স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটি ল্যাবরেটরির হোমপেজে মিশন স্টেটমেন্ট সার্জিউ পাশকা একবারে সহজ এবং দর্শনীয়ভাবে উচ্চাভিলাষী। তার গ্রুপ "মানুষের স্নায়ুতন্ত্রের সমাবেশের অন্তর্নিহিত আণবিক এবং সেলুলার পদক্ষেপগুলি এবং স্নায়বিক এবং মানসিক রোগের দিকে পরিচালিত আণবিক প্রক্রিয়াগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে এমন নিয়মগুলি বোঝার চেষ্টা করে।"
এই লক্ষ্যে পাশকার নির্বাচিত রুট স্টেম সেল প্রযুক্তির একটি উন্নত রূপ ব্যবহার করে। প্রথমত, তিনি বহুমুখী স্টেম কোষে পরিণত হওয়ার জন্য অটিস্টিক মানুষ এবং সিজোফ্রেনিয়ার মতো রোগে আক্রান্ত রোগীদের ত্বকের কোষগুলিকে জিনগতভাবে পুনরায় প্রোগ্রাম করেন; তারপরে তিনি কোষগুলিকে একটি পরীক্ষাগারের থালায় স্নায়বিক টিস্যু হিসাবে আরও সংজ্ঞায়িত অবস্থায় স্থির হতে প্ররোচিত করেন। এই কোষগুলি কীভাবে কাজ করে বা ত্রুটিপূর্ণ তা পর্যবেক্ষণ করে, স্ট্যানফোর্ডের মনোচিকিৎসা এবং আচরণগত বিজ্ঞানের অধ্যাপক এবং উ সাই নিউরোসায়েন্সেস ইনস্টিটিউটের একজন পরিচালক প্যাকা, স্নায়বিক অবস্থার লোকদের মস্তিষ্ককে কী আলাদা করে তোলে সে সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি অর্জন করেন।
এই মডেল সিস্টেমগুলিকে জীবনের জন্য সত্য করে তোলার জন্য, তিনি আপাতদৃষ্টিতে চমত্কার বৈজ্ঞানিক উদ্ভাবন করেছেন। তার পালো আল্টো পরীক্ষাগারে, পাকা ক্ষুদ্রাকৃতির গোলাকার টিস্যু বা অর্গানয়েড তৈরি করেছেন যা মানুষের মস্তিষ্কের বিভিন্ন অঞ্চলের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ। তিনি এবং তার সহকর্মীরা মস্তিষ্ক, মেরুদণ্ডের কর্ড এবং পেশী টিস্যুর অর্গানয়েডগুলিকে "অ্যাসেম্বলয়েডস"-এর সাথে সংযুক্ত করেছেন যা আদেশে মোচড় দিতে পারে।
এবং ভিতরে নতুন কাজ আজকে মাত্র ঘোষণা করা হয়েছে, Paska'র দল দেখিয়েছে যে একটি অল্প বয়স্ক ইঁদুরের বিকাশমান মস্তিষ্কে প্রবর্তিত মানব অর্গানয়েড স্বতঃস্ফূর্তভাবে ছড়িয়ে পড়তে পারে এবং প্রাণীর নিউরাল সার্কিট্রিতে নিজেদেরকে একীভূত করতে পারে - এর ফলে মানব মস্তিষ্কের গবেষণা মডেলগুলির দিকে পথ নির্দেশ করে যা আরও বেশি। প্রাণবন্ত অথচ ব্যবহারিক এবং কাজ করার জন্য নৈতিক।
যখন নিউইয়র্কের Vilcek ফাউন্ডেশন পাকাকে তাদের 2018 সালের বায়োমেডিকেল সায়েন্সে সৃজনশীল প্রতিশ্রুতির জন্য পুরস্কার প্রদান করে, তখন তারা তা করেছিল কারণ তার "প্রচেষ্টা রোগীদের থেকে প্রাপ্ত মস্তিষ্কের সংস্কৃতির ভান্ডারের দিকে পরিচালিত করে যা আজকের গবেষকদের কাছে উপলব্ধ মস্তিষ্কের বিকাশের সবচেয়ে বাস্তবসম্মত মকআপগুলির মধ্যে একটি। "
তার পোস্টডক্টরাল উপদেষ্টার মতে, রিকার্ডো ডলমেচ, জিন থেরাপি কোম্পানী ইউনিকিউরে গবেষণা ও উন্নয়নের সভাপতি: "সেরগিউর কাজ এই সম্ভাবনাকে উত্থাপন করে যে একদিন আমরা রোগে আক্রান্ত ব্যক্তিদের মধ্যে হারিয়ে যাওয়া মস্তিষ্কের কোষগুলিকে প্রতিস্থাপন করতে সক্ষম হব বা স্নায়বিক বা মানসিক রোগের পরীক্ষাগার মডেল তৈরি করতে পারব যা আমরা ব্যবহার করতে পারি। ওষুধ তৈরি করুন।"
আমরা এই গত গ্রীষ্মে জুম এবং টেলিফোনের মাধ্যমে পাশকার সাথে কথা বলেছি। সাক্ষাত্কারগুলি সংক্ষিপ্ত এবং স্পষ্টতার জন্য সম্পাদনা করা হয়েছে।
আপনি কি সবসময় বৈজ্ঞানিক গবেষণা করতে চান?
