Deciphering the association of spatial landscapes of DCIS with recurrence as invasive breast cancer
यह अध्ययन स्थानिक ट्रांसक्रिप्टोमिक्स (spatial transcriptomics) और मल्टीप्लेक्स इम्यूनोस्टेनिंग का उपयोग करके यह प्रकट करता है कि विशिष्ट लिगैंड-रिसेप्टर अंतःक्रियाओं द्वारा मध्यस्थता करते हुए, डक्टल कार्सिनोमा इन सीटू (DCIS) के ट्यूमर-समीपवर्ती निशों (niches) में TREM2+ मैक्रोफेज और मायोफाइब्रोब्लास्टिक कैंसर-जुड़े फाइब्रोब्लास्ट्स की प्रचुरता, आक्रामक स्तन कैंसर के रूप में होने वाले आगामी पुनरावृत्ति से महत्वपूर्ण रूप से जुड़ी हुई है।
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स्तन कैंसर अक्सर एक शांत, सीमित वृद्धि के रूप में शुरू होता है जिसे डक्टल कार्सिनोमा इन सीटू (DCIS) कहा जाता है। कल्पना कीजिए कि दूध की नलिकाओं (मिल्क डक्ट्स) के भीतर असामान्य कोशिकाओं का एक छोटा सा समूह फंसा हुआ है, जो शरीर के अन्य हिस्सों में फैलने के लिए अपनी दीवार को तोड़ने में असमर्थ है। जबकि इनमें से कई विकास हानिरहित होते हैं और शायद कभी कोई समस्या पैदा न करें, कुछ अंततः मुक्त होकर बाहर निकल जाते हैं, जिससे वे आक्रामक कैंसर में बदल जाते हैं जो शरीर में यात्रा कर सकता है। डॉक्टर वर्तमान में लगभग सभी DCIS मामलों का इलाज सर्जरी के माध्यम से करते हैं, जिसके बाद कभी-कभी रेडिएशन या हार्मोन थेरेपी दी जाती है, क्योंकि वे अभी तक यह अनुमान नहीं लगा सकते कि कौन से विशिष्ट विकास हानिरहित रहेंगे और कौन से खतरनाक बन जाएंगे। यह एक कठिन वास्तविकता की ओर ले जाता है: कई महिलाएं एक ऐसी स्थिति के लिए आक्रामक उपचार से गुजरती हैं जो शायद कभी उन्हें नुकसान न पहुँचाती, जबकि अन्य को पुनरावृत्ति (recurrence) के विरुद्ध पर्याप्त सुरक्षा भी नहीं मिल पाती। चिकित्सा जगत लंबे समय से अंतर बताने का एक तरीका खोजने की कोशिश कर रहा है, जो ट्यूमर के भीतर ही उन सुरागों की तलाश कर रहा है जो उसके भविष्य के व्यवहार का संकेत दे सकें।
वर्षों तक, शोधकर्ताओं ने कैंसर कोशिकाओं पर ही अपना ध्यान केंद्रित किया, इस उम्मीद में कि उन्हें एक ऐसा जेनेटिक सिग्नेचर (आनुवंशिक हस्ताक्षर) मिल जाएगा जो एक हानिरहित वृद्धि को एक खतरनाक एक से अलग करता है। हालांकि, एक नया अध्ययन बताता है कि उत्तर केवल कैंसर कोशिकाओं में नहीं है, बल्कि उस पड़ोस में भी है जिसमें वे रहती हैं। शोधकर्ताओं ने ट्यूमर माइक्रोएनवायरनमेंट (ट्यूमर सूक्ष्म वातावरण) की ओर अपना ध्यान आकर्षित किया, जो स्वस्थ कोशिकाओं, प्रतिरक्षा रक्षकों और संरचनात्मक रेशों का एक जटिल पारिस्थितिकी तंत्र है जो कैंसर को घेरे रहता है। इस परिदृश्य का अत्यंत विस्तार से मानचित्रण करके, उन्होंने पाया कि आसपास की कोशिकाओं की व्यवस्था इस बारे में एक शक्तिशाली रहस्य उजागर करती है कि बीमारी भविष्य में आक्रामक कैंसर के रूप में लौटेगी या नहीं।
अध्ययन की शुरुआत उन उनचास महिलाओं के ऊतक नमूनों (tissue samples) के संग्रह के साथ हुई, जिन्हें DCIS का निदान किया गया था। शोधकर्ताओं ने इन महिलाओं को तीन समूहों में विभाजित किया कि उनकी प्रारंभिक सर्जरी के बाद क्या हुआ: वे जो ग्यारह वर्षों तक रोग मुक्त रहीं, वे जिनमें कैंसर उसी गैर-आक्रामक प्रकार के रूप में वापस आया, और वे जिनमें कैंसर आक्रामक स्तन कैंसर के रूप में वापस आया। इन समूहों के बीच अंतर को समझने के लिए, टीम ने दो उन्नत तकनीकों का उपयोग किया। सबसे पहले, उन्होंने एक अलग सेट के नमूनों से व्यक्तिगत कोशिकाओं को तोड़कर उनके जेनेटिक निर्देशों को पढ़ा, जिससे मौजूद विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं का एक विस्तृत मानचित्र तैयार हुआ। इसके बाद, उन्होंने मूल ऊतक नमूनों पर एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग तकनीक लागू की। इस पद्धति ने उन्हें यह देखने की अनुमति दी कि प्रत्येक कोशिका अन्य कोशिकाओं के सापेक्ष कहाँ स्थित है, जिससे ट्यूमर की उस स्थानिक वास्तुकला (spatial architecture) को संरक्षित किया जा सका जो मानक विश्लेषण के लिए ऊतकों को पीसने पर खो जाती