ट्यूमर और अन्य बढ़ते ऊतकों के प्रसार से भौतिकी के नए प्रकार का पता चला है।
नए शोध में, नेचर फ़िज़िक्स जर्नल में 24 सितंबर को प्रकाशित किया, वैज्ञानिकों ने पाया कि जीवित कोशिकाओं को 2 डी शीट से 3 डी में संक्रमण होता है, जिसे "सक्रिय गीलाकरण" कहा जाता है। और सक्रिय गीलेपन की भौतिकी यह समझाने में सक्षम हो सकती है कि कैंसर क्यों और कैसे फैलता है।
कैटेलोनिया के बायोइंजीनियरिंग संस्थान के सह-लेखक जेवियर ट्रेपट ने कहा, "अगर हम इन ताकतों को वास्तविक ट्यूमर में चुनिंदा तरीके से संशोधित कर सकते हैं, जो कि बहुत कठिन काम है, तो हम कैंसर के प्रसार से बचने के लिए एक उपचार डिजाइन कर सकते हैं।" स्पेन में यूनिवर्सिडेट डी ला लगुना के स्पेन और कार्लोस पेरेज-गोंजालेज ने एक ईमेल में लाइव साइंस को बताया।
सक्रिय भौतिकी
निष्कर्षों के लिए किसी भी प्रकार का चिकित्सा अनुप्रयोग एक लंबा रास्ता तय करना है। ट्रेपत और पेरेज़-गोंजालेज ने कहा कि उनके अगले कदमों में आगे चलकर सक्रिय गीलेपन की अजीब भौतिकी में तल्लीन करना शामिल होगा, जिसके बारे में अभी तक बहुत कम जानकारी है।
शोधकर्ताओं ने जो पाया है वह मानव स्तन कैंसर कोशिकाओं का उपयोग करके एक लैब डिश में किए गए प्रयोगों पर आधारित है। यह सब शुरू हुआ, ट्रेपाट और पेरेज़-गोंजालेज ने कहा, ई-कैडरिन नामक प्रोटीन की जांच के साथ, जो कोशिकाओं के बीच आसंजन प्रदान करता है। शोधकर्ताओं ने जानना चाहा था कि यह प्रोटीन ऊतकों, या कोशिकाओं के समूहों के भीतर तनाव को कैसे नियंत्रित करता है। उन्हें क्या उम्मीद नहीं थी कि ऊतक के भीतर तनाव इतना अधिक हो सकता है कि उनके ऊतक की शीट कोलेजन-लेपित जेल से अलग हो जाएगी जो वे एक सब्सट्रेट के रूप में उपयोग कर रहे थे और एक गोलाकार आकार में वापस आ गए थे।
शोधकर्ताओं ने लाइव साइंस को बताया, "पहली बार जब हमने इस घटना को देखा, तो हमें यकीन नहीं था कि यह कैसे या क्यों हो रहा है।"
शोधकर्ताओं ने तथाकथित निष्क्रिय तरल पदार्थों के व्यवहार के साथ सक्रिय गीलाकरण के विपरीत, जिसमें द्रव प्रवाह को बदलने के लिए कोई जीवित संरचना नहीं है। आम तौर पर, निष्क्रिय तरल पदार्थों में, भौतिकी के समीकरणों का एक सेट जिसे नवियर-स्टोक्स समीकरणों के रूप में जाना जाता है, द्रव की गतिशीलता को निर्धारित करता है। निष्क्रिय तरल पदार्थों में, 2 डी शीट से 3 डी गोलाकार तक संक्रमण को डेविटिंग कहा जाता है। इसके विपरीत, एक 3D गोलाकार दो आयामों में फैलता है, जिसे गीलाकरण कहा जाता है। चाहे गीला करना या ओसिंग करना इंटरफ़ेस की सतह के तनाव, तरल और गैस के शामिल होने से नियंत्रित होता है।)
लेकिन जैसा कि शोधकर्ताओं ने अपने प्रयोग में कैंसर कोशिकाओं के साथ खेला - ऊतक के आकार और ई-कैडरिन स्तरों जैसे अलग-अलग मापदंडों - उन्होंने पाया कि कोशिकाएं नियमित तरल पदार्थ की तरह व्यवहार नहीं कर रही थीं जैसे कि निष्क्रिय गीलापन और डीवेटिंग। ऐसा इसलिए है क्योंकि कई सक्रिय प्रक्रियाएं, ऊतक की सिकुड़न से लेकर कोशिका-सब्सट्रेट आसंजन तक, यह निर्धारित करती हैं कि कोशिकाएँ ऊपर उठती हैं या फैलती हैं, शोधकर्ताओं ने पाया।
शोधकर्ताओं ने कहा कि फैल-आउट वेटिंग चरण और बॉल-अप डेवेटिंग चरण के बीच संक्रमण सेल-सेल बलों और बलों के बीच प्रतिस्पर्धा पर निर्भर करता है जो सेल को सब्सट्रेट से जोड़ते हैं।
कैंसर संक्रमण
सामान्य विकास के दौरान कई तरह से ऊतक बढ़ते और बढ़ते हैं। लेकिन सक्रिय गीला संक्रमण महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह महत्वपूर्ण क्षण है कि कोशिकाएं निहित गोलाकार से फैलते हुए, सपाट शीट ट्रेपाट और पेरेज़-गोंजालेज ने कहा। दूसरे शब्दों में, एक बार ट्यूमर के गोलाकार गोले फैल जाते हैं और एक सतह से जुड़ जाते हैं, ट्यूमर आगे फैलने में सक्षम होता है।
"हमारे परिणामों ने यह समझने के लिए एक व्यापक रूपरेखा तैयार की कि कौन से बल कैंसर के आक्रमण के लिए महत्वपूर्ण हैं," जांचकर्ताओं ने कहा। शोधकर्ताओं ने आगे कहा कि काम के अगले चरण का हिस्सा प्रयोगशाला के व्यंजनों और जीवित ऊतक और वास्तविक ट्यूमर से अध्ययन को आगे बढ़ाना होगा।
जैविक प्रणालियों को शास्त्रीय भौतिकी के ढांचे में फिट करना मुश्किल हो सकता है, नए पेपर के साथ एक टिप्पणी में रिचर्ड मॉरिस और अल्फा याप ने लिखा। मॉरिस भारत में टाटा इंस्टीट्यूट फॉर फंडामेंटल रिसर्च में एक पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता हैं, और याप ऑस्ट्रेलिया में क्वींसलैंड विश्वविद्यालय में एक सेल जीवविज्ञानी हैं। लेकिन नया लेख जीव विज्ञान की समस्याओं के लिए भौतिकी को प्रासंगिक बनाने के लिए "सही दिशा में एक मूल्यवान कदम" है, मॉरिस और याप ने लिखा है।
"इस मामले में," उन्होंने लिखा, "हम सीखते हैं कि, जबकि शास्त्रीय भौतिकी के विचार जैविक प्रणालियों के लक्षण वर्णन में फायदेमंद हो सकते हैं, सादृश्य को बहुत दूर नहीं धकेलना चाहिए, और नए दृष्टिकोण की आवश्यकता है।"