ছোটবেলা থেকে. হ্যাঁ.
আমি রোমানিয়াতে বড় হয়েছি, ট্রান্সিলভেনিয়ার একটি ছোট শহরে। ছোটবেলায় আমি আমার পরিবারের বাড়ির বেসমেন্টে একটি গবেষণাগার তৈরি করেছি। আমি মাটিতে বিভিন্ন রাসায়নিক যোগ করে এবং তারপর তাদের প্রভাব পরিমাপ করে উদ্ভিদের বৃদ্ধির উন্নতি করার চেষ্টা করব। একবার, আমি একটি তামা-ভিত্তিক অণু যোগ করেছি। এটি আমার গাছপালাগুলির একটিকে 20% বৃদ্ধি করেছে। যে গবেষণা আমাকে আবদ্ধ.
এবং আজ আপনি একটি পরীক্ষাগারে স্নায়ু কোষ বৃদ্ধি. কিভাবে যে সম্পর্কে আসা?
[Laughs।] এটি একটি দীর্ঘ গল্প. আমি Ceauşescu একনায়কত্বের পতনের পরের বছরগুলিতে স্কুলে পড়ি। সেই সময়ে, রোমানিয়া একনায়কতন্ত্রের দীর্ঘমেয়াদী প্রভাবে ভুগছিল—বিচ্ছিন্নতা, অনুন্নয়ন। উচ্চ বিদ্যালয়ের শেষে, আমি রসায়নে একটি জাতীয় প্রতিযোগিতায় পুরস্কার জিতেছি। পুরষ্কারটি রোমানিয়ার যে কোনও বিশ্ববিদ্যালয়ে ভর্তির সাথে এসেছিল। আমি ক্লুজ-নাপোকাতে আইউলিউ হ্যাটিগানু ইউনিভার্সিটি অফ মেডিসিন বেছে নিয়েছি। ধারণা ছিল একজন চিকিৎসক-গবেষক হবেন। আমি তখন ভেবেছিলাম, এবং এখনও অনুভব করি যে বিশ্বের তাদের আরও বেশি প্রয়োজন।
দুর্ভাগ্যবশত, একবার মেডিকেল স্কুলে, আমি আবিষ্কার করেছি যে কিছু সংস্থান ছিল: কোনও অনুদান নেই, ল্যাব কাজের জন্য কোনও বিকারক নেই। কিন্তু আমার একজন খুব নিবেদিতপ্রাণ অধ্যাপক ছিলেন, এবং তিনি জার্মানি থেকে একটি ছোট রিএজেন্ট কিট অর্ডার করতে তার নিজের অর্থের 200 ইউরো ব্যবহার করেছিলেন - সেই সময়ে একটি ভাগ্য। আমরা তারপর এক বছরের জন্য পরিকল্পনা করেছি কিভাবে এটিকে সবচেয়ে ভালো ব্যবহার করা যায়।
এবং এইভাবে মস্তিষ্কের ব্যাধি অধ্যয়ন করা আমার জন্য প্রথম এসেছিল। আমি কার্ডিওভাসকুলার রোগে আক্রান্ত রোগীদের রক্তে বিপাক পরীক্ষা করার জন্য সেই রিএজেন্ট কিটটি ব্যবহার করার কথা বিবেচনা করছিলাম। কিন্তু কিছু শেখার জন্য, আমাকে শত শত, হয়তো হাজার হাজার রোগীর পরীক্ষা করতে হবে। আমাদের 50টি প্রতিক্রিয়ার জন্য পর্যাপ্ত বিকারক ছিল!
একদিন, একটি পরিসংখ্যান ক্লাসে থাকাকালীন, এটি আমাকে আঘাত করেছিল: রোগীদের একটি ছোট দল নিয়ে একটি অধ্যয়ন করার একমাত্র উপায় হল একটি বিরল রোগের দিকে নজর দেওয়া। আমি ভেবেছিলাম: অটিজম।
অটিজম? এটি তেমন বিরল নয় - 50 জনের মধ্যে একজনের এটির কিছু রূপ রয়েছে।
20 বছর আগে আমরা তা জানতাম না।
আমার ধারণা ছিল আমরা অটিজম আক্রান্ত শিশুদের রক্তে অবস্থার স্বাক্ষর খুঁজে পেতে পারি কিনা। অধ্যয়ন করার জন্য, আমার পিতামাতাদের তাদের সন্তানদের অল্প পরিমাণ রক্ত দান করার জন্য বোঝাতে হয়েছিল। তাদের সাথে কথা বলা ছিল হৃদয় বিদারক। এটি পরিবারগুলির মধ্য দিয়ে যাওয়া অপরিসীম যন্ত্রণার প্রতি আমার চোখ খুলেছিল। বাবা-মা অবাক হয়ে বললেন, "কিসের কারণে?"
