ഇൻ വിട്രോ

"ടെസ്റ്റ്-ട്യൂബ് പരീക്ഷണങ്ങൾ" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന, ജീവശാസ്ത്രത്തിലെയും അതിന്റെ ഉപവിഭാഗങ്ങളിലെയും ഈ പഠനങ്ങൾ പരമ്പരാഗതമായി ടെസ്റ്റ് ട്യൂബുകൾ, ഫ്ലാസ്കുകൾ, പെട്രി ഡിഷ്, മൈക്രോടൈറ്റർ പ്ലേറ്റുകൾ തുടങ്ങിയ ലാബ് ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നടത്തുന്നു. ഒരു ജീവിയുടെ സാധാരണ ജീവശാസ്ത്രപരമായ ചുറ്റുപാടുകളിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുത്ത ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നടത്തുന്ന പഠനങ്ങൾ, മുഴുവൻ ജീവികളിലും ചെയ്യാൻ കഴിയുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ വിശദമായതോ കൂടുതൽ സൗകര്യപ്രദമായതോ ആയ വിശകലനം അനുവദിക്കുന്നു; എന്നിരുന്നാലും, ഇൻ വിട്രോ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച ഫലങ്ങൾ ഒരു മുഴുവൻ ജീവിയിൽ ഉള്ള ഫലങ്ങളെ പൂർണ്ണമായോ കൃത്യമായോ പ്രവചിച്ചേക്കില്ല. ഇൻ വിട്രോ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, മനുഷ്യർ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ജീവജാലങ്ങളിലും മുഴുവൻ സസ്യങ്ങളിലും നടത്തുന്ന പഠനങ്ങളാണ് ഇൻ വിവോ പഠനങ്ങൾ.

ഇൻ വിട്രോ (ലാറ്റിൻ അർഥം-ഗ്ലാസിൽ) പഠനങ്ങളിൽ, സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ, കോശങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ ജൈവ തന്മാത്രകൾ പോലെയുള്ളവ അവയുടെ സ്വാഭാവിക ജൈവ ചുറ്റുപാടുകളിൽ നിന്ന് മാറി മറ്റൊരു കൃത്രിമ അന്തരീക്ഷത്തിലാണ് നടത്തുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന്, കൃത്രിമ കൾച്ചർ മീഡിയകളിൽ സൂക്ഷ്മാണുക്കളെയോ കോശങ്ങളെയോ പഠിക്കാം, കൂടാതെ പ്രോട്ടീനുകൾ ലായനികളിൽ പരിശോധിക്കാം. "ടെസ്റ്റ്-ട്യൂബ് പരീക്ഷണങ്ങൾ" എന്ന് പൊതുവേ അറിയപ്പെടുന്ന , ജീവശാസ്ത്രം, വൈദ്യശാസ്ത്രം, അവയുടെ ഉപവിഭാഗങ്ങൾ എന്നിവയിലെ ഈ പഠനങ്ങൾ പരമ്പരാഗതമായി ടെസ്റ്റ് ട്യൂബുകൾ, ഫ്ലാസ്കുകൾ, പെട്രി ഡിഷ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ആണ് ചെയ്യുന്നത്.

