உறைந்த சிறுநீரகங்களுக்கு மீண்டும் உயிர்! (Nanowarming மைல்கல்)

உலகெங்கிலும் உள்ள மருத்துவமனைகளில் உறுப்பு மாற்று அறுவை சிகிச்சைக்காகக் காத்திருக்கும் லட்சக்கணக்கான நோயாளிகளின் மிகப்பெரிய எதிரி ‘நேரம்’ மட்டுமே ஆகும். மனித உடலில் இருந்து எடுக்கப்படும் ஒரு சிறுநீரகம் அதிகபட்சமாக 24 முதல் 36 மணி நேரத்திற்குள் மற்றொரு மனிதரின் உடலுக்குள் பொருத்தப்பட வேண்டும்; இல்லையேல் உயிரணுக்கள் சிதைந்து அந்த உறுப்பு முற்றிலும் பயனற்றதாகிவிடும். இந்த கடுமையான நேர வரம்பின் காரணமாக, ஒவ்வொரு ஆண்டும் உலகளவில் தானமாக வழங்கப்படும் பல்லாயிரக்கணக்கான ஆரோக்கியமான சிறுநீரகங்கள் தொலைதூர நோயாளிகளுக்கு உரிய நேரத்தில் கொண்டு செல்ல முடியாமல் வீணடிக்கப்பட்டு வருகின்றன. இந்த மாபெரும் மருத்துவச் சவாலுக்கு ஒரு வரலாற்றுப் புரட்சிகர தீர்வாக, மைனஸ் 150 டிகிரி செல்சியஸில் (-150°C) ஒரு முழு வருடம் ஆழமாக உறைய வைக்கப்பட்ட பன்றி சிறுநீரகங்களை, காந்த நுண்துகள்கள் (Iron Oxide Magnetic Nanoparticles) மூலம் சில நிமிடங்களிலேயே வெற்றிகரமாக சூடேற்றி, மீண்டும் இயல்பு நிலைக்குக் கொண்டு வந்து விஞ்ஞானிகள் உலக சாதனை படைத்துள்ளனர் ^[1], ^[2].

அமெரிக்காவின் மினசோட்டா பல்கலைக்கழக (University of Minnesota) பயோ-பொறியியல் மற்றும் மருத்துவ ஆய்வாளர்கள் குழு மேற்கொண்ட இந்த ஆய்வு, ‘நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ்’ (Nature Communications) ஆய்விதழில் அதிகாரப்பூர்வமாக வெளியிடப்பட்டுள்ளது. உறைய வைக்கப்பட்ட சிறுநீரகங்களை சூடேற்றிப் பொருத்திய பிறகு, பன்றிகளின் உடலில் அவை முழு இரத்த ஓட்டத்தைப் பெற்று, நச்சுக்களை வடிகட்டி இயல்பாகச் சிறுநீரை உற்பத்தி செய்ததை ஆய்வாளர்கள் உறுதிப்படுத்தியுள்ளனர் ^[1], ^[3].

உறுப்புகளை உறைய வைப்பதில் இருந்த 40 ஆண்டுகால அறிவியல் முட்டுக்கட்டை (The 40-Year Cryopreservation Challenge)

மனித விந்தணுக்கள், கருமுட்டைகள் அல்லது நுண்ணிய செல் அடுக்குகளை பல ஆண்டுகளாக திரவ நைட்ரஜனில் உறைய வைத்து மீண்டும் பயன்படுத்துவதை நாம் அறிவோம். ஆனால் சிறுநீரகம், இதயம், கல்லீரல் போன்ற ஒரு முழுமையான உறுப்பை உறைய வைப்பது முற்றிலும் மாறுபட்டது. ஒரு உறுப்பை மைனஸ் வெப்பநிலைக்குக் கொண்டு செல்லும்போது, செல்களுக்குள் இருக்கும் நீர் மூலக்கூறுகள் கூர்மையான பனிக்கட்டி படிகங்களாக (Ice Crystals) மாறுகின்றன. இந்த பனிப் படிகங்கள் மெல்லிய இரத்தக் குழாய்களையும் உயிரணு சவ்வுகளையும் கத்தரிக்கோல் போல கிழித்து எறிந்துவிடும். இதனால் உறுப்பு சிதைந்து விடுகிறது ^[2], ^[4].

இதனைத் தவிர்க்க விஞ்ஞானிகள் ‘விட்ரிஃபிகேஷன்’ (Vitrification) என்ற முறையைப் பயன்படுத்துகின்றனர். அதாவது அதிக அடர்த்தி கொண்ட பாதுகாப்பு ரசாயனங்களைச் செலுத்தி, பனிக்கட்டி படிகங்கள் உருவாகாமல் ஒரு கண்ணாடி போன்ற திரவ நிலைக்கு உறுப்பை மாற்றி -150°C-க்கு உறைய வைப்பார்கள். ஆனால் உண்மையான சவால் உறுப்பை மீண்டும் சூடாக்கும்போதுதான் தொடங்குகிறது. வழக்கமான சூடான நீர்த் தொட்டிகளில் உறுப்பை வைத்தால், வெளிப்புறத் தோல் பகுதிகள் முதலில் சூடாகும்; உட்புறப் பகுதிகள் தொடர்ந்து உறைந்தே இருக்கும். இந்த சீரற்ற வெப்ப விநியோகத்தால் (Thermal Stress) உறுப்பில் விரிசல்கள் விழுந்து நொறுங்கிவிடும் ^[1], ^[5].