আমি শুধু বলতে পারি, "কিছুই জানা নেই।"
আরও ভাল উত্তর দিতে সক্ষম হওয়ার জন্য, আমি বুখারেস্টের আন্তর্জাতিক মস্তিষ্ক গবেষণা সংস্থা, আইবিআরও দ্বারা অফার করা একটি কোর্সের জন্য সাইন আপ করেছি। তারা আমেরিকান এবং ব্রিটিশ নিউরোসায়েন্টিস্ট ছিলেন যারা বিচ্ছিন্ন দেশগুলিতে উন্নত মস্তিষ্ক বিজ্ঞান নিয়ে আসার চেষ্টা করেছিলেন। তাদের উপস্থাপনার স্বচ্ছতা এবং তাদের বর্ণনাকৃত স্নায়ুবিজ্ঞানী আবিষ্কারের সৌন্দর্য আমাকে অত্যন্ত উত্তেজিত করেছে।
ক্লাসে, আমি স্ট্যানফোর্ডের নিউরোবায়োলজি প্রোগ্রামের অন্যতম প্রতিষ্ঠাতা জ্যাক ম্যাকমাহানের সাথে পরিচিত হয়েছিলাম। আমরা যোগাযোগে থেকেছি, এবং পরে তিনি আমাকে ক্যালিফোর্নিয়া আসতে সাহায্য করেছেন।
আপনার মেটাবোলাইট অধ্যয়ন কি হয়েছে?
আমরা আবিষ্কার করেছি যে অটিজমে আক্রান্ত কিছু রোগীর এক-কার্বন বিপাকের অস্বাভাবিকতা রয়েছে। এই পথটি, যা ফোলেট এবং বি ভিটামিনের উপর নির্ভরশীল, কিছুটা বিরক্ত হয়েছিল এবং এটি সম্ভবত জেনেটিক এবং পুষ্টির কারণগুলির সংমিশ্রণের সাথে সম্পর্কিত ছিল।
আমি মেডিকেল স্কুল শেষ করার সময়, আমি অটিজমের উপর বেশ কয়েকটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেছি। জ্যাক ম্যাকমাহান সেগুলো পড়ে বললেন, “আপনি স্ট্যানফোর্ডে আসেন না কেন? আমার একজন সহকর্মী তার ল্যাবকে এই দিকে নিয়ে যেতে আগ্রহী।" তিনি ছিলেন রিকার্ডো ডলমেচ, যিনি কয়েক বছর পরে নোভারটিস ইনস্টিটিউটস ফর বায়োমেডিকাল রিসার্চের নিউরোসায়েন্সের গ্লোবাল হেড হয়েছিলেন।
তহবিল পেতে কিছু সময় লেগেছিল, কিন্তু অবশেষে আমি একটি আইবিআরও ফেলোশিপ পেয়েছি এবং পালো অল্টোতে এসেছি।
Dolmetsch পরীক্ষাগারে আপনার নিয়োগ কি ছিল?
মানুষের মস্তিষ্ক সম্পর্কে শেখার জন্য একটি নতুন পদ্ধতি তৈরি করা।
কয়েক বছর আগে, ক্যালিফোর্নিয়া ইউনিভার্সিটি, সান ফ্রান্সিসকো এবং কিয়োটো ইউনিভার্সিটির শিনিয়া ইয়ামানাকা আবিষ্কার করেছিলেন কীভাবে ইঁদুর থেকে ত্বকের কোষ নেওয়া যায় এবং তাদের পুনরায় প্রোগ্রাম করে প্ররোচিত প্লুরিপোটেন্ট স্টেম সেল - আইপিএস কোষে পরিণত করা যায়। স্টেম সেলগুলি স্নায়ুতন্ত্রের বিল্ডিং ব্লক নিউরন সহ সমস্ত ধরণের বিভিন্ন কোষে মিশ্রিত করা যেতে পারে। এর জন্য নোবেল পুরস্কার পেতেন ইয়ামানাকা।
রিকার্ডোর ল্যাবে, আমি মানুষের আইপিএস কোষকে নিউরনে রূপান্তর করার উপায় খুঁজে বের করার পরিকল্পনা করেছি। ধারণাটি ছিল অটিজম আক্রান্ত শিশুদের কাছ থেকে ত্বকের কোষ সংগ্রহ করা, তাদের স্টেম কোষে পরিণত করা এবং তারপর একটি পেট্রি ডিশে নিউরন হওয়ার জন্য তাদের গাইড করা। যদি আমরা সফল হই, তাহলে আমরা সেই বাধাগুলোকে লাফিয়ে ফেলতে আশা করি যা আমাদেরকে মানুষের স্নায়ুতন্ত্রের বিকাশ কিভাবে সম্পূর্ণরূপে বুঝতে বাধা দেয়। এটি অটিজম, মৃগীরোগ এবং সিজোফ্রেনিয়ার মতো নিউরোসাইকিয়াট্রিক অবস্থার জৈবিক ভিত্তি আরও স্পষ্টতার সাথে বোঝার একটি উপায় হবে।
এই বাধা কি?
