The MRTFs are required for thymocyte trafficking and Treg-mediated immune tolerance

मानव शरीर एक किला है, जिसकी रक्षा टी सेल्स (T cells) नामक श्वेत रक्त कोशिकाओं की एक सेना द्वारा निरंतर गश्त की जाती है। इन कोशिकाओं को 'थाइमस' (thymus) नामक एक विशेष स्कूल में प्रशिक्षित किया जाता है, जो उरोस्थि (breastbone) के ठीक पीछे स्थित होता है। यहाँ, युवा कोशिकाएं शरीर के अपने ऊतकों और बैक्टीरिया या वायरस जैसे बाहरी हमलावरों के बीच अंतर करना सीखती हैं। यह प्रशिक्षण चयन की एक कठोर प्रक्रिया है। जो कोशिकाएं शरीर के अपने संकेतों को पहचानने में विफल रहती हैं उन्हें हटा दिया जाता है, जबकि वे जो शरीर के प्रति बहुत अधिक प्रतिक्रिया करती हैं उन्हें समाप्त कर दिया जाता है ताकि प्रतिरक्षा प्रणाली अपने ही मेजबान के विरुद्ध न हो जाए। एक बार जब कोई कोशिका इन परीक्षणों को पास कर लेती है, तो उसे थाइमस से बाहर निकलकर शरीर के अन्य हिस्सों, जैसे कि लिम्फ नोड्स और प्लीहा (spleen) में जाकर पहरा देना होता है। यह पूरी यात्रा कोशिका की हिलने-डुलने की क्षमता पर निर्भर करती है, जो एक निरंतर आंतरिक कंकाल को नया आकार देने के माध्यम से संभव होती है—प्रोटीन फाइबर का एक ऐसा नेटवर्क जो कोशिका को आगे बढ़ने के लिए धकेलने और खींचने की अनुमति देता है।

द दशकों से, वैज्ञानिक समझते थे कि थाइमस एक फिल्टर के रूप में कार्य करता है, लेकिन कोशिकाएं इस वातावरण में नेविगेट करने और शरीर के भीतर शांति बनाए रखने के लिए किन सटीक यांत्रिक उपकरणों का उपयोग करती हैं, वह हिस्सा आंशिक रूप से छिपा हुआ था। लंदन के फ्रांसिस क्रिक इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में विशिष्ट आणविक स्विचों (molecular switches) की ओर अपना ध्यान आकर्षित किया जो कोशिकाओं को उनके आंतरिक कंकाल को नियंत्रित करने में मदद करते हैं। ये स्विच, जिन्हें MRTFs कहा जाता है, कोशिका के बाहरी संकेतों और आंतरिक ढांचे के निर्माण के बीच एक सेतु के रूप में कार्य करते हैं। शोधकर्ता यह जानना चाहते थे कि जब टी सेल के विकास के महत्वपूर्ण चरण के दौरान इन स्विचों को बंद कर दिया जाता है, तो क्या होता है। वे विशेष रूप से इस बात में रुचि रखते थे कि क्या ये कोशिकाएं अपने सबक सीख पाएंगी, स्कूल छोड़ पाएंगी और प्रतिरक्षा प्रणाली को नियंत्रण में रखने के अपने कर्तव्य को निभा पाएंगी।

इसका उत्तर खोजने के लिए, टीम ने चूहों का एक समूह बनाया जिसमें वे विकसित हो रही टी कोशिकाओं में विशेष रूप से MRTF जीन को बंद कर सकते थे। उन्होंने कोशिकाओं के एक विशिष्ट परिपक्वता स्तर, DN2 चरण तक पहुँचने का इंतजार किया, और फिर इन जीनों को अक्षम कर दिया। इससे उन्हें टी सेल विकास के दौरान इन आणविक उपकरणों के खो जाने के परिणामों को देखने का अवसर मिला। परिणाम आश्चर्यजनक थे। बिना MRTFs वाली कोशिकाएं प्रारंभिक प्रशिक्षण परीक्षाओं को ठीक से पास करने में सक्षम थीं। उन्होंने शरीर के अपने संकेतों को पहचानना सीख लिया और परिपक्व टी कोशिकाओं के रूप में सफलतापूर्वक चयनित हुईं। शोधकर्ताओं ने पाया कि कोशिकाएं अभी भी विभाजित हो सकती थीं और संख्या में बढ़ सकती थीं, जिससे पता चलता है कि सीखने और जीवित रहने के लिए बुनियादी मशीनरी बरकरार थी।

हालाँकि, कहानी तब नाटकीय रूप से बदल गई जब कोशिकाएं थाइमस छोड़ने के लिए तैयार हुईं। एक स्वस्थ शरीर में, परिपcht टी कोशिकाएं थाइमस से एक विशिष्ट द्वार के माध्यम से बाहर निकलती हैं, जो रासायनिक संकेतों द्वारा निर्देशित होती हैं जो उन्हें बताती हैं कि किस दिशा में जाना है। बिना MRTFs वाले चूहों में, यह निकास प्रक्रिया टूट गई। कोशिकाएं फंस गईं, थाइमस के बाहरी और आंतरिक क्षेत्रों के बीच एक संकीसे गलियारे में जमा होने लगीं। वे उन रासायनिक संकेतों का जवाब देने में असमर्थ रहीं जो सामान्यतः उन्हें बाहर खींचते हैं। रक्तप्रवाह में सुचारू रूप से बहने के बजाय, वे जमा होने लगीं, अपनी यात्रा के अंतिम हिस्से को पार करने में असमर्थ रहीं। यह रुकावट बाहर जाने की इच्छा की कमी के कारण नहीं थी, बल्कि गति की विफलता के कारण थी। कोशिकाओं का आंतरिक कंकाल रासायनिक निशानों का पीछा करने के लिए पर्याप्त तेज़ी से नया आकार नहीं ले सका, जिससे वे वहीं फंस गईं।