है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि ट्यूमर के आसपास की कोशिकाएं बेतरतीब ढंग से बिखरी हुई नहीं थीं। इसके बजाय, वे एक विशिष्ट, संगठित ग्रेडिएंट बनाती थीं, जैसे प्याज की परतें, जो कैंसर के घोंसलों (nests) से बाहर की ओर फैल रही थीं। कैंसर कोशिकाओं के सबसे करीब मैक्रोफेज (macrophages) नामक विशिष्ट प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिकाएं थीं, जो शरीर की सफाई करने वाली और रक्षा करने वाली टीम के रूप में कार्य करती हैं। ट्यूमर से और दूर, इस पड़ोस की संरचना बदल जाती है, जहाँ प्रतिरक्षा कोशिकाओं के विभिन्न प्रकार और संरचनात्मक रेशे नियंत्रण ले लेते हैं। सबसे आश्चर्यजनक खोज यह थी कि कैंसर कोशिकाओं के ठीक बगल में पाए जाने वाले मैक्रोफेज के विशिष्ट प्रकार ने बीमारी के भविष्य की भविष्यवाणी की। जिन महिलाओं में कैंसर बाद में आक्रामक स्तन कैंसर के रूप में लौटा, उनमें इन नजदीकी मैक्रोफेज की प्रचुरता उन महिलाओं की तुलना में बहुत अधिक थी जो रोग मुक्त रहीं।
इन विशिष्ट मैक्रोफेज, जिन्हें TREM2 नामक मार्कर द्वारा पहचाना गया, केवल पास में ही नहीं बैठे थे; वे कैंसर कोशिकाओं के साथ सक्रिय रूप से संवाद करते हुए प्रतीत होते थे। शोधकर्ताओं ने इन कोशिकाओं द्वारा भेजे जाने वाले आणविक संकेतों का पता लगाया और पाया कि वे संभवतः कैंसर कोशिकाओं और उनके ठीक आसपास के संरचनात्मक रेशों से बात करने के लिए विशिष्ट प्रोटीन का उपयोग कर रहे थे। यह बातचीत एक बहुत ही सीमित स्थान के भीतर होती प्रतीत हुई, जो लगभग चालीस माइक्रोमीटर की दूरी के भीतर है, जो लगभग चार कोशिकाओं की चौड़ाई के बराबर है। जब शोधकर्ताओं ने उन महिलाओं को देखा जिनमें आक्रामक पुनरावृत्ति हुई, तो उन्होंने देखा कि यह विशिष्ट पड़ोस इन TREM2-पॉजिटिव मैक्रोफेज से भरा हुआ था, और वे उन महिलाओं की तुलना में बहुत अधिक बार इन सिग्नलिंग इंटरैक्शन में शामिल थे जिनमें पुनरावृत्ति नहीं हुई थी।
अध्ययन ने यह भी खुलासा किया कि पुनरावृत्ति होने वाले और न होने वाले समूहों के बीच कैंसर कोशिकाएं स्वयं काफी अलग नहीं दिखती थीं या व्यवहार नहीं करती थीं। अंतर पूरी तरह से वातावरण में था। कैंसर कोशिकाएं वही थीं, लेकिन उनके आसपास की दुनिया बदल गई थी। जिन मामलों में रोग आक्रामक बीमारी के रूप में विकसित हुआ, वहां ट्यूमर के तत्काल परिवेश पर इन विशिष्ट प्रतिरक्षा कोशिकाओं और मायोफाइब्रोब्लास्ट (myofibroblast) नामक एक विशेष प्रकार के संरचनात्मक रेशे का प्रभुत्व था। इस संयोजन ने एक स्थानीय वातावरण बनाया जो कैंसर की अपनी नलिकाओं से बाहर निकलने की क्षमता का समर्थन करता हुआ प्रतीत होता है। शोधकर्ताओं ने ऊतकों में केवल जेनेटिक संदेशों को ही नहीं, बल्कि प्रोटीन को देखकर भी इन निष्कर्षों की पुष्टि की, जिससे यह सुनिश्चित हुआ कि कोशिकाएं वास्तव में मौजूद हैं और उसी तरह सक्रिय हैं जैसा कि जेनेटिक डेटा ने सुझाव दिया था।
यह कार्य ध्यान को एक एकाकी अभिनेता के रूप में कैंसर कोशिका से हटाकर एक समुदाय के रूप में ट्यूमर की ओर स्थानांतरित करता है। यह सुझाव देता है कि एक हानिरहित वृद्धि के खतरनाक बनने का जोखिम कैंसर के चारों ओर की कोशिकाओं के स्थानिक संगठन में लिखा होता है। ट्यूमर के किनारे के बिल्कुल करीब विशिष्ट प्रतिरक्षा कोशिकाओं की एक घनी भीड़ की उपस्थिति एक मजबूत चेतावनी संकेत प्रतीत होती है। हालांकि यह अध्ययन अभी कोई नया उपचार प्रदान नहीं करता है, लेकिन यह भविष्य के अनुसंधान के लिए एक स्पष्ट लक्ष्य प्रदान करता है। यह समझकर कि ये प्रतिरक्षा कोशिकाएं कैंसर से कैसे बात करती हैं, वैज्ञानिक अंततः इन संचारों को बाधित करने वाली थेरेपी विकसित कर सकेंगे, जिससे एक सीमित वृद्धि से आक्रामक बीमारी में परिवर्तन को रोका जा सके। फिलहाल, ये निष्कर्ष स्तन कैंसर के जोखिम को देखने का एक नया तरीका प्रदान करते हैं, जो यह सुझाव देते हैं कि भविष्यवाणी की कुंजी केवल घुसपैठिए (कैंसर कोशिका) की जांच करने में नहीं, बल्कि ट्यूमर के पड़ोस के मानचित्रण में निहित है।
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