Biological pacemaker
एक जैविक पेसमेकर एक या अधिक प्रकार के सेलुलर घटक होते हैं, जो जब "हृदय के कुछ क्षेत्रों में प्रत्यारोपित या इंजेक्ट किए जाते हैं", तो विशिष्ट विद्युत उत्तेजनाओं का उत्पादन करते हैं जो शरीर की प्राकृतिक पेसमेकर कोशिकाओं की नकल करते हैं। हृदय अवरोध, धीमी हृदय गति और अतुल्यकालिक हृदय निलय संकुचन जैसे मुद्दों के लिए जैविक पेसमेकर का संकेत दिया जाता है। जैविक पेसमेकर का उद्देश्य कृत्रिम हृदय पेसमेकर के विकल्प के रूप में है जो 1950 के दशक के अंत से मानव उपयोग में है। उनकी सफलता के बावजूद, पिछले दशकों के दौरान कृत्रिम पेसमेकरों के साथ कई सीमाएं और समस्याएं सामने आई हैं जैसे कि इलेक्ट्रोड फ्रैक्चर या इन्सुलेशन को नुकसान, संक्रमण, बैटरी विनिमय के लिए पुनः संचालन, और शिरापरक घनास्त्रता। समय से पहले जन्म लेने वाले नवजात शिशुओं सहित बच्चों में एक विकल्प की आवश्यकता सबसे अधिक स्पष्ट है, जहां आकार बेमेल है और यह तथ्य कि पेसमेकर बच्चों के साथ नहीं बढ़ता है, एक समस्या है। इनमें से कई मुद्दों को कम करने के लिए एक अधिक जैविक दृष्टिकोण अपनाया गया है। हालांकि, प्रत्यारोपित जैविक पेसमेकर कोशिकाओं को अभी भी आम तौर पर एक कृत्रिम पेसमेकर के साथ पूरक होने की आवश्यकता होती है, जबकि कोशिकाएं हृदय ऊतक के साथ आवश्यक विद्युत कनेक्शन बनाती हैं। इतिहास जैविक पेसमेकर के साथ पहला सफल प्रयोग अर्जांग रुहपरवार के समूह द्वारा जर्मनी के हनोवर मेडिकल स्कूल में प्रत्यारोपित भ्रूण हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाओं का उपयोग करके किया गया था। यह प्रक्रिया पहली बार 2001 में अनाहेम में अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन के वैज्ञानिक सत्रों में शुरू की गई थी, और परिणाम 2002 में प्रकाशित किए गए थे। कुछ महीनों बाद, जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के एडुआर्डो मारबन के समूह ने गिनी पिग मॉडल का उपयोग करके अन्यथा गैर-अंतरिक्ष बनाने वाले वयस्क कार्डियोमायोसाइट्स में पेसमेकिंग गतिविधि की पीढ़ी की दिशा में पहला सफल जीन-चिकित्सीय दृष्टिकोण प्रकाशित किया। जांचकर्ताओं ने सामान्य हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाओं में अव्यक्त पेसमेकर क्षमता का अनुमान लगाया। इस संभावित क्षमता को जीन किर2 द्वारा कूटबद्ध आंतरिक-सुधारक पोटेशियम धारा आई. के. 1 द्वारा दबा दिया जाता है जो पेसमेकर कोशिकाओं में व्यक्त नहीं होता है। एक निश्चित स्तर से नीचे आई. के. 1 के विशिष्ट अवरोध द्वारा, कार्डियोमायोसाइट्स की सहज गतिविधि को वास्तविक पेसमेकर कोशिकाओं के क्रिया संभावित पैटर्न के समान देखा गया। इस बीच, अन्य जीन और कोशिकाओं की खोज की गई है, जिसमें भ्रूण स्टेम कोशिकाओं से प्राप्त हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाएं, "एचसीएन" जीन शामिल हैं जो जंगली प्रकार के पेसमेकर करंट आई (एफ) को कूटबद्ध करते हैं। माइकल रोसेन के समूह ने प्रदर्शित किया कि एचसीएन2-संक्रमित मानव मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं (एचएमएससी) के प्रत्यारोपण से इन विट्रो और इन विवो में कार्यात्मक एचसीएन2 चैनलों की अभिव्यक्ति होती है, जो कार्डियक मायोसाइट्स में एचसीएन2 जीन की अत्यधिक अभिव्यक्ति की नकल करती है। 2010 में, रुहपरवार के समूह ने फिर से एक प्रकार के जैविक पेसमेकर का प्रदर्शन किया, इस बार यह दिखाया कि हृदय की मांसपेशियों में "एडेनाइलेट साइक्लेज" जीन के इंजेक्शन से एक जैविक हृदय पेसमेकर बनाया जा सकता है। 2014 में, टीबीएक्स18 नामक एक जीन को हृदय अवरोध के कारण हृदय गति को तेज करने के लिए गैर-आक्रामक रूप से लागू किया गया है। 2015 में हाल के अध्ययनों में, चूहों के हृदय में ऑप्टोजेनेटिक दृष्टिकोण का प्रयोग किया गया है, जहां एक हल्के संवेदनशील ट्रांसजीन (चैनलहोडॉप्सिन-2) ने चूहों के निलय के कई स्थलों को इंजेक्शन दिया, जो इसके अलावा, एक नीली रोशनी विकिरण द्वारा इंजेक्शन स्थलों को एक साथ उत्तेजित कर सकता है। अमेरिकी आविष्कार कार्डियक इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी एम्बेडेड सिस्टम इम्प्लांट्स (मेडिसिन) न्यूरोप्रोस्थेटिक्स प्रोस्थेटिक्स