भारतीय शोधकर्ताओं द्वारा एक ऐतिहासिक अध्ययन ने न केवल निकट-मृत्यु चरण से उबरने वाली कोशिकाओं के सबूत पाए हैं, बल्कि आणविक तंत्र भी पाया है जो वसूली प्रक्रिया को चलाता है, क्रमादेशित कोशिका मृत्यु के विपरीत। सेंटर फॉर सेलुलर एंड मॉलिक्यूलर बायोलॉजी (CSIR-CCMB), हैदराबाद के वैज्ञानिक, उत्तरजीविता तंत्र को कॉल करते हैं जिसे उन्होंने “प्रोग्राम्ड सेल रिवाइवल” के रूप में उजागर किया था। CCMB के एक वरिष्ठ शोधकर्ता और CCMB के एक वरिष्ठ शोधकर्ता और A के संगत लेखक डॉ। संतोष चौहान ने कहा, “हमने यहां एक आनुवंशिक रूप से एन्कोडेड इंट्रिंसिक रिवाइवल कोड की खोज की, जिसे हमने प्रोग्राम्ड सेल रिवाइवल के रूप में नामित किया, जो कोशिकाओं को निकट-मृत्यु राज्य से उबरने की अनुमति देता है,” सीसीएमबी के एक वरिष्ठ शोधकर्ता डॉ। संतोष चौहान और ए के संगत लेखक। प्रकाशित कागज में द एम्बो जर्नल कहते हैं।
प्रोग्राम्ड सेल डेथ को आमतौर पर एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया माना जाता है। हालांकि, हाल के वर्षों में, शोधकर्ताओं ने सबूत पाए हैं कि कोशिका मृत्यु के कुछ रूपों को वास्तव में कुछ शर्तों के तहत उलट दिया जा सकता है। डॉ। संतोष चौहान के नेतृत्व में CCMB शोधकर्ताओं द्वारा किए गए अध्ययन ने पहली बार प्रमुख आणविक तंत्रों को उजागर किया है जो कोशिका मृत्यु के उलट को विनियमित करते हैं।
नसीब
कोशिकाओं के क्रमादेशित सेल पुनरुद्धार के पहले संकेतों को दुर्घटना से खोजा गया था जब कौटिल्य कुमार जेना, जो लगभग छह साल पहले एक पीएचडी छात्र थे और अब ब्रिक-इंस्टिट्यूट ऑफ लाइफ साइंसेज में, भुवनेश्वर ने एक मौत-उत्प्रेरण एजेंट (एल-ल्यूसिल-लेयुकेन मिथाइल एस्टर-ललोम-मई की एक उपज को जोड़ा था, जो कि ललोमे-मई को जोड़ा गया था। मृत्यु के बजाय कोशिकाओं की। जो कोशिकाएं प्लेट की सतह से जुड़ी होती हैं, वे अलग हो जाती हैं और सतह में आती हैं और कोशिका मृत्यु जैसी सुविधाएँ दिखाती हैं। “कोशिकाएं न केवल अलग हो जाती हैं, बल्कि वे उन गुणों को भी प्रदर्शित करती हैं जो सुझाव देते हैं कि कोशिका मृत्यु वास्तव में शुरू हो गई है, जैसे कि सेल झिल्ली (ब्लबिंग) का उभड़ा हुआ। कोशिका मृत्यु का मार्ग प्रतिबद्ध दिखाई देता है। इसलिए, शोधकर्ता इस स्तर पर कोशिकाओं को इकट्ठा करते हैं जो यह मानते हैं कि कोशिकाएं मृत हैं,” डॉ। चौहान। “कोशिका मृत्यु का मार्ग फेनोटाइपिकल विशेषताओं तक सीमित नहीं है, लेकिन आणविक रूप से भी। हमने कोशिका मृत्यु के कई आणविक अभिव्यक्तियों को देखा जैसे कि माइटोकॉन्ड्रिया बाधित या विघटित हो रहा है।”
हालांकि सेल डेथ प्रक्रिया शुरू हो गई थी, लेकिन पूरी तरह से निष्पादित नहीं की गई थी क्योंकि मृत्यु-उत्प्रेरण एजेंट की केवल एक शानदार खुराक का उपयोग किया गया था। मृत्यु-उत्प्रेरण एजेंट के साथ उपचार के ठीक पांच मिनट बाद, कोशिकाओं ने एपोप्टोसिस की प्रक्रिया शुरू की, जैसा कि कोशिकाओं द्वारा गोल होने वाली कोशिकाओं द्वारा प्रदर्शित किया गया था। तीस मिनट बाद, कोशिकाएं विकास की सतह से अलग हो गईं और कोशिका झिल्ली को उभड़ा हुआ (ब्लबिंग) शुरू हुआ, जो कोशिका मृत्यु का एक उन्नत चरण है। क्रमादेशित कोशिका मृत्यु की ओर आगे बढ़ने के बजाय, लगभग 80-90% कोशिकाओं ने दो-तीन घंटों के भीतर सतह पर फिर से भाग लिया, और छह घंटे में अपने सामान्य आकारिकी को फिर से हासिल कर लिया। और मृत्यु-उत्प्रेरण एजेंट के साथ उपचार के 16 घंटे बाद, कोशिकाएं सामान्य दिखाई दीं और डिवीजन प्रक्रिया शुरू की। असामान्यता के शेष निशान 24 घंटों में गायब हो गए, और कोशिकाएं रूपात्मक रूप से सामान्य दिखाई दी।
