సూదిమందుతో కాలేయాల సృష్టి

శాస్త్రవేత్తలు వైద్య రంగంలో ఒక అద్భుతమైన ఆవిష్కరణకు తెర తీశారు. దెబ్బతిన్న కాలేయాన్ని పూర్తిగా తీసివేసి మార్పిడి చేయాల్సిన అవసరం లేకుండా, శరీరంలోకి సూదిమందులా పంపే సూక్ష్మ కాలేయ కణాలను రక్తప్రసరణతో అనుసంధానించి కొత్త ‘కాలేయ సమూహాలను’ నిర్మించే సాంకేతికతను వారు పరీక్షించి చూశారు. ఎలుకలలో నెలల తరబడి విజయవంతంగా పనిచేసిన ఈ ప్రయోగం, కాలేయ వ్యాధులతో బాధపడే లక్షలాది మందికి ఒక కొత్త ఆశను కల్పిస్తోంది.

భవిష్యత్తులో ఒకానొక రోజు!
ఐసీయూ మానిటర్ల సన్నని అలారం శబ్దాల మధ్య డాక్టర్‌ తన చేతిలోని సిరంజి వైపు చూశాడు. అందులో ఉన్నది కేవలం ఒక ద్రవం కాదు, మానవ వైద్యచరిత్రలోనే ఒక సంచలనం! మాసాచుసెట్స్‌ ఇన్‌స్టిట్యూట్‌ ఆఫ్‌ టెక్నాలజీ (మిట్‌) ల్యాబ్‌లో రూపుదిద్దుకున్న ‘సూక్ష్మ కాలేయ’  కణాలు ఆయన చేతిలోని ఇంజెక్షన్‌ రూపంలో రోగి రక్తనాళాల్లోకి ప్రవేశించడానికి సిద్ధంగా ఉన్నాయి. కాలేయం పూర్తిగా విఫలమై, ప్రాణాలతో బయటపడటానికి కొద్ది గంటలే మిగిలి ఉన్న రోగి దేహంలోకి ఆ కణాలు వెళ్లగానే, ఒక అద్భుతం జరగడం ప్రారంభమైంది. ఆ సూక్ష్మ కాలేయ కణాలు (మినీ లివర్‌లు) శరీరం లోపలే చిన్న చిన్న మైక్రో గోళాలుగా విస్తరిస్తూ, రక్తప్రసరణతో కలిసిపోయి, కొత్త కాలేయ జీవాన్ని నిర్మించడం మొదలుపెట్టాయి.  

వర్తమానంలో ఈరోజు 
అమెరికాలో దీర్ఘకాలిక కాలేయ వ్యాధితో బాధపడుతున్న 10,000 కంటే ఎక్కువ మంది ప్రస్తుతం కాలేయ మార్పిడి కోసం ఎదురు చూస్తూ ఉన్నారు. (ఇండియాలో 25 నుంచి 50 వేల మంది). అయితే, దాతల నుంచి కాలేయాల లభ్యత.. డిమాండ్‌ కంటే చాలా తక్కువగా ఉంది. కాలేయం విఫలమైన కొందరు రోగులు ఈ శస్త్రచికిత్సను తట్టుకునేంత ఆరోగ్యంగా లేకపోవడం వల్ల కూడా అవయవ మార్పిడి చేయించుకోలేకపోతున్నారు.

దీనికి ప్రత్యామ్నాయంగా, పరిష్కారంగా ‘మిట్‌’ వైద్య పరిశోధకులు ఒక చికిత్స విధానాన్ని అభివృద్ధి చేస్తున్నారు. దెబ్బతిన్న కాలేయం చేసే కొన్ని పనులను నిర్వహించడానికి ఇంజెక్ట్‌ చేసే సూక్ష్మ కాలేయాలను రూపొందిస్తున్నారు!

ఎలుకలపై జరిపిన ఒక కొత్త అధ్యయనంలో, శరీరంలోకి ఇంజెక్ట్‌ చేసిన కాలేయ కణాలు కనీసం రెండు నెలల పాటు సజీవంగా ఉన్నాయని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. ఆ సమయంలో, సాధారణంగా కాలేయం తయారుచేసే అనేక ఎంజైమ్‌లు, ప్రొటీన్‌లను ఈ కణాలు ఉత్పత్తి చేస్తూనే ఉండటం విశేషం.

