Spontaneous preputial gland infection in Staphylococcus aureus-colonized male C57BL/6 mice triggers a Th17-driven immune response
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि *Staphylococcus aureus*-колоनाइज्ड (colonized) नर C57BL/6 चूहों में स्वतःस्फूर्त, क्रोनिक प्रीप्यूटियल ग्रंथि संक्रमण एक मजबूत, स्थानीयकृत Th17-बायस्ड (biased) प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया द्वारा संचालित होते हैं जो बैक्टीरिया को साफ करने में विफल रहती है, जिससे प्राकृतिक होस्ट-पैथोजन इंटरैक्शन की जांच करने के लिए एक मूल्यवान मॉडल स्थापित होता है।
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अधिकांश लोग बिना कभी जाने अपनी नाक में स्टैफिलोकोकस ऑरियस (Staphylococcus aureus) नामक एक सामान्य जीवाणु को ढोते रहते हैं। अधिकांश लोगों के लिए, यह नन्हा निवासी हानिरहित होता है, जो शरीर की प्राकृतिक रक्षा प्रणालियों के साथ शांति से रहता है। हालाँकि, मेजबान और सूक्ष्मजीव के बीच का संबंध नाजुक होता है। जब इस संतुलन में व्यवधान आता है—शायद त्वचा में कट लगने या कमजोर प्रतिरक्षा प्रणाली के कारण—तो यह हानिरहित यात्री एक खतरनाक आक्रमणकारी में बदल सकता है, जिससे मामूली फोड़े-फुंसियों से लेकर जीवन के लिए घातक सेप्सिस तक के संक्रमण हो सकते हैं। यह ठीक कैसे और क्यों होता है, इसे समझना वैज्ञानिकों के लिए एक बड़ी चुनौती है। कठिनाई उस प्रक्रिया का अध्ययन करने में है जो आमतौर पर बिना किसी स्पष्ट बाहरी ट्रिगर के मानव शरीर के भीतर होती है। इसे हल करने के लिए, शोधकर्ताओं को बैक्टीरिया और प्रतिरक्षा प्रणाली को वास्तविक समय में परस्पर क्रिया करते हुए देखने के तरीके की आवश्यकता है, जो सतह पर बैक्टीरिया के रहने के क्षण से लेकर बीमारी पैदा करने के क्षण तक हो।
जर्मनी के यूनिवर्सिटी मेडिसिन ग्रीफ्सवाल्ड के शोधकर्ताओं की एक टीम ने चूहों का उपयोग करके इस संक्रमण को देखने का एक नया तरीका विकसित किया है। उन्होंने चूहों की एक ऐसी कॉलोनी स्थापित की जो स्वाभाविक रूप से उनकी नाक में स्टैफिलोकोकस ऑरियस का एक विशिष्ट स्ट्रेन (strain) रखती है, बिल्कुल वैसे ही जैसे कई मनुष्य रखते हैं। इस कॉलोनी में, बैक्टीरिया माता-पिता से संतान में स्थानांतरित होते हैं, जिससे एक आजीवन, आमतौर पर शांत उपनिवेश (colonization) बनता है। शोधकर्ताओं ने कुछ अप्रत्याशित देखा: जबकि बैक्टीरिया अधिकांश चूहों में शांति से रह रहे थे, कई वयस्क नर अपने जननांगों के पास दर्दनाक, सूजे हुए गांठों से ग्रसित होने लगे। ये बाहरी दुनिया से आए यादृच्छिक संक्रमण नहीं थे, बल्कि उन्हीं बैक्टीरिया के कारण थे जिन्हें चूहे जन्म से ही ढो रहे थे। टीम ने यह समझने की कोशिश की कि इन गांठों के भीतर क्या हो रहा था, बैक्टीरिया क्या कर रहे थे, और चूहे की प्रतिरक्षा प्रणाली अपने स्वयं के निवासी आक्रमणकारी के प्रति कैसी प्रतिक्रिया दे रही थी।
शोधकर्ताओं ने पाया कि यह स्थिति, जिसे प्रीप्यूटियल ग्लैंड एडेनाइटिस (preputial gland adenitis) के रूप में जाना जाता है, उनके उपनिवेशित नर चूहों में एक सामान्य घटना है। लगभग दो-तिहाई प्रजनन करने वाले नर और उनके नर बच्चों का भी समान अनुपात में इन संक्रमणों से विकास हुआ। यह स्थिति युवा चूहों या मादाओं में नहीं देखी गई; यह केवल नर चूहों में यौन परिपक्वता प्राप्त करने के बाद उभरी। जब शोधकर्ताओं ने प्रभावित ग्रंथियों (glands) की जांच की, तो वे बढ़ी हुई और गाढ़े, पीले रंग के मवाद से भरी हुई पाई गईं। इन सूजी हुई ग्रंथियों के भीतर, ऊतकों की संरचना पूरी तरह से नष्ट हो गई थी। स्वस्थ ग्रंथियों में देखी जाने वाली व्यवस्थित संरचनाओं के बजाय, वह स्थान बैक्टीरिया के विशाल समूहों और श्वेत रक्त कोशिकाओं (जिन्हें न्यूट्रोफिल कहा जाता है, जो संक्रमण के प्रति शरीर के प्रथम उत्तरदाता होते हैं) के सैलाब से भरा हुआ था। सूजन के लिए जिम्मेदार बैक्टीरिया की पहचान उसी स्ट्रेन के रूप में की गई जिसे चूहे अपनी नाक में ढो रहे थे, जिससे पुष्टि हुई कि यह एंडोजेनस (endogenous) था, जिसका अर्थ है कि इसकी उत्पत्ति स्वयं जानवर के भीतर से हुई थी।
