अपने पहले प्रदर्शन के एक दशक के भीतर, ऑर्गेनोइड मौलिक और जैव चिकित्सा अनुसंधान के लिए एक सर्वोत्कृष्ट उपकरण बन गए हैं, जो मानव विकास और बीमारी के अध्ययन के लिए प्रासंगिक मॉडल के रूप में कार्य कर रहे हैं।¹ बीसवीं सदी के अंत और इक्कीसवीं सदी की शुरुआत के दौरान पशु और शास्त्रीय 2 डी सेल संस्कृति मॉडल जैविक अनुसंधान पर हावी रहे। हालांकि ये मॉडल सेलुलर सिग्नलिंग पाथवे, ड्रग एक्शन मैकेनिज्म और रोग विकृति को समझने के लिए अद्वितीय लाभ प्रदान करते हैं, अकेले एक प्रणाली उन सभी को संबोधित नहीं कर सकती है। इसलिए, शोधकर्ता बुनियादी और अनुवाद संबंधी अनुसंधान के विभिन्न चरणों में विभिन्न प्रणालियों का उपयोग करते हैं। हालांकि, विभिन्न मॉडलों से जानकारी का आकलन मानव नैदानिक ​​अनुप्रयोगों के लिए खोज को धीमा कर देता है।²

इसके अलावा, कई जैविक घटनाएं जो मनुष्यों के लिए विशिष्ट हैं, पशु मॉडल में नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, कई मानव मस्तिष्क कोशिका प्रकार कृंतक मस्तिष्क में नहीं पाए जाते हैं। इसके अलावा, मानव मस्तिष्क के न्यूरोडेवलपमेंटल तंत्र कृंतक दिमाग की तुलना में कहीं अधिक जटिल हैं। इसके अलावा, मानव मस्तिष्क कोशिका शरीर क्रिया विज्ञान 2डी सेल संस्कृतियों में विकसित होने पर भिन्न होता है और प्रीक्लिनिकल चरणों में दवा प्रतिक्रियाओं का मज़बूती से अनुमान नहीं लगा सकता है। अब तक, इन सीमाओं को पार करने के लिए तैयार मानव 3D organoids एकमात्र प्रणाली है।

Organoids वयस्क स्टेम सेल, प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल या प्राथमिक ऊतकों से प्राप्त छोटे, स्व-संगठित 3D टिशू कल्चर हैं। वे विवो अंग जटिलता और ऊतक वास्तुकला में प्रतिकृति करके 2डी सेल संस्कृतियों पर एक बड़ा लाभ प्रदान करते हैं। ऑर्गेनॉइड गठन और कार्य का विश्लेषण मानव विकास, ऊतक निर्माण और अंग कार्य के साथ-साथ दवा दवा परीक्षण के लिए एक प्रत्यक्ष उपकरण के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करता है।

स्व-संगठन को बढ़ावा देने वाली स्थितियों के तहत शोधकर्ता 3डी मैट्रिक्स में मल्टीपोटेंट या प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल का उपयोग करके ऑर्गेनॉइड कल्चर उत्पन्न करते हैं, जैसे कि मैट्रीगेल। विकास माध्यम की संरचना ऑर्गेनोइड संस्कृतियों के स्वास्थ्य और सफलता के लिए महत्वपूर्ण है, और आम तौर पर आवश्यक वृद्धि कारकों, जैसे एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर (ईजीएफ), नोगिन (एनओजी), आर-स्पोंडिन (आरएसपीओ 1), मानव विकास कारक के साथ बढ़ाया जाता है। (HGF), बोन मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन (BMP), और फाइब्रोब्लास्ट ग्रोथ फैक्टर (FGF)। ये वृद्धि कारक विकास या विभेदन को चलाने के लिए ऑर्गेनोइड्स में महत्वपूर्ण सिग्नलिंग मार्ग को सक्रिय करते हैं। प्रत्येक संस्कृति प्रकार को विकास कारकों के एक अलग सेट की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, मानव कोलन ऑर्गेनोइड्स को भेदभाव के लिए ईजीएफ, एनओजी, और आरएसपीओ1 कारकों की आवश्यकता होती है, जबकि मानव लीवर ऑर्गेनोइड्स को भेदभाव के लिए ईजीएफ, एनओजी, एफजीएफ 10 और बीएमपी7 की आवश्यकता होती है।²