காந்த நானோ துகள்கள் எவ்வாறு உறுப்பைக் காப்பாற்றுகின்றன? (How Magnetic Nanowarming Works)

மினசோட்டா பல்கலைக்கழக ஆய்வாளர்கள் இந்தச் சிக்கலைத் தீர்க்க ஒரு புத்திசாலித்தனமான நானோ தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தினர். அவர்கள் சிலிக்கா பூசப்பட்ட இரும்பு ஆக்ஸைடு (Iron Oxide) காந்த நுண்துகள்களைக் கொண்ட பாதுகாப்புக் கரைசலை சிறுநீரகத்தின் நுண் இரத்தக் குழாய்கள் வழியாகச் செலுத்தினர். இந்த நானோ துகள்கள் சிறுநீரகத்தின் ஒவ்வொரு மூலை முடுக்கிலும் உள்ள செல்களுக்கு அருகில் சென்று பரவின. பின்னர் அந்த உறைந்த சிறுநீரகம் ஒரு சக்திவாய்ந்த ரேடியோ அதிர்வெண் மின்காந்த சுருளுக்குள் (Radiofrequency Coil) வைக்கப்பட்டது ^[3], ^[6].

மின்காந்த அலைகள் பாயத் தொடங்கியதும், சிறுநீரகத்தின் உட்புறம் உள்ள கோடிக்கணக்கான காந்தத் துகள்கள் உடனடியாக எதிர்வினை புரிந்து ஒரு நொடிக்கு பல லட்சம் முறை தங்களின் துருவங்களை மாற்றிக் கொண்டன. இதன் விளைவாக, சிறுநீரகத்தின் உட்புறமும் வெளிப்புறமும் மிகத் துல்லியமாக ஒரே நேரத்தில், நொடிக்கு பல டிகிரி செல்சியஸ் வேகத்தில் சூடேறியது. வெறும் 100 வினாடிகளுக்குள் முழு சிறுநீரகமும் விரிசல்கள் ஏதுமின்றி இயல்பான உடல் வெப்பநிலைக்குத் திரும்பியது ^[1], ^[4].

உடலின் உள்ளுறுப்பு வளர்சிதை மாற்றம் மற்றும் மருத்துவப் பாதுகாப்பு குறித்த எமது முந்தைய கொழுப்பு கல்லீரல் நோய் தீர்வுகள் மற்றும் இன்சுலின் எதிர்ப்பு நிலை வழிகாட்டி கட்டுரைகளைப் போல, உறுப்பு மாற்று அறுவை சிகிச்சையிலும் இந்த நானோ-சூடேற்றப் புரட்சி ஒரு புதிய அத்தியாயத்தைத் தொடங்கியுள்ளது.

நானோ-சூடாக்கல் செயல்முறையின் முக்கிய படிநிலைகள் (Nanowarming Step-by-Step Mechanism)

உறுப்பு மாற்று அறுவை சிகிச்சையில் ஏற்படப்போகும் மாபெரும் புரட்சி (Global Medical Impact)

இந்த ஆய்வின் வெற்றி, உலகளாவிய உறுப்பு மாற்று மருத்துவத்தின் இலக்கணத்தையே மாற்றியமைக்கும் திறன் கொண்டது. தற்போது ஒரு மனிதர் மூளைச்சாவு அடையும்போது, அவரது உறுப்புகளை உடனடியாகப் பொருத்தக்கூடிய நோயாளி சில நூறு கிலோமீட்டர் சுற்றளவுக்குள் இருக்க வேண்டும். இல்லையேல் விமானப் போக்குவரத்து தாமதம் காரணமாக அந்த உறுப்பு வீணாகிவிடும். ஆனால் நானோ வார்மிங் முறை வணிகமயமாக்கப்பட்டால், தானமாகப் பெறப்படும் சிறுநீரகங்கள், கல்லீரல்கள் மற்றும் இதயங்களை “உறுப்பு வங்கிகளில்” (Organ Banks) பல மாதங்கள் பாதுகாப்பாகச் சேமித்து வைக்க முடியும் ^[2], ^[5].

இதனால் அவசர அவசரமாகப் பொருத்தமற்ற நோயாளிகளுக்கு உறுப்புகளைப் பொருத்துவது தவிர்க்கப்படும். ஒரு நோயாளியின் திசுப் பொருத்தம் (HLA Tissue Typing) மற்றும் நோய் எதிர்ப்புச் சமநிலைக்கு 100% துல்லியமாகப் பொருந்தக்கூடிய உறைந்த உறுப்பை வங்கியிலிருந்து எடுத்துப் பொருத்த முடியும். இது உறுப்பு நிராகரிப்பு (Organ Rejection) ஆபத்தை பெருமளவில் குறைக்கும் ^[3], ^[6].

அறிவியல் சொற்களஞ்சியம் (Glossary of Scientific Terms)

ஆய்வு மேற்கோள்கள் மற்றும் தரவு ஆதாரங்கள் (Primary Sources & References)