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2 Feb 2026·Source: The Indian Express
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3डी लंग मॉडल से टीबी दवाओं के परीक्षण में सुधार

आईआईएससी, बेंगलुरु में अत्याधुनिक अनुसंधान, टीबी दवा परीक्षण के लिए 3डी लंग मॉडल का उपयोग।

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3डी लंग मॉडल से टीबी दवाओं के परीक्षण में सुधार

Photo by CDC

त्वरित संशोधन

1.

IISc Bengaluru: Developing 3D lung model for TB drug testing

दृश्य सामग्री

Location of Indian Institute of Science (IISc)

This map shows the location of the Indian Institute of Science (IISc) in Bengaluru, where the 3D lung model for TB drug testing is being developed.

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📍Karnataka

परीक्षा के दृष्टिकोण

1.

GS Paper III: Science and Technology - Developments and their applications and effects in everyday life

2.

GS Paper II: Health - Issues relating to development and management of Social Sector/Services relating to Health

3.

Potential question types: Statement-based, analytical questions on drug development and testing methodologies

विस्तृत सारांश देखें

सारांश

भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी), बेंगलुरु के शोधकर्ता तपेदिक (टीबी) के लिए दवाओं के परीक्षण में सुधार के लिए मानव फेफड़े के एक अत्याधुनिक 3डी मॉडल का उपयोग कर रहे हैं। यह नवीन दृष्टिकोण टीबी दवाओं के फेफड़े के जटिल वातावरण में व्यवहार का अधिक सटीक और कुशल मूल्यांकन करने की अनुमति देता है। 3डी लंग मॉडल मानव फेफड़े की संरचना और कार्य की नकल करता है, जो पारंपरिक तरीकों की तुलना में अधिक यथार्थवादी परीक्षण स्थल प्रदान करता है। इस प्रगति से टीबी के लिए नए और अधिक प्रभावी उपचारों के विकास में तेजी आने की उम्मीद है।

पृष्ठभूमि

ड्रग परीक्षण के लिए इन-विट्रो मॉडल का विकास एक समृद्ध इतिहास है, जो सरल सेल कल्चर से लेकर जटिल 3D संरचनाओं तक विकसित हुआ है। शुरुआती दवा परीक्षण जानवरों के मॉडल पर बहुत अधिक निर्भर थे, जो अक्सर शारीरिक अंतरों के कारण मानव प्रतिक्रियाओं की सटीक भविष्यवाणी करने में विफल रहते थे। इससे सेल-आधारित परख की खोज हुई, शुरू में 2D सेल कल्चर का उपयोग किया गया। हालांकि, इन 2D मॉडलों में इन-विवो वातावरण की जटिलता का अभाव था, जिससे अधिक परिष्कृत 3D मॉडल का विकास हुआ। 3D मॉडल में परिवर्तन एक महत्वपूर्ण प्रगति थी। ये मॉडल, जिनमें स्फेरोइड्स और ऑर्गेनोइड्स शामिल हैं, जीवित ऊतकों में पाए जाने वाले सेलुलर इंटरैक्शन और माइक्रोएन्वायरमेंट की बेहतर नकल करते हैं। बायोमैटिरियल्स और उन्नत सेल कल्चर तकनीकों के उपयोग ने शोधकर्ताओं को ऐसी संरचनाएं बनाने में सक्षम बनाया जो अंगों की वास्तुकला और कार्य के समान हैं। यह विकास अधिक सटीक और विश्वसनीय दवा परीक्षण विधियों की आवश्यकता से प्रेरित है, जिससे पशु परीक्षण पर निर्भरता कम हो और दवा विकास प्रक्रिया में तेजी आए। FDA (खाद्य एवं औषधि प्रशासन) और EMA (यूरोपीय औषधि एजेंसी) जैसी नियामक संस्थाएं दवा विकास में इन-विट्रो मॉडल के मूल्य को तेजी से पहचान रही हैं। ये एजेंसियां दवा परीक्षण की दक्षता और सटीकता में सुधार के लिए उन्नत इन-विट्रो मॉडल के उपयोग को प्रोत्साहित कर रही हैं, जिससे नई दवाओं को बाजार में लाने से जुड़े समय और लागत को संभावित रूप से कम किया जा सके। IISc द्वारा 3D फेफड़े के मॉडल का विकास इस प्रवृत्ति के अनुरूप है, जो टीबी दवाओं के परीक्षण के लिए अधिक शारीरिक रूप से प्रासंगिक मंच प्रदान करता है।