प्रतिरक्षा युद्ध को समझने के लिए, वैज्ञानिकों ने संक्रमित ग्रंथियों और रक्त में रासायनिक संकेतों का विश्लेषण किया। उन्होंने पता लगाया कि वहां सूजन संबंधी संकेतों का एक विशाल, स्थानीय स्तर पर उत्सर्जन हो रहा था। संक्रमित ग्रंथियां उन विशिष्ट प्रोटीनों से भरी हुई थीं जो न्यूट्रोफिल्स को साइट पर बुलाते हैं और मवाद के निर्माण को प्रेरित करते हैं। यह प्रतिक्रिया तीव्र थी लेकिन संक्रमित ग्रंथि तक ही सीमित रही; पड़ोसी स्वस्थ ग्रंथि में सूजन के कोई लक्षण नहीं दिखे। शोधकर्ताओं ने तिल्ली (spleen) और लिम्फ नोड्स में प्रतिरक्षा कोशिकाओं की भी जांच की, जो शरीर की रक्षा के कमांड सेंटर के रूप में कार्य करते हैं। उन्होंने पाया कि चूहों ने बैक्टीरिया के विरुद्ध एक मजबूत, विशिष्ट प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया दी थी। शरीर ने एंटीबॉडी बनाई और एक विशेष प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका को सक्रिय किया जिसे Th17 सेल कहा जाता है। ये कोशिकाएं न्यूट्रोफिल्स को अधिक संख्या में बुलाकर त्वचा और श्लेष्मा झिल्ली (mucous membranes) पर होने वाले बैक्टीरियल संक्रमणों से लड़ने में विशेषज्ञ होती हैं।
इस शक्तिशाली और समन्वित प्रतिरक्षा हमले के बावजूद, चूहे संक्रमण को खत्म करने में सक्षम नहीं थे। बैक्टीरिया ग्रंथि के भीतर फंसा रहा, मवाद और प्रतिरक्षा कोशिकाओं से घिरा हुआ, लेकिन वे महीनों तक बने रहे। प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया इतनी मजबूत थी कि बैक्टीरिया को स्थानीय रूप से नियंत्रित कर सके, लेकिन उन्हें पूरी तरह समाप्त करने या ऊतकों को ठीक करने के लिए पर्याप्त नहीं थी। यह उस स्थिति को दर्शाता है जो अक्सर मनुष्यों में देखी जाती है, जहाँ स्टैफिलोकोकस ऑरियस के संक्रमण पुराने (chronic) हो सकते हैं और उपचार के बाद भी बार-बार हो सकते हैं। अध्ययन बताता है कि शरीर द्वारा बैक्टीरिया से लड़ने के लिए उपयोग किए जाने वाले तंत्र—न्यूट्रोफिल्स की भर्ती और सूजन संबंधी संकेतों का उत्पादन—स्वयं ऊतक क्षति में भी योगदान दे सकते हैं जो संक्रमण को जीवित रखता है। शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि संक्रमण केवल पुरुषों में हुआ, जिससे संकेत मिलता है कि पुरुष हार्मोन बैक्टीरिया को आक्रामक होने के लिए या विशिष्ट ग्रंथियों को आक्रमण के प्रति अधिक संवेदनशील बनाने में भूमिका निभा सकते हैं।
यह नया मॉडल स्टैफ संक्रमण की प्राकृतिक प्रगति में एक दुर्लभ खिड़की प्रदान करता है। इन स्वतःस्फूर्त एब्सेस (abscesses) विकसित करने वाले चूहों का अध्ययन करके, वैज्ञानिक अब उन सटीक ट्रिगर्स की जांच कर सकते हैं जो एक हानिरहित उपनिवेशक को रोग पैदा करने वाले रोगजनक (pathogen) में बदल देते हैं। निष्कर्षों से पता चलता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली की प्रतिक्रिया जटिल है; यह खतरे को पहचानने और एक जोरदार बचाव करने में सक्षम है, फिर भी यह अक्सर पूर्ण विजय प्राप्त करने में विफल रहती है। बैक्टीरिया को साफ करने में यह विफलता, एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के बावजूद, इस बात की एक प्रमुख विशेषता है कि स्टैफिलोकोकस ऑरियस के संक्रमण प्रकृति में कैसे व्यवहार करते हैं। यह कार्य इन संक्रमणों को रोकने के नए तरीकों के परीक्षण या प्रतिरक्षा प्रणाली को वहां सफल होने में मदद करने के लिए एक मूल्यवान उपकरण प्रदान करता है जहां वह वर्तमान में विफल हो रही है, जिससे उन लाखों लोगों के लिए बेहतर उपचार संभव हो सकता है जो इस बैक्टीरिया को ढोते हैं और संक्रमण के जोखिम का सामना करते हैं।
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