মূল সমস্যা মানুষের মস্তিষ্কের অসহনীয় দুর্গমতা।
যখন প্লীহা বা লিভারে কিছু ভুল হয়ে যায়, ডাক্তাররা একটি বায়োপসি নেন এবং টিস্যু বিশ্লেষণ করেন। এই অভ্যাস চিকিৎসায় বিপ্লব ঘটিয়েছে। গবেষকরা রোগীদের কোষ নিতে, তাদের একটি থালায় রাখতে, ত্রুটিপূর্ণ প্রক্রিয়া সনাক্ত করতে এবং তাদের পুনরুদ্ধার করতে বিভিন্ন যৌগ প্রয়োগ করতে সক্ষম হয়েছেন। এভাবেই তারা নতুন ওষুধ আবিষ্কার করেছে।
কিন্তু বিরল পরিস্থিতিতে ছাড়া, আমরা সরাসরি মানুষের মস্তিষ্কের টিস্যু অধ্যয়ন করার জন্য জীবিত ব্যক্তির মাথার খুলি দিয়ে ড্রিল করি না। চিকিৎসা ঝুঁকি ছাড়াও, গভীর সাংস্কৃতিক নিষেধাজ্ঞা রয়েছে। আমরা মস্তিষ্ককে "আমাদের" সাথে যুক্ত করার প্রবণতা রাখি, যার সাথে আমরা আছি। মস্তিষ্ককে সরাসরি স্পর্শ করার মাধ্যমে, এই পদ্ধতিগুলিকে "নিজের" সাথে হস্তক্ষেপ হিসাবে দেখা হয়।
মেডিকেল স্কুলে আমার ক্লিনিকাল ঘূর্ণনের কথা চিন্তা করে, আমি অনকোলজি ওয়ার্ডে আমার সহকর্মীদের প্রতি প্রায় ঈর্ষান্বিত বোধ করি। আণবিক জীববিজ্ঞান বিপ্লব, ক্যান্সার টিস্যুগুলির অ্যাক্সেসযোগ্যতার সাথে মিলিত যা তারা আগ্রহী ছিল, এর অর্থ হল যে তাদের পাইপলাইনে নতুন চিকিত্সা রয়েছে। লিউকেমিয়ার সাথে আশ্চর্যজনক জিনিস ঘটছিল, উদাহরণস্বরূপ।
অটিজমের সাথে আমাদের কিছুই ছিল না। আমরা সমস্যা সৃষ্টিকারী প্রক্রিয়াগুলি সনাক্ত করতে পারিনি কারণ আমরা সরাসরি মস্তিষ্কের টিস্যু অধ্যয়ন করতে পারিনি। এবং আমরা যদি পারতাম, তাহলেও আমরা জানতাম না কী খুঁজতে হবে।
আপনি কি ময়নাতদন্ত থেকে প্রাপ্ত মানুষের মস্তিষ্কের টিস্যু অধ্যয়ন করতে পারেননি?
পোস্টমর্টেম মস্তিষ্ক আপনাকে জীবন্ত নিউরনের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ সম্পর্কে খুব কমই বলে। আপনাকে সেই কার্যকলাপ পরিমাপ করতে হবে কারণ মস্তিষ্কের নিউরনগুলি তাই করে: তারা বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিকে আগুন দেয়।
পশুর মডেলের ক্ষেত্রে, মানসিক রোগের অধ্যয়নের ক্ষেত্রে তাদের সীমাবদ্ধতা রয়েছে। মানুষের মস্তিষ্ক ইঁদুর বা এমনকি ম্যাকাকের চেয়েও জটিল। লক্ষ লক্ষ বছরের বিবর্তন আমাদের এই প্রাণীদের থেকে আলাদা করে। আমরা ওষুধের অগণিত উদাহরণ দেখেছি যা ইঁদুরের ক্ষেত্রে অত্যন্ত সফল এবং তারপরে মানুষের মধ্যে ক্লিনিকাল ট্রায়ালে ব্যর্থ হয়েছে।
আমি ভেবেছিলাম আমরা নিজেরাই কিছু জীবন্ত মানুষের মস্তিষ্কের টিস্যু তৈরি করে জিনিসগুলিকে এগিয়ে নিয়ে যেতে পারি।
আপনার ধারণা অবশ্যই বিতর্কিত হয়েছে।
হ্যাঁ. এমন লোক ছিল যারা ভেবেছিল এটি কাজ করবে না। তারা ভেবেছিল যে ত্বকের কোষগুলিকে রূপান্তর করতে, আপনি রোগের প্যাথোফিজিওলজি হারাবেন এবং তারপরে আমরা নতুন কিছু আবিষ্কার করতে সক্ষম হব না।
তবুও আট মাসের মধ্যে, আমরা স্টেম সেল থেকে মানব নিউরনগুলি কাজ করতে পেরেছিলাম যা অটিজমের জেনেটিক ফর্মের রোগীদের ত্বক হিসাবে শুরু হয়েছিল। অণুবীক্ষণ যন্ত্রের নীচে তাদের দিকে তাকালে, আপনি তাদের ক্যালসিয়াম সংকেত স্পার্কিং দেখতে পারেন। আমরা কোথাও পেয়েছিলাম।
কীভাবে একজন নিউরন তৈরি করতে পারে?