‘‘ఈ సూక్ష్మ కాలేయాలను మేము ‘శాటిలైట్‌ కాలేయాలు’గా పిలుస్తున్నాం. వ్యాధిగ్రస్థమైన అవయవాన్ని ఉన్నది ఉన్నట్లుగానే ఉంచి, ఈ కణాలను శరీరంలోకి పంపగలిగితే, అది కాలేయానికి అదనపు బలాన్ని అందిస్తుంది’’ అని మిట్‌కి చెందిన ‘హెల్త్‌ సైన్సెస్‌ అండ్‌ టెక్నాలజీ’ విభాగం ప్రొఫెసర్‌ సంగీతా భాటియా అంటున్నారు. ప్రసిద్ధ ‘సెల్‌ బయోమెటీరియల్స్‌’ పత్రికలో ప్రచురితమైన ఈ అధ్యయనానికి భాటియా సీనియర్‌ రచయిత కాగా, మిట్‌ పోస్ట్‌డాక్టొరల్‌ రిసెర్చర్‌ వర్ధమాన్‌ కుమార్‌ ప్రధాన సిద్ధాంత కర్తగా వ్యవహరించారు.

అత్యవసర విధుల పునరుద్ధరణ
మానవ శరీరంలో కాలేయం దాదాపు 500 అత్యవసర విధులను నిర్వహిస్తుంది. ఇతర పనులతో పాటు, ఇది రక్తం గడ్డకట్టడాన్ని నియంత్రించడంలో, రక్తప్రవాహం నుండి బాక్టీరియాను తొలగించడంలో, మందులను ప్రాసెస్‌ చేయడంలో సహాయపడుతుంది. వీటిలో ఎక్కవభాగం పనులను ‘హెపటోసైట్స్‌’ అని పిలిచే ప్రత్యేక కాలేయ కణాలు నిర్వహిస్తాయి. 

ఈ హెపటోసైట్‌ కణాల పనితీరును.. రోగులకు సర్జరీ ద్వారా కాలేయ మార్పిడి చేయాల్సిన అవసరం లేకుండా ఎలా పునరుద్ధరించాలో దశాబ్దానికి పైగా భాటియా పరిశోధనా బృందం పరిశోధిస్తోంది. ఇందులో ఒక విధానం ఏమిటంటే హెపటోసైట్‌లను ‘హైడ్రోజెల్‌’ వంటి బయోమెటీరియల్‌ లోపల పొందుపరచటం. ఈ జెల్స్‌ను శరీరంలో ఉంచడానికి కూడా శస్త్రచికిత్స అవసరమవుతుంది. అయితే హెపటోసైట్‌లను నేరుగా శరీరంలోకి ఇంజెక్ట్‌ చేయడం వల్ల ఆ శస్త్రచికిత్స అవసరాన్ని పూర్తిగా తొలగించవచ్చు. ఈ కొత్త అధ్యయనం కోసం, మిట్‌ బృందం ఒక కృత్రిమ వాతావరణాన్ని సృష్టించటం ద్వారా ఈ పద్ధతిని మరింత ప్రభావవంతంగా మార్చడానికి ప్రయత్నించింది. ఇది శరీరంలోకి పంపిన కణాలు సజీవంగా ఉండటానికి సహాయపడటమే కాకుండా, ఎటువంటి కోత, లేదా శస్త్రచికిత్సలు లేకుండానే ఆ కణజాలం ఆరోగ్యాన్ని పర్యవేక్షించడానికి పరిశోధకులకు వీలు కల్పిస్తుంది.

ద్రవం... ఘనంగా మారుతుంది!
పరిశోధకులు మొదట కాలేయ కణాలు, చిన్న హైడ్రోజెల్‌ సూక్ష్మగోళాల మిశ్రమంతో ఒక ఇంజెక్షన్‌ను రూపొందించారు. ఈ మైక్రో గోళాలు కణాలను ఒకదానికొకటి దగ్గరగా ఉంచడమే కాకుండా, సమీపంలోని రక్తనాళాలతో సంబంధం ఏర్పరచుకోవడానికి సహాయపడతాయి. మైక్రో గోళాలు దట్టంగా అమరిపోయినప్పుడు, అవి ద్రవ రూపంలా ప్రవర్తించే గుణాన్ని పొందుతాయి. దీనివల్ల మిశ్రమాన్ని సిరంజి ద్వారా సులభంగా లోపలికి పంపవచ్చు. శరీరంలోకి ప్రవేశించిన తర్వాత, ఆ పదార్థం తిరిగి తన ఘన రూపాన్ని పొందుతుంది.

గతంలో ఈ వైద్య పరిశోధకుల బృందం గాయాలను మాన్పడానికి ఈ హైడ్రోజెల్‌ మైక్రో గోళాలను ఉపయోగించారు. ఇవి పదార్థం గుండా కణాలు కదిలేందుకు, కొత్త కణజాలాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన ఖాళీలను కలిగి ఉంటాయి. ఇంజెక్షన్‌ ఇచ్చాక హెపటోసైట్‌లు స్థిరమైన కణజాలంగా రూపాంతరం చెందేలా మిట్‌ పరిశోధకులు ఈ విధానాన్ని మలచుకున్నారు.

