जब ऊतक गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो जीवित कोशिकाएं जैविक मरम्मत के एक केंद्रित विस्फोट में प्रतिक्रिया कर सकती हैं जिसे प्रतिपूरक प्रसार के रूप में जाना जाता है। इस जीवित रहने की रणनीति को पहली बार मक्खी के लार्वा में पहचाने जाने के लगभग 50 साल बाद, वैज्ञानिकों ने अब इसके पीछे आणविक तंत्र को इंगित किया है।
इज़राइल में वीज़मैन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस की एक टीम के नेतृत्व में शोधकर्ताओं के अनुसार, यह समझना कि यह प्रक्रिया कैसे काम करती है – और इसमें कैसे हेरफेर किया जा सकता है – कैंसर को दोबारा लौटने से रोकने के नए तरीके विकसित करने में मदद कर सकता है।
खोज के लिए महत्वपूर्ण हैं कैसपेज़, क्रमादेशित कोशिका मृत्यु से जुड़े एंजाइम (जहां शरीर स्वस्थ रहने या ऊतकों को तराशने के लिए कोशिकाओं को नष्ट कर देता है)। हाल के वर्षों में, अध्ययनों से पता चला है कि कैसपेज़ हमेशा हत्यारे नहीं होते हैं – वे कई अन्य आवश्यक प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, जिसके कारण उनका अध्ययन यहां किया गया।
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अनुसंधान दल प्रतिपूरक प्रसार के साथ शुरुआत में वापस चला गया, उसी प्रयोग का उपयोग करके जिससे इसकी खोज हुई: फल-मक्खी को नष्ट करना (ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर) उच्च खुराक वाले विकिरण वाले लार्वा। इस बार, वैज्ञानिक पुनर्जनन चरण पर अधिक बारीकी से नज़र रख रहे थे।
“हम उन कोशिकाओं की पहचान करने के लिए निकले हैं जो आत्म-विनाश बटन दबाती हैं लेकिन फिर भी जीवित रहती हैं,” वीज़मैन इंस्टीट्यूट के पहले लेखक और आणविक आनुवंशिकीविद् त्सिल ब्रौन कहते हैं।
“ऐसा करने के लिए, हमने एक विलंबित सेंसर का उपयोग किया जो उन कोशिकाओं पर रिपोर्ट करता था जिनमें सर्जक कैस्पेज़ सक्रिय हो गया था लेकिन फिर भी विकिरण से बच गया।”
शोधकर्ताओं ने पाया कि, विकिरण क्षति के बाद, ऊतक दो प्रकार की जीवित कोशिकाओं के बीच टीम वर्क के माध्यम से पुनर्जीवित होता है।
एक प्रकार की कोशिकाओं को शुरू में मृत्यु के लिए चिह्नित किया जाता है – वे ड्रोनक नामक फल मक्खी कैस्पेज़ को सक्रिय करते हैं – लेकिन अंततः वे मरने का विरोध करते हैं और क्षतिग्रस्त ऊतकों की मरम्मत के लिए तेजी से खुद को बढ़ाते हैं। टीम ने इन्हें Dronc-activating (DARE) सेल नाम दिया।
आगे के विश्लेषण से पता चला कि डेयर कोशिकाएं अकेले कार्य नहीं करती हैं।
ब्रौन कहते हैं, “हमने मृत्यु-प्रतिरोधी कोशिकाओं की एक और आबादी की पहचान की, लेकिन डीएआरई कोशिकाओं के विपरीत, उन्होंने सर्जक कैस्पेज़ की कोई सक्रियता नहीं दिखाई। हमने उन्हें एनएआरई कोशिकाएं कहा।”
हालाँकि इन NARE कोशिकाओं को मृत्यु के लिए लेबल नहीं किया गया था, उन्हें मरम्मत करने के लिए DARE कोशिकाओं द्वारा भर्ती किया गया है। वे बहुत अधिक पुनर्जनन को रोकने के लिए प्रक्रिया को भी विनियमित करते हैं।
महत्वपूर्ण बात यह है कि उत्तरजीवी डेयर कोशिकाएं और मरम्मत किए गए ऊतक जिन्हें वे उत्पन्न करने में मदद करते हैं, मृत्यु के प्रति और भी अधिक प्रतिरोधी हैं। विकिरण के दूसरे विस्फोट के बाद, उन्हें मारना बहुत कठिन हो गया, एक ऐसी घटना जो पहले कैंसर ट्यूमर में देखी गई थी।
वीज़मैन इंस्टीट्यूट के आणविक आनुवंशिकीविद् एली अरामा कहते हैं, “डीएआरई कोशिकाओं के वंशज असाधारण रूप से प्रतिरोधी पाए गए – मूल ऊतक की कोशिकाओं की तुलना में कोशिका मृत्यु के प्रति सात गुना अधिक प्रतिरोधी।”
“इससे यह समझाने में मदद मिल सकती है कि विकिरण के बाद बार-बार होने वाले ट्यूमर अधिक प्रतिरोधी क्यों हो जाते हैं।”
शोधकर्ताओं ने एक आणविक मोटर प्रोटीन, Myo1D की भी पहचान की, जो DARE कोशिकाओं को मृत्यु से बचाता है। फिर, कैंसर जीव विज्ञान से एक लिंक है: ऐसा माना जाता है कि कैंसर जीवित रहने के लिए Myo1D का भी उपयोग कर सकता है।
हालांकि इन परिणामों को अभी भी मानव ऊतकों में पुष्टि करने की आवश्यकता है, अब जब हम प्रतिपूरक प्रसार के विस्तृत यांत्रिकी को जानते हैं, तो यह कहीं अधिक संभावना है कि वैज्ञानिक इसे बढ़ावा देने या सक्षम करने (ऊतक क्षति को ठीक करने) या इसे अवरुद्ध करने (कैंसर को रोकने) के तरीके ढूंढ लेंगे।
अरामा कहते हैं, “हमें उम्मीद है कि, जैसा कि अक्सर फ्लाई मॉडल के मामले में होता है, यहां प्राप्त ज्ञान को उन तंत्रों की समझ में अनुवादित किया जा सकता है जो विकास को संतुलित करते हैं और मानव ऊतकों में कोशिका मृत्यु के लिए प्रतिरोध प्रदान करते हैं।”
“परिणाम नए तरीकों की ओर भी इशारा करते हैं जिससे हम चोट के बाद स्वस्थ ऊतकों के लाभकारी पुनर्जनन में तेजी लाने में सक्षम हो सकते हैं।”
में शोध प्रकाशित किया गया है प्रकृति संचार.