সেলুলার রিপ্রোগ্রামিং আমাদের ত্বকের কোষ থেকে স্টেম সেল পেয়েছে। তারপরে আমরা স্টেম সেলগুলিকে অন্য ধরণের কোষগুলির মধ্যে পার্থক্য করার জন্য স্থির করেছি।
স্টেম সেল আলাদা করতে ভালোবাসে। তাদের অন্যান্য কোষের প্রকারে পরিণত করতে হবে। এবং তাদের আসলে প্রায় ডিফল্টভাবে নিউরন হওয়ার উচ্চ সম্ভাবনা রয়েছে। নিউরন তৈরি করার জন্য আপনাকে এত কিছু করতে হবে না, যদিও তাদের গাইড করা সাহায্য করে। আপনি যা করেন তা হল, আপনি স্টেম কোষগুলিকে অণুগুলির সাথে রাখা হয় এমন মাধ্যমটিকে স্পাইক করেন যা রূপান্তরকে উন্নীত করে। কখনও কখনও আপনি কিছু অণুও নিয়ে যান।
আমাদের শীঘ্রই লক্ষ লক্ষ সুন্দর নিউরন ছিল। দুঃসংবাদটি ছিল যে আমাদের নিউরনগুলি একটি একক কোষের স্তরে একটি পেট্রি ডিশের নীচে আটকে গিয়েছিল, যেখানে সংস্কৃতির কয়েক সপ্তাহ পরে, তারা ছেড়ে দেয়। মাসের পর মাস বিকশিত হওয়ার সাথে সাথে মানুষের মস্তিষ্কের কী ঘটে তা যদি আমরা উদ্ঘাটন করতে পারি, তাহলে আমাদের দীর্ঘস্থায়ী নিউরনের প্রয়োজন ছিল।
আমি একটি ধারণা ছিল. আমি একটি ননস্টিক পদার্থ দিয়ে প্রলিপ্ত প্লাস্টিকের ল্যাবরেটরি ডিশের একটি সেট কিনেছিলাম এবং আমরা সেগুলির মধ্যে কোষগুলি বৃদ্ধি করেছি। আশ্চর্যজনকভাবে, গ্যাম্বিট কাজ করেছে! কোষগুলো থালায় লেগে থাকতে পারেনি। পরিবর্তে, তারা তাদের রক্ষণাবেক্ষণের মাধ্যমে চারপাশে ভেসে বেড়াত এবং মটরের আকারের ছোট বলগুলিতে একত্রিত হয়েছিল।
প্রথমে, আমরা কোষের এই ভাসমান দলকে বলতাম স্ফেরোয়েড। পরে তারা অর্গানয়েড নামে পরিচিত হয় - এমন কিছু যা একটি নির্দিষ্ট অঙ্গের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ কিন্তু একটি ছিল না।
এই বলের কোষগুলি আপনার একাকী নিউরন থেকে কীভাবে আলাদা ছিল?
তারা ত্রিমাত্রিক মহাকাশে বেড়ে উঠছিল। তারা চারপাশে সরানো এবং একে অপরের সাথে যোগাযোগ. গুরুত্বপূর্ণভাবে, এগুলি দীর্ঘ সময়ের জন্য একটি থালায় রক্ষণাবেক্ষণ করা যেতে পারে।
সঠিক পরিস্থিতিতে, আমরা 900 দিনের জন্য অর্গানয়েড রাখতে পারি। এবং এটি আমাদের নতুন জিনিস পর্যবেক্ষণ করার অনুমতি দিয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, প্রায় নয় বা 10 মাসে, কোষগুলি প্রসবপূর্ব নিউরনের চেয়ে প্রসব পরবর্তী নিউরনের মতো হয়ে ওঠে। তারা সময় অতিবাহিত করার একটি ধারনা আছে বলে মনে হচ্ছে, এবং তাদের উন্নয়নের জন্য এর অর্থ কী হওয়া উচিত।
আপনার গবেষণার জন্য organoids কতটা দরকারী ছিল?
আমি তাদের সাথে পরিচালিত একটি পরীক্ষা সম্পর্কে আপনাকে বলি।
22q11.2-ডিলিটেশন সিনড্রোম নামে একটি জেনেটিক রোগ রয়েছে যার মধ্যে 22 তম ক্রোমোজোমের একটি অংশ নষ্ট হয়ে যায়। রোগীদের সিজোফ্রেনিয়ার ঝুঁকি 30 গুণ বেড়ে যায়। তারা অটিজম বা অন্যান্য নিউরোসাইকিয়াট্রিক ব্যাধিও বিকাশ করতে পারে। আমরা 15 জন রোগী এবং 15 সুস্থ নিয়ন্ত্রণ নিয়োগ করেছি এবং তাদের দান করা ত্বক থেকে সেরিব্রাল কর্টেক্সের মতো নিউরন তৈরি করতে শুরু করেছি। আমরা দেখেছি যে রোগীদের নিউরনের অস্বাভাবিক বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য ছিল। তারা একে অপরের সাথে সঠিকভাবে যোগাযোগ করতে পারে না।
এখন, সিজোফ্রেনিয়া প্রায়শই অ্যান্টিসাইকোটিক ওষুধ দিয়ে চিকিত্সা করা হয়। আমরা আমাদের রোগীদের কোষ থেকে তৈরি কর্টিকাল অর্গানয়েড সহ একটি থালাতে কিছু ওষুধ রেখেছিলাম এবং আমরা দেখেছি যে অ্যান্টিসাইকোটিক ওষুধগুলি নিউরনের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে সমস্যাটিকে উল্টে দেয়।
এর মানে হল আমাদের কাছে এখন এই ওষুধগুলি একটি থালায় পরীক্ষা করার একটি উপায় ছিল।
আপনি organoids সম্পর্কে কথা বলেছেন. কিন্তু এসেম্বলয়েড কি?