साहित्य के अनुसार, मृत्यु-उत्प्रेरण एजेंट के 4-8 मिलीलीटर कोशिकाओं को मारने के लिए पर्याप्त माना जाता है। “लेकिन हमने पाया कि इस एकाग्रता में, कोशिका मृत्यु की प्रक्रिया शुरू हो जाती है, लेकिन पूरी तरह से निष्पादित नहीं की जाती है। कोशिका मृत्यु की प्रक्रिया तब एक यू-टर्न लेती है और कोशिकाएं मर नहीं जाती हैं, लेकिन जब एजेंट की एक उप-घातक एकाग्रता का उपयोग किया जाता है, तो यह वास्तव में दिलचस्प है,” डॉ। चौहान बताते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि कोशिकाएं तब भी ठीक हो सकती हैं जब प्लाज्मा झिल्ली की अखंडता से समझौता किया जाता है, लेकिन परमाणु झिल्ली के विघटन के बाद नहीं। उन्होंने पाया कि कोशिका मृत्यु से पुनर्जीवन एक उच्च विनियमित, अच्छी तरह से प्रोग्राम किया गया था।
स्टेम जैसी कोशिकाएं बनना
कोशिका मृत्यु के उलटफेर को उजागर करने से अधिक, शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रोग्राम्ड सेल डेथ की दीक्षा वास्तव में कोशिकाओं को एक विभेदित राज्य से एक डी-विभेदित राज्य तक उलटने का कारण बनती है। “कोशिकाएं डी-डिफरेंशियल दिखाई देती हैं, भ्रूण स्टेम सेल की तरह कुछ। जब कोशिकाएं मरने लगती हैं, तो वे खुद को इस तरह से दोहराते हैं कि स्टेम जैसी विशेषताएं उनमें दिखाई देने लगती हैं, और फिर वे मरते नहीं हैं,” वे कहते हैं। “चूंकि कोशिकाएं नहीं मरती हैं, इसलिए कोशिका मृत्यु का उलटा एक पूरी तरह से विभेदित सेल को भ्रूण जैसी स्टेम कोशिकाओं में परिवर्तित करने के लिए प्रकट होता है, जो पुनर्जीवित करने की क्षमता और चंगा करने की क्षमता के साथ होता है।”
विभेदित राज्य से एक डी-विभेदित स्टेम जैसी कोशिकाओं को उलटफेर को रूपात्मक विशेषताओं के आधार पर नहीं बल्कि आणविक रूप से भी पता नहीं लगाया गया था। डॉ। चौहान कहते हैं, “हमने पूरे जीनोम आरएनए अनुक्रमण और एपिगेनोम अध्ययन का पता लगाया कि वयस्क, विभेदित कोशिकाएं खुद को रीसेट कर रही थीं और स्टेम जैसी कोशिकाएँ बन रही थीं।” “डेटा से संकेत मिलता है कि पुनर्जीवित कोशिकाएं एक नए जीवन को फिर से संगठित करने के लिए भ्रूण कोशिकाओं की नकल करते हुए एक आणविक कार्यक्रम शुरू करती हैं,” वे लिखते हैं।
त्वचा के घाव भरने
एक बार जब शोधकर्ताओं ने देखा कि आणविक रूप से कोशिकाएं स्टेम की तरह दिखाई देती हैं, तो वे कोशिकाओं की पुनर्योजी क्षमता का परीक्षण करने के लिए आगे बढ़े जो कोशिका मृत्यु-उत्प्रेरण एजेंट की उप-घातक खुराक का उपयोग करके इलाज किए गए थे। सबसे पहले, शोधकर्ताओं ने एक माउस मॉडल में त्वचा के घाव भरने में तेजी लाने में मृत्यु-उत्प्रेरण एजेंट (llome) की क्षमता का परीक्षण किया।