ഇതിനു വിപരീതമായി, മുഴുവൻ ജീവജാലങ്ങളിൽ (സൂക്ഷ്മജീവികൾ, മൃഗങ്ങൾ, മനുഷ്യർ, അല്ലെങ്കിൽ മുഴുവൻ സസ്യങ്ങൾ) നടത്തുന്ന പഠനങ്ങളെ ഇൻ വിവോ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഇൻ വിട്രോ പഠനങ്ങളുടെ ഉദാഹരണങ്ങളിൽ മൾട്ടിസെല്ലുലാർ ജീവികളിൽ നിന്ന് (കോശങ്ങളിലോ ടിഷ്യു കൾച്ചറിലോ) ഉരുത്തിരിഞ്ഞ കോശങ്ങളുടെ ഐസോലേഷനും വളർച്ചയും തിരിച്ചറിയലും; ഉപകോശ ഘടകങ്ങൾ (ഉദാ: മൈറ്റോകോൺഡ്രിയ അല്ലെങ്കിൽ റൈബോസോമുകൾ); സെല്ലുലാർ അല്ലെങ്കിൽ സബ് സെല്ലുലാർ എക്സ്ട്രാക്റ്റുകൾ (ഉദാ. വീറ്റ് ജേം അല്ലെങ്കിൽ റെറ്റിക്യുലോസൈറ്റ് എക്സ്ട്രാക്റ്റുകൾ); ശുദ്ധീകരിച്ച തന്മാത്രകൾ (പ്രോട്ടീനുകൾ, ഡിഎൻഎ അല്ലെങ്കിൽ ആർഎൻഎ പോലുള്ളവ); ആൻറിബയോട്ടിക്കുകളുടെയും മറ്റ് ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെയും വാണിജ്യ ഉൽപ്പാദനവും ഉൾപ്പെടുന്നു. ജീവനുള്ള കോശങ്ങളിൽ മാത്രം റപ്ലിക്കേറ്റ് ചെയ്യുന്ന വൈറസുകൾ, ലബോറട്ടറിയിൽ കോശങ്ങളിലോ ടിഷ്യു കൾച്ചറിലോ പഠിക്കുന്നു, പല മൃഗവൈറോളജിസ്റ്റുകളും, മുഴുവൻ മൃഗങ്ങളിലും നടത്തുന്ന ഇൻ വിവോ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചറിയാൻ അത്തരം പ്രവർത്തികളെ ഇൻ വിട്രോ എന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

• നിർദ്ദിഷ്ട ഡിഎൻഎ, ആർഎൻഎ സീക്വൻസുകളുടെ ടെസ്റ്റ് ട്യൂബിലെ സെലക്ടീവ് റെപ്ലിക്കേഷൻ രീതിയാണ് പോളിമറേസ് ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ.
• പ്രോട്ടീൻ പ്യൂരീഫിക്കേഷൻ എന്നത് പ്രോട്ടീനുകളുടെ സങ്കീർണ്ണമായ മിശ്രിതത്തിൽ നിന്ന് താൽപ്പര്യമുള്ള ഒരു പ്രത്യേക പ്രോട്ടീൻ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നത് ആണ്.
• ഭാവിയിൽ അമ്മയുടെ ഗർഭപാത്രത്തിലേക്ക് നിക്ഷേപിക്കുന്നതിന് ഒരു ടെസ്റ്റ് ട്യൂബിൽ അണ്ഡവും ബീജവും ചേർത്ത് ഭ്രൂണം വളർത്തുന്നത് ആണ് ഇൻ വിട്രോ ഫെർട്ടിലൈസേഷൻ.
• ഇൻ വിട്രോ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ് എന്നത് ഒരു രോഗിയിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച രക്തം, കോശങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് ടിഷ്യുകൾ എന്നിവയുടെ സാമ്പിളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് രോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനും രോഗികളുടെ ക്ലിനിക്കൽ നില നിരീക്ഷിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്ന മെഡിക്കൽ, വെറ്റിനറി ലബോറട്ടറി പരിശോധനകളുടെ വിപുലമായ ശ്രേണിയാണ്.
• മരുന്നുകളുടെയോ പൊതു രാസവസ്തുക്കളുടെയോ ഒരു ജീവജാലത്തിനുള്ളിലെ പ്രത്യേക ആഗിരണം, വിതരണം, രാസവിനിമയം, വിസർജ്ജന പ്രക്രിയകൾ എന്നിവയെ ചിത്രീകരിക്കാൻ ഇൻ വിട്രോ ടെസ്റ്റിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നു; ഉദാഹരണത്തിന്, ദഹനനാളത്തിന്റെ ആവരണത്തിലൂടെയുള്ള സംയുക്തങ്ങളുടെ ആഗിരണം കണക്കാക്കാൻ Caco-2 സെൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്താം; വിതരണ സംവിധാനങ്ങൾ പഠിക്കുന്നതിനായി അവയവങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള സംയുക്തങ്ങളുടെ വിഭജനം നിർണ്ണയിക്കാവുന്നതാണ്; രാസവസ്തുക്കളുടെ മെറ്റബോളിസം പഠിക്കാനും അളക്കാനും പ്രാഥമിക ഹെപ്പറ്റോസൈറ്റുകളുടെ അല്ലെങ്കിൽ ഹെപ്പറ്റോസൈറ്റ് പോലുള്ള സെൽ ലൈനുകളുടെ പ്ലേറ്റഡ് കൾച്ചർ (HepG2, HepaRG) ഉപയോഗിക്കാം. ഈ എഡിഎംഇ പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകൾ പിന്നീട് "ഫിസിയോളജിക്കൽ അധിഷ്ഠിത ഫാർമക്കോകൈനറ്റിക് മോഡലുകൾ" അല്ലെങ്കിൽ PBPK എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവയിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