অ্যাসেম্বলয়েড হল একটি নতুন মডেল সিস্টেম যা আমরা ছয় থেকে সাত বছর আগে নিয়ে এসেছি। এগুলি হল ত্রিমাত্রিক সেল কালচার সিস্টেম যা অন্তত দুটি ভিন্ন ধরনের অর্গানয়েড থেকে বা অন্য কিছু বিশেষায়িত কোষের ধরনের সঙ্গে অর্গানয়েডকে একত্রিত করে তৈরি করা হয়। তাদের একত্রিত করে, আমরা তাদের ঘনিষ্ঠ মিথস্ক্রিয়া থেকে উদ্ভূত নতুন কোষের বৈশিষ্ট্য দেখতে পারি।
আপনি মস্তিষ্কের বিভিন্ন অঞ্চলের অনুরূপ দুটি অর্গানয়েড একসাথে রাখতে পারেন এবং দেখতে পারেন কিভাবে নিউরন একে অপরের সাথে প্রজেক্ট করে এবং তারপরে সার্কিট গঠনে সংযুক্ত হয়। অথবা আপনি ইমিউন কোষের সাথে অর্গানয়েড একত্রিত করতে পারেন এবং রোগের নিউরোইমিউন মিথস্ক্রিয়া দেখতে পারেন।
উদাহরণস্বরূপ, টিমোথি সিন্ড্রোম নামে একটি জেনেটিক ব্যাধির সাথে যুক্ত একটি বিরল ধরণের অটিজম রয়েছে। এটি একটি ক্যালসিয়াম চ্যানেল এনকোডিং জিনে একক-অক্ষরের মিউটেশনের কারণে ঘটে। যখন তারা বৈদ্যুতিক সংকেত পায় তখন এটি কোষে অত্যধিক ক্যালসিয়াম প্রবেশ করতে দেয়। এটি নিউরন এবং অন্যান্য উত্তেজক কোষগুলির মধ্যে রাসায়নিক সংকেতগুলির সংক্রমণে হস্তক্ষেপ করে।
আমরা টিমোথি সিন্ড্রোমের রোগীদের কাছ থেকে ত্বকের কোষ নিয়েছি, অ্যাসেম্বলয়েড তৈরি করেছি এবং তারপর তাদের মধ্যে কী ঘটেছে তা পর্যবেক্ষণ করেছি। আমরা দেখতে পাচ্ছি যে রোগীদের কোষ থেকে উত্থিত নিউরনগুলি প্রায়শই সরে যায়, তবে তারা সুস্থ নিয়ন্ত্রণ গ্রুপের নিউরনের চেয়ে কম দূরত্বের জন্য সরে যায়। রোগীদের কোষ শেষ পর্যন্ত তাদের সংগঠনে পিছিয়ে পড়ে।
রিয়েল টাইমে এটির সাক্ষী হওয়া অবশ্যই রোমাঞ্চকর ছিল।
আপনি এটা দেখতে পারেন! আপনি আক্ষরিকভাবে আপনার নিজের চোখ দিয়ে এটি দেখতে পারেন!
আমাদের এই রঞ্জক ছিল যা ক্যালসিয়ামকে রঙ করে। যে মুহুর্তে ক্যালসিয়াম কোষে প্রবেশ করে, আপনি দেখতে পাবেন রঙগুলি উপরে উঠছে এবং নীচে আসছে, কোষের ভিতরে কতটা ক্যালসিয়াম রয়েছে তা পরিমাপ করতে পারে। রোগীদের কোষে এটি বেশি ছিল।
ক্যালসিয়াম চ্যানেলটি এই নির্দিষ্ট ধরণের নিউরনের চলাচলে কীভাবে ত্রুটি সৃষ্টি করে তা সঠিকভাবে খুঁজে বের করতে আমরা ছয় বছর কাটিয়েছি। রোগীদের পরিবর্তিত চ্যানেল নিউরনের দুটি ভিন্ন আণবিক পথকে প্রভাবিত করে। গুরুত্বপূর্ণভাবে, আমরা খুঁজে পেয়েছি যে কার্যকলাপ পুনরুদ্ধার করতে আপনার দুটি ভিন্ন ওষুধের প্রয়োজন। আমরা ভাবছি যে ভবিষ্যতে আমাদের চিকিত্সার জন্য কী হতে পারে তার ভিত্তি এখন আমাদের কাছে রয়েছে।
অ্যাসেম্বলয়েড ছাড়া আমরা কখনই এটি শিখতে পারতাম না কারণ এটি ক্যাপচার করার জন্য আপনার কোষগুলির তিনটি মাত্রায় ইন্টারঅ্যাক্ট করতে হবে।
আপনার নতুন কাগজে, আপনি ঘোষণা করেছেন যে আপনার ল্যাব এমন একটি ইঁদুর তৈরি করেছে যেখানে মানুষের নিউরন প্রাণীর কর্টেক্সের এক-তৃতীয়াংশকে এক গোলার্ধে ঢেকে রাখে এবং মস্তিষ্কে গভীরভাবে একত্রিত হয়। কেন এই মডেল তৈরি?