कोशिका मृत्यु-उत्प्रेरण एजेंट को 4 और 8 मिलिओमोलर की एकाग्रता प्राप्त करने के लिए पानी में भंग कर दिया गया था, और पानी को हर दिन दो बार घाव की सतह पर शीर्ष पर लगाया गया था। नियंत्रण समूह के साथ तुलना में ललोम युक्त पानी के साथ इलाज किए गए जानवरों ने “काफी तेज” को ठीक किया। उपचार के केवल एक दिन में, घाव के आकार में औसत कमी 4 मिलीमोलर समूह में 27% और 8 मिलीमोलर समूह में लगभग 50% थी, जबकि नियंत्रण समूह ने केवल 3% उपचार दिखाया। तीसरे दिन तक, नियंत्रण समूह में सिर्फ 23% उपचार के साथ तुलना में, औसत घाव का आकार क्रमशः 4 मिलिमोलर और 8 मिलीमोलर समूहों में औसत घाव का आकार 64% और 78% कम हो गया था।
कॉर्नियल घाव भरने
माउस घाव मॉडल के साथ सफलता का स्वाद लेने के बाद, शोधकर्ताओं ने कोरिंग कॉर्नियल चोट में सेल-हत्या एजेंट की उप-घातक खुराक की प्रभावशीलता का परीक्षण किया। CCBM से डॉ। किरण कुमार बोकरा के साथ सहयोग करते हुए, जो कॉर्नियल चोट मॉडल का अध्ययन करते हैं, शोधकर्ताओं ने एक माउस मोड में कॉर्नियल घाव भरने का परीक्षण किया। एक आंख के कॉर्नियल एपिथेलियम को जानबूझकर एक एकल ड्रॉप सोडियम हाइड्रॉक्साइड के सामयिक अनुप्रयोग द्वारा उत्पादित कॉर्नियल एपिथेलियम और क्षार बर्न के कोमल स्क्रैपिंग से क्षतिग्रस्त कर दिया गया था। सेल डेथ-उत्प्रेरण एजेंट (llome) को सात दिनों के लिए दिन में दो बार शीर्ष पर प्रशासित किया गया था।
नियंत्रण समूह की तुलना में Llome के साथ इलाज किए गए समूह में दिन दो से उपकला दोष की “महत्वपूर्ण कमी” थी। “हमने पाया कि पुन: एपिथेलिसेशन, जो उपकला कोशिकाओं के उत्थान का एक प्रकार है, बहुत तेज़ और नाटकीय रूप से ललोम-उपचारित समूहों में बेहतर था,” डॉ। चौहान कहते हैं। परिणाम बताते हैं कि एजेंट कॉर्नियल बर्न चोटों के इलाज के लिए एक शक्तिशाली चिकित्सीय विकल्प साबित हो सकता है।
टडपोल टेल रीजनरेशन
“हम कॉर्नियल घाव भरने के परिणामों से अधिक प्रोत्साहित किए गए थे। चूंकि त्वचा के घाव भरने और कॉर्नियल घाव भरने दोनों सतह तक ही सीमित हैं, इसलिए हम वास्तविक पुनर्जनन क्षमता का परीक्षण करना चाहते थे,” वे कहते हैं। इसके लिए, उन्होंने स्थापित टैडपोल टेल रिज़ेनरेशन मॉडल की ओर रुख किया। भुवनेश्वर के उटकल विश्वविद्यालय से डॉ। प्रशिया कुमारी महापत्रा के सहयोग से, शोधकर्ताओं ने एशियाई पेड़ के मेंढक में एक टैडपोल पूंछ उत्थान में तेजी लाने में ललोम की प्रभावकारिता का परीक्षण किया ((मकोलाटस) नमूना। एशियाई पेड़ मेंढक टैडपोल की पूंछ को विच्छेदित किया गया था और फिर ललोम युक्त पानी की चार अलग-अलग खुराक का उपयोग करके इलाज किया गया था। उन्होंने रैपिड ब्लास्टेमा (अनिर्दिष्ट कोशिकाओं का क्लस्टर जो चोट के स्थल पर बनता है और एक अंग या उपांग में पुन: उत्पन्न करने की क्षमता रखता है) में उपचारित समूह में 24 घंटे के भीतर उपचारित समूह में गठन होता है। अध्ययन में पाया गया कि Llome के विभिन्न सांद्रता के साथ उपचार ने नियंत्रण समूह की तुलना में “काफी त्वरित” पूंछ उत्थान का नेतृत्व किया। डॉ। चौहान कहते हैं, “टैडपोल्स के मामले में, ललोम एजेंट की उप-घातक एकाग्रता के साथ इलाज किया गया था, टेल्स कंट्रोल ग्रुप की तुलना में पांच-छह दिनों पहले पुनर्जीवित कर रहे थे।” “हमने कुछ आणविक प्रयोगों को यह समझने के लिए किया कि पुनर्जनन के दौरान पूंछ में क्या हो रहा है, और हमने पाया कि Llome एजेंट लाइसोसोम के माध्यम से काम कर रहा था।”