ഇൻ വിട്രോ പഠനങ്ങൾ ഒരു സ്പീഷിസിന് മാത്രമായുള്ളതും, ലളിതവും കൂടുതൽ സൗകര്യപ്രദവും കൂടുതൽ വിശദമായതുമായ വിശകലനം അനുവദിക്കുന്നു. മുഴുവൻ മൃഗങ്ങളിലുമുള്ള പഠനങ്ങൾ മനുഷ്യരിലെ പരീക്ഷണങ്ങളെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നതുപോലെ, മുഴുവൻ മൃഗങ്ങളിലുമുള്ള പഠനങ്ങളെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നവയാണ് ഇൻ വിട്രോ പഠനങ്ങൾ.

ലാളിത്യം

ചുരുങ്ങിയത് പതിനായിരക്കണക്കിന് ജീനുകൾ, പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്രകൾ, ആർഎൻഎ തന്മാത്രകൾ, ചെറിയ ഓർഗാനിക് സംയുക്തങ്ങൾ, അജൈവ അയോണുകൾ, മൾട്ടിസെല്ലുലാർ ജീവികളുടെ കാര്യത്തിൽ, അവയവ വ്യവസ്ഥകൾ എന്നിവയാൽ നിർമ്മിതമായ വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ സംവിധാനങ്ങളാണ് ജീവജാലങ്ങൾ. ഈ അസംഖ്യം ഘടകങ്ങൾ പരസ്പരം സംവദിക്കുകയും അവയുടെ പരിസ്ഥിതിയുമായി ഇടപഴകുകയും ഭക്ഷണം പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുകയും മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുകയും ഘടകങ്ങളെ ശരിയായ സ്ഥാനത്തേക്ക് മാറ്റുകയും തന്മാത്രകൾ, മറ്റ് ജീവികൾ, പ്രകാശം, ശബ്ദം, ചൂട്, രുചി, സ്പർശനം, സന്തുലിതാവസ്ഥ എന്നിവയോട് പ്രതികരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. .

ഈ സങ്കീർണ്ണത വ്യക്തിഗത ഘടകങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം തിരിച്ചറിയുന്നതും അവയുടെ അടിസ്ഥാന ജീവശാസ്ത്രപരമായ പ്രവർത്തനങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതും ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു. ഇൻ വിട്രോ വർക്ക് പഠനത്തിൻ കീഴിലുള്ള സിസ്റ്റത്തെ ലളിതമാക്കുന്നു, അതിനാൽ കുറച്ച് ഘടകങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചുകൊണ്ട് പഠനം നടത്താൻ കഴിയും.

ഉദാഹരണത്തിന്, ഇൻ വിട്രോ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ പ്രോട്ടീനുകളെ വേർതിരിച്ചെടുത്തു തിരിച്ചറിയുകയും അവ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ജീനുകളും, ആന്റിജനുകളുമായുള്ള അവയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ പഠിക്കുകയും ചെയ്തില്ലെങ്കിൽ രോഗപ്രതിരോധവ്യവസ്ഥയിലെ പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഐഡന്റിറ്റിയും (ഉദാ. ആന്റിബോഡികൾ), അവ വിദേശ ആന്റിജനുകളെ തിരിച്ചറിയുകയും ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന സംവിധാനവും വളരെ അവ്യക്തമായി തുടരും.