इस ट्रैफिक जाम के परिणाम व्यापक रूप से फैले। क्योंकि बहुत कम नई कोशिकाएं थाइमस से बाहर निकलने में सफल हुईं, चूहों में रक्त और अंगों में टी कोशिकाओं की भारी कमी हो गई, जिसे लिम्फोपेनिया (lymphopenia) कहा जाता है। जो कुछ कोशिकाएं बाहर निकल पाईं, उन्हें उन आउटपोस्ट्स (outposts) तक पहुँचने के लिए संघर्ष करना पड़ा जहाँ उन्हें खतरे की प्रतीक्षा करनी होती है। नए सैनिकों की निरंतर आपूर्ति के बिना और मौजूदा कोशिकाओं के प्रभावी ढंग से गश्त करने में असमर्थ होने के कारण, प्रतिरक्षा प्रणाली लड़खड़ाने लगी। शोधकर्ताओं ने देखा कि चूहों में ऑटोइम्युनिटी (autoimmunity) के लक्षण विकसित होने लगे, जो एक ऐसी स्थिति है जहाँ प्रतिरक्षा प्रणाली गलती से अपने ही ऊतकों पर हमला करती है। विशेष रूप से, चूहों में उनकी अश्रु ग्रंथियों (tear glands) और आंतों में सूजन विकसित हुई, जिससे वजन कम हुआ और ऊतकों को नुकसान पहुँचा।

शोधकर्ताओं ने फिर इस आत्म-आक्रमण के मूल कारण की जांच की। उन्होंने पहले यह जांचा कि क्या थाइमस में प्रशिक्षण खतरनाक कोशिकाओं को हटाने में विफल रहा था। उन्होंने पाया कि थाइमस अपना काम सही ढंग से कर रहा था; जो कोशिकाएं शरीर के अपने ऊतस्यों पर हमला करतीं, उन्हें अभी भी पहचाना और नष्ट किया जा रहा था। समस्या चयन प्रक्रिया में नहीं थी, बल्कि नियामक टी कोशिकाओं (regulatory T cells) नामक कोशिकाओं के एक विशेष समूह के कार्य में थी। ये कोशिकाएं प्रतिरक्षा प्रणाली के शांतिदूत के रूप में कार्य करती हैं, जो किसी भी शेष आक्रामक कोशिकाओं को दबा देती हैं जो परेशानी पैदा कर सकती हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि उत्परिवर्तित (mutant) चूहों में शांतिदूत मौजूद तो थे, लेकिन वे अप्रभावी थे। वे सूजन को रोकने या आंतों और अश्रु ग्रंथियों पर हमले को रोकने में सक्षम नहीं थे।

इसकी पुष्टि करने के लिए, टीम ने प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की जहाँ उन्होंने उत्परिवर्तित चूहों की कोशिकाओं को उन जानवरों में स्थानांतरित किया जिनमें प्रतिरक्षा प्रणाली का अभाव था। जब उन्होंने उत्परिवर्तित कोशिकाएं स्थानांतरित कीं, तो प्राप्तकर्ता जानवरों में वही सूजन संबंधी बीमारियां विकसित हुईं। हालाँकि, जब उन्होंने इसमें सामान्य चूहों से स्वस्थ नियामक टी कोशिकाएं मिला दीं, तो बीमारी रुक गई। इससे सिद्ध हुआ कि उत्परिवर्तित कोशिकाएं स्वयं समस्या थीं, विशेष रूप रूप से प्रभावी शांतिदूत के रूप में कार्य करने में उनकी अक्षमता। दिलचस्प बात यह है कि जब शोधकर्ताओं ने इन शांतिदूत कोशिकाओं का एक डिश में परीक्षण किया, तो वे सामान्य रूप से कार्य करती दिखाई दीं, और अन्य कोशिकाओं को शांत करने के लिए सही संकेत उत्पन्न करती थीं। इससे सुझाव मिलता है कि दोष उनकी बोलने की क्षमता में नहीं, बल्कि एक जीवित शरीर के जटिल वातावरण में अन्य कोशिकाओं के साथ हिलने-डुलने और बातचीत करने की उनकी क्षमता में था।

अध्ययन यह प्रकट करता है कि MRTF आणविक स्विच टी कोशिकाओं के प्रारंभिक सीखने के लिए नहीं, बल्कि शरीर के माध्यम से भौतिक रूप से चलने के लिए आवश्यक हैं। इनके बिना, कोशिकाएं थाइमस में फंस जाती हैं, अपने पदों तक पहुँचने में विफल रहती हैं, और प्रतिरक्षा सहनशीलता (immune tolerance) के नाजुक संतुलन को बनाए रखने की क्षमता खो देती हैं। ये निष्कर्ष कोशिका के कंकाल की यांत्रिक शक्ति और प्रतिरक्षा प्रणाली के व्यापक स्वास्थ्य के बीच एक महत्वपूर्ण कड़ी को उजागर करते हैं। यह दर्शाता है कि भले ही एक कोशिका अपना काम पूरी तरह से जानती हो, वह अपना कर्तव्य तभी निभा सकती है जब वह शारीरिक रूप से वहां पहुँच सके जहाँ उसकी आवश्यकता है। यह खोज हमारी प्रतिरक्षा प्रणाली के निर्माण के बारे में हमारी समझ में एक नया आयाम जोड़ती है, जो इस बात पर जोर देती है कि गति करने की क्षमता सोचना जानने जितनी ही महत्वपूर्ण है।