एक्सॉन पुनर्जनन
Llome एजेंट की सबलथल खुराक की पुनर्योजी क्षमता को सत्यापित करने के लिए एक और परीक्षण में, नेशनल ब्रेन रिसर्च सेंटर (NBRC) के डॉ। अनिंद्या घोष-रॉय के सहयोग से शोधकर्ताओं ने मानेसर, हरियाणा, ने एक्सोन के पुनर्जनन को प्रेरित करने में एजेंट की प्रभावकारिता का परीक्षण किया, सी। एलिगेंस। और उन्होंने पाया कि कटने के बाद अक्षतंतु की लंबाई की लंबाई ललोम उपचार के साथ “काफी बढ़ी हुई” थी। इसके अलावा, कार्यात्मक बहाली ने भी उपचार के बाद “महत्वपूर्ण” सुधार किया।
हेमेटोपोइएटिक स्टेम कोशिकाओं में वृद्धि
अंत में, एडवांस्ड सेंटर फॉर ट्रीटमेंट, रिसर्च एंड एजुकेशन इन कैंसर (ACTREC), टाटा मेमोरियल सेंटर, मुंबई के डॉ। रोहन जयंत खदिलकर के सहयोग से, शोधकर्ताओं ने ललोम एजेंट की उपद्रव खुराक के संपर्क में आने पर कोशिकाओं की स्टेम जैसी प्रकृति का परीक्षण किया। फल मक्खी के लार्वा को 14 घंटे के लिए Sublethal एकाग्रता (8 मिलीलीटर) में सेल डेथ अभिकर्मक के साथ इलाज किया गया था। फल मक्खियों ने लिम्फ ग्रंथियों में लिम्फ ग्रंथियों में हेमेटोपोइएटिक स्टेम और पूर्वज कोशिकाओं में “स्पष्ट वृद्धि” दिखाई।
“प्रोग्राम्ड सेल रिवाइवल के आणविक तंत्र में इन नई अंतर्दृष्टि ने चिकित्सीय निहितार्थ का वादा किया है, जबकि प्रयोगात्मक जांच के लिए नई दिशाएं भी खोलते हैं,” ए कहते हैं समाचार और दृश्य लेख पत्रिका के एक ही अंक में।
उन्होंने कहा, “मेडिकल वादा अपार है, अपक्षयी रोगों में ऊतकों को पुनर्जीवित करने के लिए एक स्ट्रोक या दिल के दौरे के बाद तेजी से ठीक होने से। क्षतिग्रस्त अंगों को बदलने के बजाय, डॉक्टर एक दिन इस छिपे हुए कार्यक्रम को जगाने के लिए शरीर को ठीक करने के लिए शरीर को सह सकते हैं,” वे कहते हैं। “यह सफलता सेल बायोलॉजी में एक नया अध्याय खोलती है, मौत और मरम्मत के बीच की रेखा को धुंधला करती है और भविष्य में जहां से हीलिंग आती है। इस अध्ययन के निष्कर्षों का न केवल पुनर्योजी चिकित्सा और कैंसर में नहीं, बल्कि उम्र बढ़ने, न्यूरोडीजेनेरेशन और संक्रमण जीव विज्ञान में भी कुछ नाम हो सकता है।
चेतावनी
“लेकिन वहाँ एक चेतावनी भी है। कैंसर कोशिकाएं उपचार का विरोध करने और मजबूत लौटने के लिए एक ही पुनरुद्धार कार्यक्रम का फायदा उठा सकती हैं,” वह चेतावनी देते हैं। इस तरह के उपचार के लिए नुकसान के बारे में विस्तृत करना उन लोगों में हो सकता है, जिनके पास कैंसर है, वे कहते हैं: “कैंसर थेरेपी ट्यूमर कोशिकाओं को मारते हैं। लेकिन कीमोथेरेपी या रेडियोथेरेपी को कैंसर से बचने के लिए उप-रूपी हो सकती है। हम महसूस करते हैं कि हम उस प्रक्रिया के कारण हो सकते हैं जो हमें खोजी गई प्रक्रिया के कारण हो सकती है। कैंसर उपचारों के साथ संयोजन में इस प्रक्रिया को रोकना कैंसर से कम करने के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है, ”वे कहते हैं।