സ്പീഷീസ് പ്രത്യേകത

ഒരു പരീക്ഷണ മൃഗത്തിന്റെ സെല്ലുലാർ പ്രതികരണത്തിൽ നിന്നുള്ള "എക്‌സ്‌ട്രാപോളേഷൻ" കൂടാതെ മനുഷ്യ കോശങ്ങളെ പഠിക്കാൻ കഴിയും എന്നതാണ് ഇൻ വിട്രോ രീതികളുടെ മറ്റൊരു നേട്ടം.

സൗകര്യം, ഓട്ടോമേഷൻ

ഫാർമക്കോളജിയിലോ ടോക്സിക്കോളജിയിലോ തന്മാത്രകൾ പരിശോധിക്കുന്നതിനുള്ള ഉയർന്ന ത്രൂപുട്ട് സ്ക്രീനിംഗ് രീതികൾ നൽകുന്ന ഇൻ വിട്രോ രീതികൾ ലഘുവാക്കുകയും ഓട്ടോമേറ്റ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യാം.

ഇൻ വിട്രോ പഠനങ്ങളുടെ പ്രാഥമിക പോരായ്മ, ഇൻ വിട്രോ വർക്കിന്റെ ഫലങ്ങളിൽ നിന്ന് ജീവനുള്ളവയിലെ ഫലങ്ങൾ വ്യത്യതമാകാം എന്നതാണ്. ഇൻ വിട്രോ വർക്ക് ചെയ്യുന്ന അന്വേഷകരുടെ ഫലങ്ങളുടെ അമിതമായ വ്യാഖ്യാനം ഓർഗാനിസ്മൽ, സിസ്റ്റം ബയോളജി എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള തെറ്റായ നിഗമനങ്ങളിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം.

ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു രോഗകാരിയായ വൈറസ് (ഉദാഹരണത്തിന്, എച്ച്ഐവി-1) ഉള്ള ഒരു അണുബാധയെ ചികിത്സിക്കുന്നതിനായി ഒരു പുതിയ വൈറൽ മരുന്ന് വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞർ , ഇൻ വിട്രോ ക്രമീകരണത്തിൽ (സാധാരണയായി സെൽ കൾച്ചർ) വൈറൽ റെപ്ലിക്കേഷൻ തടയാൻ ഒരു കാൻഡിഡേറ്റ് മരുന്ന് പ്രവർത്തിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തിയേക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ഈ മരുന്ന് ക്ലിനിക്കിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ജീവനുള്ള ജീവികളിൽ (സാധാരണയായി ചെറിയ മൃഗങ്ങൾ, പ്രൈമേറ്റുകൾ, മനുഷ്യർ എന്നിവയിൽ) സുരക്ഷിതവും ഫലപ്രദവുമാണോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ ഇൻ വിവോ ട്രയലുകളുടെ ഒരു പരമ്പരയിലൂടെ അത് ഉപയോഗപ്രദം ആണെന്ന് ഉറപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്. സാധാരണഗതിയിൽ, ഇൻ വിട്രോയിൽ ഫലപ്രദമായ മിക്ക കാൻഡിഡേറ്റ് മരുന്നുകളും, ബാധിത ടിഷ്യൂകളിലേക്ക് മരുന്ന് വിതരണം ചെയ്യുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രശ്നങ്ങൾ മരുന്നുകളുടെ ടോക്സിസിറ്റി, അല്ലെങ്കിൽ മറ്റുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ മൂലം ഇൻ വിവോയിൽ ഫലപ്രദമല്ല.