এক দশকেরও বেশি সময় ধরে, আমরা এমন একটি থালাতে সংস্কৃতি তৈরি করে চলেছি যা মানুষের স্নায়ুতন্ত্রের অনেক দিককে পুনরুদ্ধার করে। কিন্তু এই সংস্কৃতির সীমাবদ্ধতা রয়েছে: আমরা যে নিউরন তৈরি করেছি তা আকারে বড় হয় না। প্রকৃত মানুষের মস্তিষ্কের মতো কোনো আচরণগত আউটপুট নেই। এবং তারা সংবেদনশীল ইনপুটগুলি গ্রহণ করে না যা তাদের বিকাশকে রূপ দেবে — কর্টেক্সকে সংকেত গ্রহণ করতে হবে। আমরা এই মানব নিউরনে কিছু অর্থপূর্ণ বাহ্যিক ইনপুট প্রদান করার চেষ্টা করছি।
সুতরাং পরবর্তী পদক্ষেপটি ছিল ইঁদুরের মস্তিষ্কের ভিতরে মানুষের নিউরন বৃদ্ধি করা। আমরা অর্গানয়েডগুলি নিয়েছিলাম এবং একটি ইঁদুর কুকুরের সেরিব্রাল কর্টেক্সে প্রতিস্থাপন করেছি। অর্গানয়েড ইঁদুর দ্বারা ভাস্কুলারাইজড হয়ে ওঠে এবং অবশেষে তার সেরিব্রাল কর্টিকাল গোলার্ধের এক-তৃতীয়াংশ কভার করে।
আমি ভেবেছিলাম আপনি মানুষের মস্তিষ্ক গবেষণার জন্য প্রাণীর মডেলের অনুরাগী নন। কি হলো?
আমি মনে করি পশু মডেল এবং মানুষের সেলুলার মডেল পরিপূরক। এই ক্ষেত্রে, প্রাণীদের মধ্যে প্রতিস্থাপন আমাদের এই রোগগুলি বোঝার জন্য এবং ওষুধ পরীক্ষা করার জন্য সার্কিটে মানুষের নিউরনগুলিকে সংহত করতে দেয়। এটা বোঝার আরেকটি উপায় যে কিভাবে মানুষের নিউরন জীবন্ত সার্কিটের মধ্যে তথ্য প্রক্রিয়াকরণ করছে।
সুতরাং অর্গানয়েড থেকে এই মানব নিউরনগুলি ইঁদুরের মস্তিষ্কের মধ্যে বৃদ্ধি পাওয়ার সুযোগ পেয়েছে এবং তারা প্রাণী থেকে ইনপুট এবং আউটপুট পেতে সক্ষম হয়েছে। তারা কীভাবে নিউরনের সাথে তুলনা করে যা শুধুমাত্র অর্গানয়েডের মধ্যে বেড়েছে? এবং কীভাবে তারা আমাদের নিজস্ব মস্তিষ্কে বেড়ে ওঠা নিউরনের সাথে তুলনা করে?
প্রতিস্থাপিত মানব নিউরন একটি থালায় রক্ষণাবেক্ষণযোগ্য তুলনীয় বিকাশের মানব নিউরনের তুলনায় প্রায় ছয় গুণ বড়। এগুলি ইলেক্ট্রোফিজিওলজিক্যালভাবে আরও পরিপক্ক এবং আরও বেশি সিন্যাপ্স তৈরি করে এবং জন্মের পর মানব মস্তিষ্কের নিউরনের অনেক কাছাকাছি।
আপনি কি এই ইঁদুরের মধ্যে আচরণগত পার্থক্য দেখতে পাচ্ছেন যা এতগুলি মানব নিউরন অর্জন করেছে?
না। জ্ঞানীয় এবং মোটর কাজের মধ্যে কোন পার্থক্য নেই যেখানে আমরা ইঁদুর পরীক্ষা করেছি। আমরা যাচাই করেছি এবং তারা খিঁচুনি অনুভব করে না। তবে, ইঁদুরগুলিকে প্রশিক্ষিত করা যেতে পারে মানুষের নিউরনের উদ্দীপনাকে একটি পুরস্কার প্রদানের সাথে যুক্ত করার জন্য। এটি মানুষের মস্তিষ্কের ব্যাধি অধ্যয়নের অভূতপূর্ব সুযোগ দেয়।
কোন সময়ে আপনার অ্যাসেম্বলয়েড এবং অর্গানয়েডের কিছু আইনি অধিকার থাকা উচিত?
আমি মনে করি ভিট্রো সংস্কৃতির জন্য, তারা কেবল কোষের ক্লাস্টার। আমরা তাদের মস্তিষ্ক বিবেচনা করি না। এটি প্রাণীদের মধ্যে প্রতিস্থাপন করার সময় এটি আরও সূক্ষ্ম হয়।
জৈবতত্ত্ববিদরা আপনার পরীক্ষাগুলি সম্পর্কে কেমন অনুভব করেন?
আমরা তাদের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে কাজ করি। এই সমস্ত পথ ধরে, আমি স্ট্যানফোর্ড এবং তার বাইরের নীতিবিদদের সাথে আলোচনায় সক্রিয়ভাবে জড়িত ছিলাম। আমরা যে সমস্ত পরীক্ষা-নিরীক্ষা করি তা নিবিড়ভাবে পর্যবেক্ষণ করা হয় এবং নীতিবিদদের সাথে আলোচনা করা হয়। আমরা বিচ্ছিন্নভাবে পরীক্ষাগুলি করি না। পরীক্ষাগুলি চালানোর আগে এবং অবশ্যই যখন সেগুলি চলছে তখন আলোচনা করা হয়৷ আমরা এর প্রভাব, সুবিধা এবং অসুবিধা সম্পর্কে কথা বলব।
আপনি কি কখনও সম্পর্কে চিন্তা ফ্রাঙ্কেনস্টাইন গল্প?