नवीनतम घटनाक्रम

दवा परीक्षण पद्धतियों में हाल की प्रगति में इन-विट्रो और इन-विवो अध्ययनों से उत्पन्न बड़े डेटासेट का विश्लेषण करने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) और मशीन लर्निंग (ML) का एकीकरण शामिल है। ये प्रौद्योगिकियां संभावित दवा उम्मीदवारों की पहचान करने और उनकी प्रभावकारिता और विषाक्तता की अधिक सटीकता के साथ भविष्यवाणी करने में मदद कर सकती हैं। ऑर्गन-ऑन-ए-चिप तकनीक का उपयोग, जो माइक्रोफ्लुइडिक्स और सेल कल्चर को जोड़ती है, भी गति पकड़ रहा है, जिससे दवा परीक्षण के लिए अत्यधिक नियंत्रित और शारीरिक रूप से प्रासंगिक सूक्ष्म वातावरण का निर्माण हो रहा है। दवा विकास के क्षेत्र में चल रही बहसें पशु परीक्षण के नैतिक विचारों और अधिक भविष्य कहनेवाला मानव-प्रासंगिक मॉडल की आवश्यकता के इर्द-गिर्द घूमती हैं। इस बात पर बढ़ती सहमति है कि उन्नत इन-विट्रो मॉडल, जैसे IISc द्वारा विकसित 3D फेफड़े का मॉडल, पशु परीक्षण पर निर्भरता को कम करने और नैदानिक परीक्षणों की सफलता दर में सुधार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान परिषद (CSIR) जैसे संस्थान वैकल्पिक परीक्षण विधियों के विकास और सत्यापन को सक्रिय रूप से बढ़ावा दे रहे हैं। दवा परीक्षण के लिए भविष्य के दृष्टिकोण में व्यक्तिगत चिकित्सा दृष्टिकोण का विकास शामिल है, जहां दवा उपचार व्यक्तिगत रोगियों के आनुवंशिक और शारीरिक विशेषताओं के आधार पर तैयार किए जाते हैं। इसके लिए परिष्कृत इन-विट्रो मॉडल के उपयोग की आवश्यकता होगी जो रोगी की विशिष्ट रोग स्थिति को सटीक रूप से दोहरा सके और विभिन्न दवाओं के प्रति उनकी प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी कर सके। जीनोमिक्स, प्रोटीओमिक्स और अन्य ओमिक्स प्रौद्योगिकियों का एकीकरण इन मॉडलों की भविष्य कहनेवाला शक्ति को और बढ़ाएगा, जिससे अधिक प्रभावी और लक्षित चिकित्सा का मार्ग प्रशस्त होगा।

अक्सर पूछे जाने वाले सवाल

1. What is the main purpose of the 3D lung model developed by IISc Bengaluru, and why is it important?

The 3D lung model developed by IISc Bengaluru is primarily for improving the testing of drugs for tuberculosis (TB). It's important because it provides a more accurate and efficient way to assess how TB drugs behave within the lung's complex environment, potentially accelerating the development of new treatments.

2. How does the 3D lung model enhance TB drug testing compared to traditional methods?

The 3D lung model mimics the structure and function of the human lung, offering a more realistic testing environment than traditional methods like 2D cell cultures or animal models. This leads to a more accurate assessment of drug behavior and potential efficacy.

3. What are the key facts about the 3D lung model for UPSC Prelims?

For UPSC Prelims, remember that the Indian Institute of Science (IISc), Bengaluru, is developing a 3D lung model for TB drug testing. Focus on the institution involved and the purpose of the model.

4. Why is the development of a 3D lung model for TB drug testing considered a significant advancement?

It is significant because traditional drug testing methods often fail to accurately predict how drugs will behave in the human lung. The 3D model offers a more realistic environment, potentially leading to the development of more effective TB treatments and reducing the reliance on animal models.

5. How might this 3D lung model impact common citizens?

If the 3D lung model accelerates the development of more effective TB drugs, it could lead to better treatment outcomes, reduced transmission rates, and improved public health overall. This is especially important in regions where TB is prevalent.

6. What are the recent developments related to drug testing methodologies, as mentioned in the background context?

Recent advancements include the integration of artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) to analyze data from drug testing, and the use of organ-on-a-chip technology, which combines microfluidics and cell cultures to mimic organ functions.

7. What is 'organ-on-a-chip' technology, and how is it relevant to the 3D lung model?

Organ-on-a-chip technology combines microfluidics and cell cultures to mimic the functions of organs. It's relevant because the 3D lung model could potentially be integrated with organ-on-a-chip technology for even more realistic and comprehensive drug testing.

8. What are the potential drawbacks or limitations of relying solely on in-vitro models like the 3D lung model for drug testing?

While in-vitro models offer advantages, they may not fully replicate the complexity of the human body, including immune responses and interactions with other organs. Therefore, results from 3D lung models need to be validated with further studies.

