रुकावटों का अंत? शोधकर्ताओं ने पता लगा लिया है कि लैब में इनेमल जैसा कैसे विकसित किया जा सकता है

इनेमल की नकल करना इतना कठिन क्यों है?

अमेलोब्लास्ट कोशिकाएं वे कोशिकाएं हैं जो इनेमल का निर्माण करती हैं। वे केवल बचपन में, दांतों के विकास के दौरान सक्रिय होते हैं। फिर वे मर जाते हैं या लुप्त हो जाते हैं। वर्षों तक, वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला में उन्हें "पुनर्जीवित" करने की कोशिश की, लेकिन सफलता नहीं मिली: कोशिकाएं सही अवस्था में परिपक्व नहीं हुईं, और निश्चित रूप से कठोर इनेमल का उत्पादन करने में कामयाब नहीं हुईं।

मुख्य कारण: अमेलोब्लास्ट कोशिकाओं को दांत की अन्य कोशिकाओं से एक विशिष्ट संकेत की आवश्यकता होती है। इस अक्षर को "डेल्टा" कहा जाता है, और यह उचित रूप से ओडोन्टोब्लास्ट्स के नाम से प्रकट होता है। इसके बिना, अमेलोब्लास्ट कोशिकाओं को पता नहीं चलता कि उन्हें परिपक्व होने की आवश्यकता है।

समाधान: AI द्वारा डिज़ाइन किया गया एक प्रोटीन

वाशिंगटन विश्वविद्यालय की टीम, इंस्टीट्यूट फॉर स्टेम सेल एंड रीजनरेटिव मेडिसिन (ISCRM) के माध्यम से, एक नए दृष्टिकोण के साथ समस्या को हल करने में सक्षम थी: उन्होंने एक कंप्यूटर पर एक प्रोटीन डिज़ाइन किया जो डेल्टा सिग्नल की नकल करता है। यह इस बात का बेहतरीन उदाहरण है कि एआई कैसे जीव विज्ञान को बदल रहा है।

प्रोटीन, जिसे "घुलनशील नॉच एगोनिस्ट" (नॉच पाथवे के लिए घुलनशील एगोनिस्ट) कहा जाता है, ओडोन्टोब्लास्ट कोशिकाओं से सिग्नल की आवश्यकता को दरकिनार कर देता है। यह सीधे अमेलोब्लास्ट कोशिकाओं में मार्ग को सक्रिय करता है, जिससे वे अध्ययन में पहचाने गए एक नए चरण में परिपक्व हो जाते हैं: "WDR72-पॉजिटिव परिपक्व स्रावी अमेलोब्लास्ट" या संक्षेप में ismAM।

चूहा प्रयोग: जीवित शरीर में इनेमल जैसा बनाना

टीम प्रयोगशाला से संतुष्ट नहीं थी. उन्होंने चूहों के किडनी कैप्सूल के नीचे ऑर्गेनोइड्स (वयस्क अमेलोब्लास्ट कोशिकाओं के समूह) को प्रत्यारोपित किया। कुछ हफ़्तों के बाद, कोशिकाओं नेइनेमल के समान एक कैल्सीफाइड पदार्थका निर्माण किया। यहपहली बार है जब इस दृष्टिकोण का उपयोग करके किसी जीवित शरीर में वास्तव में इनेमल जैसा बनाया गया है।

यह कहां जाता है?

अगला कदम प्रक्रिया को बढ़ाना है। शोधकर्ताओं की योजना:

1. डेंटिन के साथ संयोजन। केवल ईमेल ही पर्याप्त नहीं है. आपको भीतरी दाँत की भी आवश्यकता है। अगला चरण: एक अधिक जटिल ऑर्गेनॉइड बनाना
2. अधिक जटिल मॉडलों में प्रत्यारोपण। अब यह किडनी कैप्सूल के नीचे है। अगला चरण: किसी जानवर के जबड़े में प्रत्यारोपण
3. सुरक्षा परीक्षण. मुख्य रूप से कैंसर का डर है, क्योंकि स्टेम कोशिकाएं बेकाबू हो सकती हैं

शोधकर्ताओं का अनुमान है: मनुष्यों में नैदानिक परीक्षण 5-7 वर्षों में शुरू हो सकता है। स्व-पुनर्जीवित दांत 2035-2040 में उपलब्ध हो सकते हैं।

दंत चिकित्सा के लिए इसका क्या मतलब है?

यदि उपचार सफल होता है, तो यह प्रतिस्थापित करेगा:

• भराव (भरने के बजाय तामचीनी जैसा उत्पादन)
• मुकुट (दांत का पूर्ण पुनर्जनन)
• प्रत्यारोपण (धातु के बजाय स्टेम कोशिकाओं का प्रत्यारोपण)
• दंत कृत्रिम अंग

यह एमेलोजेनेसिस इम्परफेक्टा के उपचार को भी बदल सकता है, जो एक आनुवांशिक बीमारी है जिसके कारण जन्म से ही इनेमल ख़राब हो जाता है। अध्ययन में यह पाया गया कि DLX3 नामक जीन इनेमल के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है। इस जीन में बदलाव ही बीमारी का कारण है।

अतिरिक्त अनुप्रयोग

दांतों का नवीनीकरण तो बस शुरुआत है। कोशिका मार्गों को सक्रिय करने के लिए एआई-डिज़ाइन किए गए प्रोटीन की तकनीक का उपयोग इसके लिए भी किया जा सकता है:

• अस्थि नवीनीकरण (ऑस्टियोपोरोसिस)
• त्वचा नवीनीकरण (घाव, निशान)
• उपास्थि नवीकरण (ऑस्टियोआर्थराइटिस)
• बाल नवीनीकरण

अंतिम पंक्ति

वर्षों से, दंत चिकित्सा को न्यूनतम नवाचार वाला "उबाऊ क्षेत्र" माना जाता था। इस अध्ययन से तस्वीर बदल जाती है. एआई, सेल्युलर बायोलॉजी और प्रोटीन डिज़ाइन के संयोजन से, हम उस दिन से दूर नहीं हैं जब क्लॉगिंग अतीत की बात हो जाएगी। दांत अपने आप ठीक हो जाएगा।