‘‘కణాల మార్పిడికి అనువైన ఒక కృత్రిమ వాతావరణాన్ని సృష్టించటానికి మేము ఈ సాంకేతికతను ఉపయోగించాం. ఈ గోళాలు లేకుండా కణాలను శరీరంలోకి ఇంజెక్ట్‌ చేస్తే, అవి మన శరీరంతో సరిగ్గా కలిసిపోలేవు. అయితే ఈ సూక్ష్మగోళాలు.. హెపటోసైట్‌లు ఒకే చోట స్థిరంగా ఉండటానికి, శరీర రక్తప్రసరణతో చాలా వేగంగా అనుసంధానమవడానికి సహాయపడతాయి’’ అని డాక్టర్‌ వర్ధమాన్‌ వివరించారు.

ఇంజెక్షన్‌ మిశ్రమంలో ‘ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌’ కణాలు కూడా ఉంటాయి. ఇవి హెపటోసైట్‌లు ఎక్కువ కాలం జీవించడానికి సహాయపడే సహాయక కణాలుగా పనిచేస్తూ, కొత్తగా ఏర్పడిన కణజాలంలోకి రక్తనాళాలు వేగంగా పెరిగేలా ప్రోత్సహిస్తాయి. అల్ట్రాసౌండ్‌ పరిశోధన నిపుణురాలు నికోల్‌ హెన్నింగ్‌తో కలిసి ప్రొఫెసర్‌ సంగీతా భాటియా బృందం సిరంజి ద్వారా ఈ మిశ్రమాన్ని శరీరంలోకి పంపే విధానాన్ని అభివృద్ధి చేసింది. ఇంజెక్షన్‌ ఇచ్చిన తర్వాత కూడా అల్ట్రాసౌండ్‌ సహాయంతో ఆ కణజాలం ఎలా ఉందో గమనిస్తూ, అది స్థిరంగా ఉందో లేదో పర్యవేక్షించవచ్చు.

భిన్న భాగాల్లో సూక్ష్మ కాలేయాలు
ఎలుకలపై జరిపిన ప్రయోగాల కోసం పరిశోధకులు సూక్ష్మ కాలేయాలను కడుపులోని కొవ్వు కణజాలంలో ఉంచారు. భవిష్యత్తులో ఈ చికిత్సను ప్లీహం, లేదా మూత్రపిండాల సమీప ప్రాంతాలతో సహా ఇతర భాగాలకు కూడా ప్రవేశపెట్టే అవకాశం ఉంది. ఈ సూక్ష్మ కాలేయ కణాలు తప్పనిసరిగా రోగి కాలేయం పక్కనే ఉండాల్సిన అవసరం లేదు. ఈ కణజాలానికి తగినంత స్థలం, సరిపడా రక్తప్రసరణ లభిస్తే చాలు, వీటితో పాటు లోపలికి పంపిన హెపటోసైట్‌లు అసలు కాలేయం లోపల ఉండే కణాల లాగే పనులను నిర్వహిస్తాయి. ‘‘అధిక శాతం కాలేయ రుగ్మతలలో ఈ కణజాలం కచ్చితంగా కాలేయానికి దగ్గరగానే ఉండాల్సిన అవసరం లేదు’’ అని పరిశోధకులు తెలిపారు.   

కణజాలానికి రక్తనాళాల సహాయం
ఎలుకలపై జరిపిన పరీక్షలలో, పరిశోధకులు ఈ కాలేయ కణాలు, మైక్రో గోళాలను ‘పెరిగొనాడల్‌ అడిపోజ్‌ టిష్యూ’ అని పిలిచే కొవ్వు కణజాలంలోకి ఇంజెక్ట్‌ చేశారు. శరీరంలోకి పంపిన తర్వాత, ఆ కణాలన్నీ కలిసి ఒక స్థిరమైన దట్టమైన నిర్మాణంగా ఏర్పడ్డాయి. క్రమంగా ఈ కణజాలంలోకి రక్తనాళాలు విస్తరించి, అక్కడే అవసరమైన పోషకాలను అందించడం ప్రారంభించాయి.

ఇది లోపలికి పంపిన హెపటోసైట్‌లు సజీవంగా ఉండటానికి సరిగ్గా పనిచేయడానికి సహాయపడింది. ‘‘హెపటోసైట్‌ల పక్కనే కొత్త రక్తనాళాలు ఏర్పడ్డాయి, అందుకే అవి ప్రాణాలతో ఉండగలిగాయి. వాటికి కావలసిన పోషకాలు నేరుగా అందడం వల్ల, అవి చేయాల్సిన పనులను సమర్థంగా చేస్తూ, మేము ఆశించిన ప్రోటీన్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలిగాయి’’ అని పరిశోధన బృందం వెల్లడించింది. 