আমি এটা সম্পর্কে অনেক চিন্তা. কিন্তু আমি মনে করি গল্পটি আজকের বিজ্ঞানের সাথে প্রাসঙ্গিক নয়। আজকের বিশ্বে, নৈতিকতাসম্মত প্রযুক্তির বিকাশ করা যেতে পারে। গবেষকের উদ্দেশ্যের সাথে অনেক কিছু করার আছে। আমার দীর্ঘমেয়াদী লক্ষ্য এই নিউরোডেভেলপমেন্টাল ব্যাধিগুলির জন্য একটি চিকিত্সা এবং সম্ভবত একটি প্রতিকার খুঁজে পাওয়া। যে আমার উত্তর তারকা হয়েছে.
কয়েক বছর আগে তিনি CRISPR-এর জন্য নোবেল পুরস্কার পাওয়ার আগে, আমি জেনিফার ডুডনাকে জিজ্ঞাসা করেছিলাম যে তিনি এই জিন সম্পাদনা প্রযুক্তির সম্ভাব্য অপব্যবহারের বিষয়ে চিন্তিত কিনা। তিনি উত্তর দিয়েছিলেন যে তিনি "মানুষের ভ্রূণ পরিবর্তন করার জন্য কিছু ক্ষেত্রে এগিয়ে যাওয়ার ইচ্ছা" সম্পর্কে উদ্বিগ্ন। কিছুক্ষণ পরেই, চীনের শেনজেনের একজন উচ্চাভিলাষী গবেষক ঘোষণা করেছিলেন যে তিনি দুটি মানব শিশুর জেনেটিক কোড সংশোধন করতে CRISPR ব্যবহার করবেন। আপনি কি কখনও খবরের কাগজ তুলে আবিস্কার করার বিষয়ে চিন্তা করেন যে একজন বিজ্ঞানী কোথাও আপনার কাজকে অকালে মানুষের মস্তিষ্কের অংশ তৈরি করতে ব্যবহার করেছেন?
না। সিআরআইএসপিআর থেকে অর্গানয়েড কাজকে আলাদা করে এমন একটি বিষয় হল পরীক্ষার জন্য প্রয়োজনীয় সম্পদ। CRISPR-এর সাহায্যে জিন সম্পাদনা করার জন্য শুধুমাত্র কিছু প্রশিক্ষণ এবং কিছু সংস্থান প্রয়োজন। আপনার রান্নাঘরে এটি করা সম্ভব! আমরা যা করি তার জন্য অনেক বেশি সময় এবং অর্থের প্রয়োজন হয়। কোষকে 900 দিনের জন্য জীবিত রাখা বেশ ব্যয়বহুল এবং বিশেষ প্রশিক্ষণ এবং সুবিধার প্রয়োজন। এই সত্যটি একাই আমাদের আবিষ্কার এবং তাদের প্রভাবগুলি প্রক্রিয়া করার জন্য আমাদের কিছু শ্বাস নেওয়ার জায়গা দেয়।
এটি করার জন্য প্রয়োজনীয় অবকাঠামো এবং দক্ষতা সহ কয়েকটি জায়গা রয়েছে। আমরা মানুষের মস্তিষ্কের বিকাশের প্রতিলিপি করার চেষ্টা করছি, যা খুব দীর্ঘ সময় নেয়। এর লুকানো প্রকৌশল উন্মোচন করতে আরও বেশি সময় লাগে। আমি গত 15 বছর ধরে প্রতিদিন এটিতে কাজ করছি।
আপনি কিছু সমাধান কতটা কাছাকাছি?
আমি আশাবাদী, কিন্তু আমি অবাস্তব হতে চাই না। আমরা অবশ্যই 15 বছর আগের চেয়ে ভালো আছি। আমাদের কাছে এখন অটিজমের সাথে যুক্ত জিনের দীর্ঘ তালিকা রয়েছে এবং সেগুলি অধ্যয়ন করার জন্য আমাদের কাছে এই নতুন টুল রয়েছে। কিন্তু আমাদের এখনও বুঝতে হবে কীভাবে সেই পরিবর্তিত জিনগুলি মস্তিষ্কে জিনিসগুলিকে ভুল করে দেয় যাতে আমরা কার্যকর ওষুধ তৈরি করতে পারি।
আপনার গল্প শুরু হয় রোমানিয়ায় 20 বছর আগে যখন আপনি জানতেন না অটিজমে আক্রান্ত শিশুদের পিতামাতাকে কী বলতে হবে। আপনি যদি এখন সেই দেশে ফিরে যান, আপনি কি বলবেন?
আমি সৎভাবে বলতে পারি যে আমি আশাবাদী। আমরা এখনও একটি প্রতিকার পাওয়া থেকে অনেক দূরে. অন্যদিকে, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে অন্যান্য আপাতদৃষ্টিতে অদ্রবণীয় রোগের ক্ষেত্রে বিশাল অগ্রগতি হয়েছে। যে আমাকে প্রচন্ড আশা দেয়.