അനിമൽ ടെസ്റ്റിംഗ് കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന ഒരു രീതി ഇൻ വിട്രോ ബാറ്ററികളുടെ ഉപയോഗമാണ്, അവിടെ ഒന്നിലധികം എൻഡ് പോയിന്റുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നതിനായി നിരവധി ഇൻ വിട്രോ അസെകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഡവലപ്മെന്റൽ ന്യൂറോടോക്സിസിറ്റി, റീപ്രൊഡകടീവ് ടോക്സിസിറ്റി എന്നിവയ്ക്കുള്ളിൽ, അപകടസാധ്യത വിലയിരുത്തേണ്ടതിന് ഏത് രാസവസ്തുക്കൾക്കാണ് മുൻ‌ഗണന നൽകേണ്ടത് എന്നതിൽ ടെസ്റ്റ് ബാറ്ററികൾ സഹായകരമായി മാറുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ഇക്കോടോക്സിക്കോളജിയിൽ ഇൻ വിട്രോ ടെസ്റ്റ് ബാറ്ററികൾ റെഗുലേറ്ററി ആവശ്യങ്ങൾക്കും രാസവസ്തുക്കളുടെ ടോക്സിക്കോളജിക്കൽ മൂല്യനിർണ്ണയത്തിനും ഇതിനകം ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്. ഇൻ വിട്രോ ടെസ്റ്റുകൾ ഇൻ വിവോ ടെസ്റ്റിംഗുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു ഇൻ വിട്രോ ഇൻ വിവോ ടെസ്റ്റ് ബാറ്ററി ഉണ്ടാക്കാം, ഉദാഹരണത്തിന് ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ ടെസ്റ്റിംഗിന്.

ഇൻ വിട്രോ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച ഫലങ്ങൾ, മുഴുവൻ ജീവജാലങ്ങളുടെയും ഇൻ വിവോ പ്രതികരണം പ്രവചിക്കാൻ സാധാരണയായി ട്രാൻസ്പോസ് ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ ഇൻ വിട്രോ ഫലങ്ങളിൽ നിന്ന് ഇൻ വിവോയിലേക്ക് സ്ഥിരവും വിശ്വസനീയവുമായ എക്സ്ട്രാപോളേഷൻ നടപടിക്രമം നിർമ്മിക്കുന്നത് വളരെ പ്രധാനമാണ്. പരിഹാരങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

• ടിഷ്യൂകൾ പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഇൻ വിട്രോ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ സങ്കീർണ്ണതയും അവ തമ്മിലുള്ള ഇടപെടലുകളും ("ഹ്യൂമൻ ഓൺ ചിപ്പ്" സിസ്റ്റങ്ങളിലെന്നപോലെ)
• സങ്കീർണ്ണമായ സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്വഭാവം സംഖ്യാപരമായി അനുകരിക്കാൻ ഗണിത മോഡലിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇതിൽ ഇൻ വിട്രോ ഡാറ്റ മോഡൽ പാരാമീറ്റർ മൂല്യങ്ങൾ നൽകുന്നു.

ഈ രണ്ട് സമീപനങ്ങളും പൊരുത്തമില്ലാത്തവയല്ല; മെച്ചപ്പെട്ട ഇൻ വിട്രോ സംവിധാനങ്ങൾ ഗണിതശാസ്ത്ര മോഡലുകൾക്ക് മികച്ച ഡാറ്റ നൽകുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ഇൻ വിട്രോ പരീക്ഷണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണവും വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതുമായ ഡാറ്റ ആവശ്യമാണ്. സിസ്റ്റം ബയോളജി മോഡലുകൾ പോലുള്ള ഗണിത മാതൃകകൾ ഇവിടെ വളരെ ആവശ്യമാണ്.

• മൃഗ പരീക്ഷണം
• എക്സ് വിവോ
• ഇൻ സൈറ്റു
• ഇൻ യൂട്ടറോ
• ഇൻ വിവോ
• ഇൻ സിലിക്കോ
• ഇൻ പാപ്പിറോ
• ഇൻ നാച്ചുറ
• അനിമൽ ഇൻ വിട്രോ സെല്ലുലാർ ആൻഡ് ഡെവലപ്‌മെന്റ് ബയോളജി
• പ്ലാന്റ് ഇൻ വിട്രോ സെല്ലുലാർ ആൻഡ് ഡെവലപ്‌മെന്റ് ബയോളജി
• ഇൻ വിട്രോ ടോക്സിക്കോളജി
• ഇൻ വിട്രോ ടു ഇൻ വിവോ എക്സ്ട്രാപോളേഷൻ
• സ്ലൈസ് തയ്യാറാക്കൽ