ఈ అధ్యయనం జరిగిన ఎనిమిది వారాల పాటు కాలేయ కణాలు సజీవంగా ఉండటమే కాకుండా, ఎలుకల రక్తప్రసరణ వ్యవస్థలోకి ప్రత్యేక ప్రోటీన్‌లను విడుదల చేస్తూనే ఉన్నాయి. ఈ కణాల మన్నికను బట్టి చూస్తే, ఈ విధానాన్ని భవిష్యత్తులో కాలేయ వ్యాధులకు సుదీర్ఘకాలం పనిచేసే చికిత్సగా అభివృద్ధి చేసే అవకాశం ఉందని పరిశోధకులు చెబుతున్నారు.

కాలేయ మార్పిడికి ‘వంతెన’
ఈ సూక్ష్మ కాలేయాల సాంకేతికత వల్ల పలు రకాల ప్రయోజనాలు ఉంటాయని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు. కొందరు రోగులకు ఈ ఇంజెక్షన్‌ కాలేయ కణజాలాలు సర్జరీకి సరైన ప్రత్యామ్నాయంగా మారవచ్చు. మరికొందరికి, దాతల నుండి అవయవం లభించే వరకు తాత్కాలికంగా కాలేయ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఇవి ఉపయోగపడవచ్చు. ‘‘ఈ సాంకేతికత.. సర్జరీకి ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగపడటమే కాకుండా, అవయవ మార్పిడి జరిగేంత వరకు ఒక వంతెనలా సహాయపడుతుంది. ఒకవేళ రోగికి మరిన్ని కణజాలాలు లేదా అదనపు చికిత్స అవసరమైతే, మళ్లీ సర్జరీ చేయాల్సిన అవసరం లేకుండా ఈ ఇంజెక్షన్‌ సాంకేతికత ద్వారా సులభంగా అందించవచ్చు’’ అని పరిశోధకులు చెబుతున్నారు. 

ప్రస్తుత విధానంలో, శరీరంలోకి ప్రవేశపెట్టిన కణాలపై రోగనిరోధక వ్యవస్థ దాడి చేయకుండా ఉండటానికి రోగులు ఇమ్యూనోసప్రెసివ్‌  మందులను వాడాల్సి రావచ్చు. అందుకే రోగనిరోధక వ్యవస్థ కంటపడకుండా తప్పించుకోగల ‘స్టెల్తీ’ హెపటోసైట్‌లను అభివృద్ధి చేయడంపై ఈ బృందం ప్రస్తుతం పరిశోధనలు చేస్తోంది. అలాగే, మైక్రో గోళాల ద్వారానే ఈ మందులను కణజాలం చుట్టూ విడుదల చేసే మరొక మార్గాన్ని కూడా పరిశీలిస్తున్నారు.

కాలేయ మార్పిడి కోసం నిరీక్షిస్తూ జీవన్మరణాల మధ్య కొట్టుమిట్టాడుతున్న లక్షలాది మందికి ఈ ప్రయోగం ఒక ఆశాకిరణం. శరీరం లోపలే స్వయంగా రూపుదిద్దుకునే ఈ ‘శాటిలైట్‌ కాలేయాలు’ వైద్య రంగంలో ఒక కొత్త విప్లవానికి నాంది అనే చెప్పాలి అయితే, ఈ సాంకేతికత మానవాళికి వరం మాత్రమే అవుతుందా? లేక ప్రకృతి నియమాలను దాటి మనం వేస్తున్న ఈ ముందడుగు మరేదైనా అనూహ్య పరిణామానికి దారితీస్తుందా? కాలేయమే నిర్ణయించాలి. అదేనండీ.. కాలమే నిర్ణయించాలి!
 

సూక్ష్మ కాలేయాలు
సూక్ష్మగోళాలు (ఆకుపచ్చ), హెపటోసైట్లు (మెజెంటా), సహాయక ఫైబ్రోబ్లాస్ట్‌లు (నారింజ రంగు) కాలక్రమేణా కలిసికట్టుగా అమరిపోయి  కృత్రిమ కాలేయ కణజాలాలుగా మారతాయి. ల్యాబ్‌లో పెంచిన ఈ కణజాలాల మొదటి రోజు (ఎడమవైపు), పద్నాలుగో రోజు (కుడివైపు) మధ్య తేడాను చిత్రంలో స్పష్టంగా చూడవచ్చు.    - సాక్షి స్పెషల్‌ డెస్క్‌