Vitamin A Vision Discovery : गर्भात बाळाची दृष्टी कशी तयार होते? 30 वर्षांचं कोडं सुटलं

मानवी दृष्टीच्या विकासात 'व्हिटॅमिन ए' आणि थायरॉईड हार्मोन्सची भूमिका किती महत्त्वाची असते, याचा एक थक्क करणारा शोध 'जॉन्स हॉपकिन्स युनिव्हर्सिटी'च्या शास्त्रज्ञांनी लावला आहे.

व्हिटॅमिन ए चा नवा शोध

अमेरिकेतील 'जॉन्स हॉपकिन्स युनिव्हर्सिटी'च्या संशोधकांनी मानवी दृष्टीच्या विकासात 'व्हिटॅमिन ए'च्या (Vitamin A derivative) भूमिकेबद्दल एक मोठा शोध लावला आहे. थायरॉईड हार्मोन्ससोबत मिळून हा रेणू डोळ्याचा मध्यभाग कसा तयार करतो, हे या संशोधनातून समोर आलं आहे. याच मध्यभागामुळे आपल्याला स्पष्ट दिसतं. विशेष म्हणजे, या शोधामुळे गेल्या ३० वर्षांपासून चालत आलेला एक वैज्ञानिक समज खोटा ठरला आहे.

गर्भात बाळ वाढत असताना त्याच्या रेटिनामध्ये (Retina) होणाऱ्या एका अनपेक्षित बदलावर हे संशोधन आधारित आहे. सुरुवातीला निळा प्रकाश ओळखणाऱ्या पेशी नंतर लाल आणि हिरवा प्रकाश ओळखणाऱ्या पेशींमध्ये बदलतात. याच विचित्र बदलामुळे मानवाला स्पष्ट आणि मध्यवर्ती दृष्टी (Central vision) मिळते.

संशोधकांनी हे कसं साध्य केलं?

मानवी दृष्टी कशी विकसित होते हे समजून घेण्यासाठी जॉन्स्टन आणि त्यांच्या टीमने एका नव्या तंत्रज्ञानाचा वापर केला. प्राण्यांवर प्रयोग करण्याऐवजी त्यांनी लॅबमध्येच 'ऑरगॅनॉइड्स' (Organoids) नावाचे मानवी रेटिनाच्या टिशूंचे छोटे मॉडेल्स तयार केले.

गर्भाच्या पेशींपासून बनवलेले हे छोटे टिशू अगदी मानवी रेटिनासारखेच काम करत होते. काही महिने या रेटिना ऑरगॅनॉइड्सचं निरीक्षण केल्यावर, शास्त्रज्ञांना गर्भावस्थेत होणारे अत्यंत सूक्ष्म बदल अचूकपणे टिपता आले.

त्यांचं मुख्य लक्ष रेटिनाच्या मध्यभागी असलेल्या 'फोव्हिओला' (Foveola) नावाच्या एका छोट्या भागावर होतं. रेटिना हा डोळ्याच्या मागचा असा पडदा आहे जो प्रकाश ओळखून मेंदूला सिग्नल पाठवतो. यातला फोव्हिओला भाग आपल्याला वाचायला, चेहरे ओळखायला आणि बारकावे टिपायला मदत करतो.

स्पष्ट दृष्टीमागचं रहस्य काय?

फोव्हिओला भाग समजून घेण्यासाठी 'कोन सेल्स' (Cones) नावाच्या प्रकाश-संवेदनशील पेशींबद्दल माहिती असणं गरजेचं आहे. कमी प्रकाशात पाहण्यासाठी मदत करणाऱ्या 'रॉड सेल्स' (Rods) पेक्षा या वेगळ्या असतात. कोन सेल्स दिवसा पाहण्यासाठी आणि रंग ओळखण्यासाठी उपयोगी पडतात. मानवामध्ये ३ प्रकारच्या कोन सेल्स असतात, ज्या निळ्या, हिरव्या आणि लाल रंगाच्या लाटा ओळखतात. या तिन्ही पेशींकडून येणाऱ्या सिग्नल्सची तुलना करूनच आपला मेंदू वेगवेगळे रंग ओळखतो.

पण, या कोन सेल्स रेटिनामध्ये सगळीकडे सारख्या नसतात. फोव्हिओला भागात फक्त लाल आणि हिरव्या कोन सेल्स असतात; तिथे निळ्या कोन सेल्स नसतात. डोळ्याच्या मध्यभागी अत्यंत स्पष्ट दृष्टी तयार होण्यामागे हीच विशिष्ट रचना कारणीभूत असते.

उंदीर आणि माशांसारख्या प्राण्यांचे डोळे माणसांसारखे नसल्यामुळे, ही रचना कशी तयार होते हे शोधणं शास्त्रज्ञांसाठी अनेक दशकांपासून कठीण होतं. पण लॅबमध्ये तयार केलेल्या कृत्रिम मानवी रेटिनामुळे या जुन्या कोड्याचं उत्तर शोधण्याची नवी संधी मिळाली.

