ජෛව තාක්ෂණයේ විප්ලවය: ප්රවේණිකව සමාන 'ශ්වසනය කරන' Lung-on-Chip තාක්ෂණය හඳුන්වා දෙයි
සතුන් යොදාගන්නා පර්යේෂණ අවසන් ද? මිනිස් පෙනහළු වල ක්රියාකාරීත්වය අනුකරණය කරන නවතම Lung-on-Chip තාක්ෂණය, ඖෂධ නිෂ්පාදනයේ විප්ලවීය වෙනසක් සිදු කිරීමට සූදානම් වේ. මේ "Digital Human" යුගයේ ආරම්භයයි.
ජෛව තාක්ෂණයේ විප්ලවය: ප්රවේණිකව සමාන 'ශ්වසනය කරන' Lung-on-Chip තාක්ෂණය හඳුන්වා දෙයි
සතුන් යොදාගනිමින් සිදුකරන පර්යේෂණ වෙනුවට "Organs-on-chips" තාක්ෂණය භාවිතය දැන් තවදුරටත් විද්යා ප්රබන්ධයක් නොවේ. එය ඖෂධ නිෂ්පාදන ක්ෂේත්රය (Pharmaceutical Landscape) මුළුමනින්ම වෙනස් කරන, නියාමන ආයතනවල සහාය ලත් යථාර්ථයක් බවට පත්ව ඇත.
මෑතකදී වලංගුභාවය තහවුරු කරන ලද, ප්රවේණිකව සමාන (Genetically consistent), "ශ්වසනය කරන" Lung-on-Chip ආකෘතිය ජෛව තාක්ෂණයේ (Biotechnology) තීරණාත්මක හැරවුම් ලක්ෂ්යයකි. දශක ගණනාවක් තිස්සේ ඖෂධ සංවර්ධනයට ප්රධාන බාධාවක් වූයේ "Black box" ගැටලුවයි; එනම් මීයන් තුළ සාර්ථක වන ඖෂධ බොහෝ විට මිනිසුන් තුළ අසාර්ථක වීමයි. Georgia Tech සහ Kyoto University වැනි ආයතන (2025 අගභාගයේදී) විසින් තහවුරු කරන ලද මෙම නව වේදිකාව එම විෂමතාවය විසඳයි. ප්රවේණිකව සමාන මිනිස් සෛල (Isogenic human cells) භාවිතයෙන් පෙනහළු වල ක්රියාකාරීත්වය ප්රතිනිර්මාණය කරන මෙම ක්රමය, මිනිස් සිරුරෙන් පිටතදී ශ්වසනය සහ ප්රතිශක්තිය පිළිබඳව නිවැරදිම අනාවැකි පලකල හැකි පළමු අවස්ථාව ලෙස සැලකිය හැක.
මෙය "හුස්ම ගන්නේ" කෙසේද?
මෙය හුදෙක් Petri dish එකක ඇති සෛල සමූහයක් පමණක් නොවේ. සාමාන්ය පරිගණක Memory stick එකක ප්රමාණයේ ඇති මෙම උපකරණය, Microfluidics තාක්ෂණය යොදාගනිමින් මිනිස් පෙනහළු වල භෞතික පරිසරය ඉතා සියුම්ව අනුකරණය කරයි.
- ව්යුහය (The Architecture): මෙහි ඇති කුහර සහිත ක්ෂුද්ර නාල (Microchannels) තුල එක් පැත්තකින් ජීවී මිනිස් පෙනහළු සෛල (Epithelium) සහ අනෙක් පැත්තෙන් රුධිර නාල සෛල (Endothelium) අන්තර්ගත වන අතර, ඒවා සිදුරු සහිත පටලයකින් වෙන් කර ඇත.
- ශ්වසනය (The "Breath"): මෙහි අතුරු කුටි (Side chambers) වෙත රික්තකයක් (Vacuum) යෙදීම මගින් මැද ඇති පටල යාන්ත්රිකව ඇදීම සහ ලිහිල් කිරීම සිදු කරයි. මෙය අපගේ ස්වභාවික හුස්ම ගැනීමේ ක්රියාවලියට සමාන වන අතර, පෙනහළු සෛල නිශ්චලව තිබෙනවාට වඩා චලනය වන විට ස්වභාවිකව හැසිරෙන නිසා මෙය ඉතා තීරණාත්මක වේ.
- ප්රතිශක්තිය (The Immune Factor): පෙර පැවති ආකෘති මෙන් නොව, මෙම ආකෘතිය ක්රියාකාරී ප්රතිශක්තිකරණ ප්රතිචාරයක් (Functional immune response) ඒකාබද්ධ කරයි. වෛරසයක් හෝ විෂ ද්රව්යයක් හඳුන්වා දුන් විට, සුදු රුධිරාණු කෘතීම රුධිර නාලය හරහා ගලා ගොස්, නාල බිත්තියේ ඇලී, ආසාදනයට එරෙහිව සටන් කිරීමට පටල හරහා ගමන් කරයි.
FDA සහ MHRA මාර්ග සිතියම
මෙම තාක්ෂණය පැමිණෙන්නේ නියාමන ආයතන විසින් එය ඉල්ලා සිටින මොහොතක වීම විශේෂත්වයකි. 2025 අප්රේල් මාසයේදී, ඇමරිකාවේ FDA ආයතනය ඇතැම් ජෛව විද්යාත්මක ඖෂධ (Biologics) සඳහා සත්ත්ව පර්යේෂණ අවශ්යතා වසර 3-5ක් ඇතුළත ඉවත් කිරීමට සැලැස්මක් ප්රකාශයට පත් කළේය. එක්සත් රාජධානියේ MHRA ආයතනයද මීට සමාන්තරව කටයුතු කරයි.