9. Why is this topic in the news recently?

This topic is in the news due to the recent advancements made by researchers at the Indian Institute of Science (IISc), Bengaluru, in developing and using a 3D model of the human lung to improve TB drug testing efficiency.

10. For UPSC Mains, how can I use the information about the 3D lung model in an answer related to healthcare or science and technology?

In a Mains answer, you can cite the 3D lung model as an example of innovative approaches to drug discovery and testing, highlighting its potential to accelerate the development of treatments for diseases like tuberculosis. You can also discuss the broader implications for reducing reliance on animal models and improving the efficiency of pharmaceutical research.

बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQ)

1. भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc), बेंगलुरु द्वारा विकसित 3D फेफड़े के मॉडल के बारे में निम्नलिखित कथनों पर विचार करें: 1. इसका उपयोग HIV के लिए दवाओं के परीक्षण में सुधार के लिए किया जाता है। 2. यह मानव फेफड़े की संरचना और कार्य की नकल करता है, जिससे अधिक यथार्थवादी परीक्षण वातावरण मिलता है। 3. इससे तपेदिक (TB) के लिए नए उपचारों के विकास में देरी होने की उम्मीद है। ऊपर दिए गए कथनों में से कौन सा/से सही है/हैं?

  • A.केवल 1
  • B.केवल 2
  • C.केवल 1 और 3
  • D.1, 2 और 3
उत्तर देखें

सही उत्तर: B

कथन 1 गलत है: 3D फेफड़े के मॉडल का उपयोग HIV के लिए नहीं, बल्कि तपेदिक (TB) के लिए दवाओं के परीक्षण के लिए किया जाता है। कथन 2 सही है: मॉडल मानव फेफड़े की संरचना और कार्य की नकल करता है, जिससे पारंपरिक तरीकों की तुलना में अधिक यथार्थवादी परीक्षण वातावरण मिलता है। कथन 3 गलत है: 3D फेफड़े के मॉडल से TB के लिए नए उपचारों के विकास में तेजी आने की उम्मीद है, न कि देरी। इसलिए, केवल कथन 2 सही है।

2. तपेदिक (TB) दवा परीक्षण के लिए पारंपरिक 2D सेल कल्चर के विपरीत, 3D फेफड़े के मॉडल का उपयोग करने का प्राथमिक लाभ निम्नलिखित में से कौन सा है?

  • A.परीक्षण की कम लागत
  • B.तेजी से दवा स्क्रीनिंग प्रक्रिया
  • C.जटिल फेफड़े के वातावरण में दवा के व्यवहार का अधिक सटीक आकलन
  • D.पशु परीक्षण की आवश्यकता को समाप्त करना
उत्तर देखें

सही उत्तर: C

3D फेफड़े के मॉडल का उपयोग करने का प्राथमिक लाभ यह है कि यह फेफड़े के जटिल वातावरण में दवा के व्यवहार का अधिक सटीक आकलन करने की अनुमति देता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि 3D मॉडल मानव फेफड़े की संरचना और कार्य की नकल करता है, जिससे पारंपरिक 2D सेल कल्चर की तुलना में अधिक यथार्थवादी परीक्षण स्थल मिलता है। जबकि 3D मॉडल तेजी से स्क्रीनिंग और कम पशु परीक्षण में योगदान कर सकता है, सबसे महत्वपूर्ण लाभ दवा प्रभावकारिता की भविष्यवाणी में बेहतर सटीकता है।

3. अभिकथन (A): IISc बेंगलुरु द्वारा विकसित 3D फेफड़े के मॉडल से TB के लिए नए और अधिक प्रभावी उपचारों के विकास में तेजी आने की उम्मीद है। कारण (R): 3D फेफड़े का मॉडल पारंपरिक तरीकों की तुलना में अधिक यथार्थवादी परीक्षण स्थल प्रदान करता है, जिससे फेफड़े के जटिल वातावरण में TB दवाओं के व्यवहार का अधिक सटीक और कुशल आकलन किया जा सकता है। उपरोक्त के संदर्भ में, निम्नलिखित में से कौन सा सही है?

  • A.A और R दोनों सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
  • B.A और R दोनों सत्य हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
  • C.A सत्य है लेकिन R असत्य है
  • D.A असत्य है लेकिन R सत्य है
उत्तर देखें

सही उत्तर: A

अभिकथन और कारण दोनों सत्य हैं, और कारण अभिकथन की सही व्याख्या करता है। 3D फेफड़े के मॉडल की फेफड़े के वातावरण की सटीक नकल करने की क्षमता से TB दवाओं का अधिक कुशल और सटीक आकलन होता है, जिससे नए उपचारों के विकास में तेजी आती है।