रक्त में कैंसर कोशिकाओं का पता लगाने के लिए शोधकर्ता प्रकाश-आधारित तकनीक का उपयोग करते हैं

मिशिगन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक ऐसी विधि विकसित की है जो रक्त के नमूनों में घूम रही कैंसर कोशिकाओं की पहचान करने के लिए लेजर तकनीक का उपयोग करती है, जो संभावित रूप से कैंसर का शीघ्र पता लगाने के लिए एक नया दृष्टिकोण पेश करती है। यह तकनीक, जो कोशिकाओं को आगे के अध्ययन के लिए व्यवहार्य बनाए रखती है, अग्नाशय और फेफड़ों के कैंसर के लिए विशेष संभावनाएं दिखाती है, जहां जल्दी पता लगाना चुनौतीपूर्ण रहता है।

नया दृष्टिकोण वर्तमान पहचान विधियों में सीमाओं को संबोधित करता है, जो विशिष्ट सतह प्रोटीन को धुंधला करने पर निर्भर करते हैं और अक्सर इस प्रक्रिया में कोशिकाओं को नष्ट कर देते हैं। मिशिगन विश्वविद्यालय में केमिकल इंजीनियरिंग की प्रोफेसर सुनीता नागरथ कहती हैं, “इन मौजूदा तकनीकों में आमतौर पर ऐसे तरीके शामिल होते हैं जो कैंसर कोशिकाओं को मार देते हैं, इस प्रकार हमें आगे की जांच के लिए इन कोशिकाओं का उपयोग करने से रोकते हैं।”

बायोसेंसर और बायोइलेक्ट्रॉनिक्स में प्रकाशित अपने अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने 99% सटीकता के साथ कैंसर कोशिकाओं की पहचान करने के लिए एक सेल-सॉर्टिंग डिवाइस को लेजर तकनीक और मशीन लर्निंग के साथ जोड़ा। सिस्टम सबसे पहले बड़ी कैंसर कोशिकाओं को छोटी रक्त कोशिकाओं से अलग करने के लिए लेबिरिंथ नामक एक गोलाकार भूलभुलैया का उपयोग करता है।

नागरथ पृथक्करण प्रक्रिया को एक सादृश्य के साथ समझाते हैं: “यह एक साइकिल बनाम एक ट्रक में एक मोड़ के चारों ओर गाड़ी चलाने जैसा है – आपके द्वारा अनुभव की जाने वाली ताकतें बहुत अलग हैं। परिणामस्वरूप, छोटी श्वेत रक्त कोशिकाओं की तुलना में बड़ी ट्यूमर कोशिकाएं अलग-अलग स्थानों पर केंद्रित हो जाती हैं।

पृथक्करण के बाद, कोशिकाओं की जांच बायोलेजर उत्सर्जन नामक तकनीक का उपयोग करके की जाती है। बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर ज़ुडोंग (शर्मन) फैन बताते हैं, “सेल लेजर से लेजर उत्सर्जन पारंपरिक फ्लोरोसेंट तकनीकों से प्राप्त होने वाले उत्सर्जन से कहीं अधिक मजबूत है।” “लेजर उत्सर्जन छवियां भी अलग हैं; प्रतिदीप्ति उत्सर्जन में कोशिकाएँ चमकते गोले की तरह दिखती हैं। हालाँकि, लेज़र से आप विभिन्न आकृतियाँ देख सकते हैं जो यह जानकारी प्रदान करती हैं कि कैंसर कोशिकाओं के अंदर डीएनए कैसे व्यवस्थित है।

जबकि अन्य शोध समूह बायोलेज़र के साथ काम करते हैं, फैन का कहना है कि वे “कैंसर और परिसंचारी ट्यूमर कोशिकाओं पर नैदानिक ​​​​अध्ययन के लिए इसका उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति हैं।” तकनीक की प्रभावशीलता कोशिका नाभिक की जांच करने की क्षमता से उत्पन्न होती है, जो सभी कोशिकाओं में मौजूद एक घटक है, बजाय सतह प्रोटीन पर निर्भर रहने के जो मौजूद हो भी सकता है और नहीं भी।

सिस्टम का मशीन लर्निंग घटक, जिसे डीप सेल-लेजर क्लासिफायर कहा जाता है, विशेष रूप से बहुमुखी साबित हुआ। प्रारंभ में अग्न्याशय के कैंसर कोशिकाओं पर प्रशिक्षित, इसने अतिरिक्त प्रशिक्षण के बिना फेफड़ों के कैंसर कोशिकाओं की सफलतापूर्वक पहचान की।

टीम अब प्रौद्योगिकी को बढ़ाने के लिए काम कर रही है। फैन कहते हैं, “हम एक ऐसी प्रणाली विकसित करना चाहते हैं जहां कोशिकाएं लेजर उत्तेजना स्थान के माध्यम से एक-एक करके आगे बढ़ती हैं और फिर एक सेल सॉर्टिंग डिवाइस से गुजरती हैं जो हमें बाद के विश्लेषण के लिए कोशिकाओं को सॉर्ट करने और एकत्र करने में मदद करती है।”

इस शोध का कैंसर के उपचार पर व्यापक प्रभाव है। नागरथ बताते हैं कि उपचार के दौरान कैंसर कोशिकाएं कैसे बदलती हैं, इसका अध्ययन करने से मूल्यवान अंतर्दृष्टि मिल सकती है: “ये सभी परिसंचारी कोशिकाएं एक-दूसरे से बहुत भिन्न हो सकती हैं। उपचार चक्रों के दौरान आक्रामक कोशिकाएं कैसे बदलती हैं, इसकी पहचान करना सहायक होगा।

इस अंतःविषय प्रयास में जूडिथ टैम एएलके फेफड़े के कैंसर अनुसंधान पहल के साथ सहयोग शामिल था और राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान और स्तन कैंसर अनुसंधान फाउंडेशन सहित कई स्रोतों से धन प्राप्त हुआ।

दोनों प्रमुख शोधकर्ताओं की संबंधित प्रौद्योगिकियों का व्यावसायीकरण करने वाली कंपनियों में वित्तीय रुचि है। फैन की लेजर उत्सर्जन प्रौद्योगिकियों को एलईएमएक्स हेल्थ टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड को लाइसेंस दिया गया है, जबकि नागरथ की भूलभुलैया तकनीक को ब्लडस्कैन बायोटेक को लाइसेंस दिया गया है, जहां वह एक वैज्ञानिक सलाहकार बोर्ड के सदस्य के रूप में कार्य करती है।