि एक आदर्श नुस्खा मिल सके। वे एक संतुलन की तलाश में थे: बहुत अधिक प्लाज्मा कोशिकाओं को नुकसान पहुँचा सकता था, लेकिन सही मात्रा मरम्मत की प्रक्रिया शुरू करने के लिए एक कोमल धक्के (नज) के रूप में कार्य कर सकती थी।
परिणामों ने दिखाया कि उपचार ने काम किया, लेकिन केवल बहुत विशिष्ट परिस्थितियों में। जब कोशिकाओं को 14 किलोवोल्ट पर 30 सेकंड के लिए या 12 किलोवोल्ट पर 60 सेकंड के लिए तरल के संपर्क में लाया गया, तो वे काफी अधिक सक्रिय हो गईं। इन उपचारित कोशिकाओं ने अनुपचारित कोशिकाओं की तुलना में अधिक ऊर्जा का उपभोग किया और डिश में बहुत तेजी से आगे बढ़ीं, जिससे 48 घंटे की एक निश्चित अवधि के बाद सेल लेयर में एक कृत्रिम घाव काफी हद तक भर गया। यह गति महत्वपूर्ण है क्योंकि, वास्तविक चोट में, स्टेम कोशिकाओं को मरम्मत शुरू करने के लिए क्षतिग्रस्त स्थल की ओर यात्रा करनी पड़ती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि 12 किलोवोल्ट, 60 सेकंड की खुराक वाले उपचारित कोशिकाओं ने 92.4% की उच्चतम घाव भरने की दर दिखाई, जबकि 14 किलोवोल्ट, 30 सेकंड की खुराक के लिए यह 82.6% थी, और दोनों ही नियंत्रण समूह (कंट्रोल ग्रुप) के 59.8% से काफी बेहतर थे।
कोशिकाओं के भीतर क्या हो रहा था, इसकी गहराई से जांच करते हुए, टीम ने उन जीन को देखा जो कोशिकाओं के व्यवहार को नियंत्रित करते हैं। उन्होंने पाया कि उपचार ने न केवल कोशिकाओं को तेजी से चलना सिखाया; बल्कि इसने पुनरुद्धार के लिए तैयार होने हेतु उनके आंतरिक निर्देशों को फिर से व्यवस्थित (रीवायर) कर दिया। कोशिकाओं ने उन जीनों की आवाज़ को तेज कर दिया जो सुप्त अवस्था से जागने के लिए जिम्मेदार हैं, उन जीनों को जो उन्हें घाव की ओर प्रवास करने में मदद करते हैं, और उन जीनों को जो उन्हें अपना आकार बदलने और नए वातावरण के अनुकूल होने की अनुमति देते हैं। विशेष रूप से, उपचार ने CXCR4 नामक एक जीन में भारी वृद्धि की, जो कोशिकाओं को मरम्मत स्थलों की ओर मार्गदर्शन करने वाले दिशा-सूचक (कंपास) के रूप में कार्य करता है, और उन जीनों को बढ़ावा दिया जो बालों के विकास चक्र को नियंत्रित करते हैं। साथ ही, कोशिकाओं ने उन जीनों का उत्पादन बढ़ाया जो उन्हें विभिन्न सेल अवस्थाओं के बीच स्विच करने की अनुमति देते हैं, जो ऊतक मरम्मत के लिए आवश्यक लचीलापन है।
अध्ययन सुझाव देता है कि यह हीलियम-आधारित तरल एक समन्वित संकेत के रूप में कार्य करता है, जो स्टेम कोशिकाओं को जागने, चलने के लिए तैयार होने और ऊतक के पुनर्निर्माण के लिए पर्याप्त लचीला बनने का निर्देश देता है। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि यह प्रभाव उपयोग की गई सेटिंग्स पर अत्यधिक निर्भर है; वोल्टेज और समय के अन्य संयोजन या तो कुछ नहीं करते थे या वास्तव में कोशिकाओं की गति को धीमा कर देते थे, जो इस बात को रेखांकित करता है कि लाभ के लिए खुराक सटीक होनी चाहिए। हालांकि यह अध्ययन प्रयोगशाला की डिश में किया गया था और इसमें जीवित जानवरों पर बालों के विकास का परीक्षण नहीं किया गया था, फिर भी ये निष्कर्ष इस बात की मजबूत नींव प्रदान करते हैं कि कैसे प्लाज्मा मेडिसिन का उपयोग भविष्य में बालों के झड़ने के इलाज या घाव भरने की गति बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। यह कार्य एक ऐसे भविष्य की ओर संकेत करता है जहाँ प्लाज्मा-सक्रिय तरल का एक सरल, गैर-आक्रामक स्प्रे शरीर की अपनी स्टेम कोशिकाओं को अपना काम अधिक प्रभावी ढंग से करने में मदद कर सकता है, जिससे एक सुप्त मरम्मत दल को पुनरुद्धार के लिए एक सक्रिय शक्ति में बदला जा सके।
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