ඖෂධ නිෂ්පාදන කර්මාන්තය සඳහා මෙය කාර්යක්ෂමතාව පිළිබඳ විප්ලවයකි. දැනට නව ඖෂධයක් නිපදවීමට වසර 10-15ක් ගත වන අතර ඩොලර් බිලියන 2.5කට වඩා වැය වේ. එහෙත් මිනිස් පරීක්ෂණවලදී (Human trials) ඉන් 90%ක්ම අසාර්ථක වේ. මෙම ඉහළ නිරවද්යතාවයකින් යුත් මානව චිප්ස් (High-fidelity human chips) භාවිතයෙන් විෂ සහිත සංයෝග මුල් අවධියේදීම හඳුනා ගැනීමෙන්, සමාගම්වලට "වේගයෙන් අසාර්ථක වී (Fail fast)" විශාල මුදලක් ඉතිරි කර ගැනීමටත්, සත්ත්ව ආකෘතිවලට මගහැරුණු භයානක අතුරු ආබාධවලින් මිනිස් ස්වේච්ඡා සේවකයන් ආරක්ෂා කර ගැනීමටත් හැකි වේ.
අවදානම් සහ "Systemic Gap"
කෙසේ වෙතත්, සමබර උපායමාර්ගික දැක්මක් සඳහා මෙහි සීමාවන්ද අප හඳුනාගත යුතුය. පෙනහළු ආශ්රිත විෂ ද්රව්ය පරීක්ෂා කිරීමට මෙය ඉතා සාර්ථක වුවද, මෙය නව අවදානමක් හඳුන්වා දෙයි: එනම් "The Systemic Gap" යි.
මිනිස් සිරුර යනු එකිනෙකට සම්බන්ධිත පද්ධතියකි. රෝගියෙකු ගිලින ඖෂධයක් පෙනහළු වලට බලපෑම් කිරීමට පෙර අක්මාව (Liver) මගින් සකසනු ලැබේ. තනි Lung-on-Chip එකකට අක්මාවේ පරිවෘත්තීය ක්රියාවලිය පෙනහළු පටක වලට හානි කරන්නේ කෙසේද යන්න පුරෝකථනය කළ නොහැක. අක්මාව, හදවත සහ පෙනහළු සම්බන්ධ කළ "Multi-organ" chips සංවර්ධනය වෙමින් පැවතුනද, ඒවා සංකීර්ණ වන අතර තවමත් ප්රමිතිගත වී නොමැත.
තවද, මෙය ආර්ථිකමය වශයෙන් යම් බලපෑමක් ඇති කළ හැකිය. සත්ත්ව පර්යේෂණ වටා ගොඩනැගුණු විශාල සැපයුම් ජාලයක් (Breeding facilities සිට CROs දක්වා) පවතී. මෙම වෙනස එම සාම්ප්රදායික ජීවනෝපායන්ට තර්ජනයක් විය හැකි නමුත්, Bio-engineers සහ Data Scientists ලා සඳහා නව ඉල්ලුමක් නිර්මාණය කරනු ඇත.
වාර්තාවේ මගහැරුණු කරුණු
මුල් ප්රවෘත්ති වාර්තාවේ සඳහන් නොවූ තීරණාත්මක උපායමාර්ගික කරුණු දෙකක් තිබේ:
- Personalized Medicine (The "You-on-a-Chip"): මෙම චිප්ස් ප්රවේණිකව සමාන සෛල (බොහෝ විට Induced Pluripotent Stem Cells) භාවිතා කරන බැවින්, න්යායාත්මකව රෝගියාගේම සෛල යොදාගෙන චිප් එකක් නිර්මාණය කළ හැක. එමගින් වෛද්යවරුන්ට ඇදුම (Asthma) වැනි රෝග සඳහා ඖෂධ නියම කිරීමට පෙර "ඔබේම" පෙනහළු ආකෘතිය මත එය පරීක්ෂා කළ හැකි අතර, අත්හදා බැලීම් මත පදනම් වූ බෙහෙත් දීමේ ක්රමය (Trial-and-error prescriptions) නැති කළ හැක.
- දත්ත බාධකය (The Data Bottleneck): මෙම චිප්ස් මගින් තත්ත්වාකාර (Real-time) ජෛව දත්ත විශාල ප්රමාණයක් ජනනය කරයි. මෙහි ඇති බාධකය ජීව විද්යාව නොව, පරිගණක සැකසුම් බලය (Compute) යි. මෙම සෛලීය දත්ත විශ්ලේෂණය කිරීමට AI Agents ඒකාබද්ධ කිරීම මීළඟ විශාලතම ආයෝජන අවස්ථාවයි.
නිගමනය
තාක්ෂණික සහ ඉංජිනේරු ක්ෂේත්රයේ නියුතු අයට මෙය වැදගත් සංඥාවකි. චිප්ස් නිෂ්පාදනයට යොදාගන්නා Semiconductor Manufacturing Techniques සහ ජීව විද්යාව (Biology) එකිනෙක හමුවන තැන මීළඟ ඉහළ වර්ධනයක් ඇති ක්ෂේත්රයයි. "Lab rat" යුගය ක්රමයෙන් වියැකී යමින් පවතින අතර "Digital human" යුගය ආරම්භ වී ඇත.