निर्माता संरचनात्मक और कार्यात्मक रूप से व्यवहार्य उत्पादों को प्राप्त करने के लिए यूकेरियोटिक अभिव्यक्ति प्रणालियों में इन विकास कारकों का उत्पादन करते हैं। हालांकि, यह प्रक्रिया अशुद्धता पैदा करती है, जिसमें गुप्त प्रोटीन और अभिव्यक्ति कोशिकाओं और उनके संस्कृति माध्यम से वृद्धि कारक शामिल हैं, जो ऑर्गेनॉइड अस्तित्व और विकास को प्रभावित करते हैं। इसके अलावा, विभिन्न सेल लाइनें विकास कारक गतिविधि में बैच-टू-बैच परिवर्तनशीलता बनाती हैं, जो ऑर्गेनॉइड संस्कृतियों में सटीकता और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता को प्रभावित करती हैं।²

चीन जैविक ने का एक मेजबान विकसित किया पुनः संयोजक वृद्धि कारक मानव ईजीएफ, एनओजी, आरएसपीओ1 और एचजीएफ सहित कई अन्य लोगों के बीच ऑर्गेनॉइड संस्कृति के लिए आवश्यक है। ये शुद्ध कारक उच्च जैवसक्रियता, न्यूनतम एंडोटॉक्सिन संदूषण, और बैच-टू-बैच स्थिरता दिखाते हैं, जिससे इष्टतम और सुसंगत ऑर्गेनोइड विकास सक्षम होता है।² उदाहरण के लिए, जेल वैद्युतकणसंचलन और उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके, निर्माता ने निर्धारित किया: मानव ईजीएफ शुद्धता 95 प्रतिशत से अधिक हो। पुनः संयोजक मानव ईजीएफ की गतिविधि को बीएएलबी/सी 3टी3 माउस भ्रूणीय फाइब्रोब्लास्ट और ईडी का उपयोग करके सेल प्रसार परख द्वारा प्रदर्शित किया गया था।₅₀ इस आशय के लिए आमतौर पर 0.02-0.2 एनजी/एमएल था। इसके अलावा, शुद्ध वृद्धि कारक कम सांद्रता पर उचित स्टेम सेल विकास के लिए प्रमुख मार्गों को बढ़ावा देने या बाधित करने के लिए सिद्ध होते हैं।²

कुल मिलाकर, चीन बायोलॉजिकल के शुद्ध विकास कारक ऑर्गेनोइड संस्कृतियों को प्रभावी ढंग से पूरक करते हैं, जिससे उन्हें मानव विकास और बीमारी को समझने के लिए काम करने वाले शोधकर्ताओं के लिए एक भरोसेमंद उपकरण बनने की इजाजत मिलती है।

एफबी पोस्ट: ऑर्गेनोइड संस्कृतियां संवेदनशील होती हैं और सेल प्रसार और भेदभाव के लिए आवश्यक वृद्धि कारकों की आवश्यकता होती है। उत्कृष्ट बायोएक्टिविटी और बैच-टू-बैच स्थिरता के साथ अत्यधिक शुद्ध विकास कारक इष्टतम और सुसंगत ऑर्गेनोइड विकास को सक्षम करते हैं।

कीवर्ड: ऑर्गेनोइड्स, 3डी ऑर्गेनोइड्स, ग्रोथ फैक्टर्स, कल्चर मीडियम,

वर्ग: कोशिका जीव विज्ञान, औषधि विकास

संदर्भ

1. टी। सातो एट अल।, “एकल Lgr5 स्टेम सेल बिना मेसेनकाइमल आला के इन विट्रो में क्रिप्ट-विलस संरचनाओं का निर्माण करते हैं,” प्रकृति459(7244):262-5, 2009।
2. “ऑर्गेनॉइड संस्कृति के लिए पुनः संयोजक वृद्धि कारक,” चीन जैविक, https://www.sinobiological.com/category/ads/growth-factor-for-organoid-culture12 सितंबर, 2022 को एक्सेस किया गया।
3. जे किम एट अल।, “ह्यूमन ऑर्गेनोइड्स: मॉडल सिस्टम्स फॉर ह्यूमन बायोलॉजी एंड मेडिसिन,” नेट रेव मोल सेल बायोल21:571-84, 2020।
4. एम। उर्बिशेक एट अल।, “ऑर्गनॉइड संस्कृति मीडिया परिभाषित सेलुलर गतिविधि के विकास कारकों के साथ तैयार किया गया,” विज्ञान प्रतिनिधि9:6193, 2019।