व्हिटॅमिन ए आणि थायरॉईड हार्मोन्सची जोडी

संशोधकांना असं आढळलं की, फोव्हिओला भागात कोन सेल्सची रचना दोन महत्त्वाच्या प्रक्रियांमधून तयार होते.

१० ते १२ आठवडे - गर्भाच्या विकासादरम्यान, फोव्हिओला भागात सुरुवातीला खूप कमी निळ्या कोन सेल्स असतात.

१४ वा आठवडा - या टप्प्यावर पोहोचल्यावर, या निळ्या पेशी लाल आणि हिरव्या कोन सेल्समध्ये बदलतात. या बदलामागे दोन मुख्य रासायनिक घटक आहेत:

रेटिनोइक ॲसिड (Retinoic Acid) - व्हिटॅमिन ए पासून तयार होणारा हा रेणू शरीरातील पेशींची वाढ नियंत्रित करतो. रेटिनाच्या विकासादरम्यान, या रेणूचं विघटन मध्यभागात निळ्या कोन सेल्स तयार होण्यावर नियंत्रण ठेवतं.

थायरॉईड हार्मोन्स (Thyroid Hormones) - शरीराची चयापचय क्रिया नियंत्रित करणारे हे हार्मोन्स उरलेल्या निळ्या कोन सेल्सना लाल आणि हिरव्या पेशींमध्ये बदलण्यासाठी चालना देतात.

३० वर्षांच्या जुन्या सिद्धांताला आव्हान

या संशोधनाचे निष्कर्ष दृष्टीच्या अभ्यासात अनेक दशकांपासून चालत आलेल्या एका सिद्धांताला छेद देतात. जुन्या सिद्धांतानुसार, शास्त्रज्ञांचा असा समज होता की फोव्हिओलामध्ये सुरुवातीला तयार होणाऱ्या निळ्या कोन सेल्स रेटिना विकसित होताना तिथून दूर जातात. एकदा का एखादी पेशी तयार झाली की तिची ओळख बदलत नाही, असं मानलं जायचं.

पण नवा शोध वेगळंच काहीतरी सांगतो. या निळ्या कोन सेल्स आपली जागा सोडण्याऐवजी स्वतःची ओळख बदलतात आणि लाल किंवा हिरव्या पेशी बनतात. जॉन्स्टन सांगतात की, "सुमारे ३० वर्षांपूर्वीच्या जुन्या सिद्धांतानुसार निळ्या पेशी तिथून दूर जातात असं मानलं जायचं. पण आमचा डेटा एका वेगळ्याच मॉडेलला दुजोरा देतो. या पेशी वेळेनुसार स्वतःमध्ये बदल घडवून आणतात, ही खरोखरच खूप आश्चर्यकारक गोष्ट आहे."

दृष्टीदोष दूर करण्यासाठी हा शोध फायदेशीर ठरेल?

निरोगी डोळे कसे तयार होतात हे सांगण्यासोबतच, रेटिनाच्या आजारांवर उपचार करण्यासाठीही हा अभ्यास खूप मदत करेल. विशेषतः, वृद्धांमध्ये मध्यवर्ती दृष्टी गमावण्यास कारणीभूत ठरणाऱ्या 'मॅक्युलर डिजेनेरेशन' (Macular Degeneration) या आजारावर उपचार करण्यासाठी याचा मोठा फायदा होईल. हा आजार मध्यवर्ती दृष्टीसाठी जबाबदार असलेल्या मॅक्युलाला नष्ट करतो, ज्यामुळे वाचायला, गाडी चालवायला आणि चेहरे ओळखायला त्रास होतो.

सध्याचे उपचार फक्त आजाराचा वेग कमी करू शकतात, पण त्यावर कायमस्वरूपी उपाय नाही. रेटिना प्रकाश-संवेदनशील पेशी कशा तयार करतो हे समजून घेतल्यास, लॅबमध्ये निरोगी पर्यायी पेशी तयार करणं शक्य होईल.

या अभ्यासाच्या सह-लेखिका आणि रेणू जीवशास्त्रज्ञ कतारझिना हसी (Katarzyna Hussey) म्हणतात, "ऑरगॅनॉइड तंत्रज्ञानाचा वापर करून रुग्णांसाठी योग्य प्रकाश-संवेदनशील पेशी तयार करणं हे आमचं ध्येय आहे." यामुळे गमावलेली दृष्टी परत मिळवून देणाऱ्या 'सेल रिप्लेसमेंट थेरपी'चे (Cell replacement therapy) दरवाजे उघडले आहेत.

सध्या तरी, मानवी डोळ्याला स्पष्ट दृष्टी कशी मिळते याचं अचूक उत्तर या संशोधनाने दिलं आहे. व्हिटॅमिन ए आणि थायरॉईड हार्मोन्स रेटिना कसा तयार करतात हे शोधून काढल्यामुळे, विज्ञान जगताने दृष्टीदोष दूर करण्याच्या दिशेने एक मोठं पाऊल टाकलं आहे.