Pulsed Field Ablation Enables Stromal Manipulation and Tumor Reduction in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

अग्नाशय का कैंसर (पैनक्रिएटिक कैंसर) एक विशेष रूप से जिद्दी बीमारी है, न केवल इसलिए क्योंकि इसकी कोशिकाएं तेजी से बढ़ती हैं, बल्कि इसलिए भी क्योंकि वे अपने चारों ओर एक किला बना लेती हैं। अग्नाशय में, ट्यूमर अलग-थलग नहीं रहता; यह ऊतकों के एक घने, रेशेदार नेटवर्क से घिरा होता है जिसे स्ट्रोमा (stroma) कहा जाता है। यह सामग्री मुख्य रूप से फाइब्रोब्लास्ट नामक विशिष्ट कोशिकाओं से बनी होती है, जो निर्माण श्रमिकों की तरह कार्य करती हैं और निशान वाले ऊतकों (स्कार टिश्यू) की मोटी परतें बिछाती हैं। हालांकि यह एक सुरक्षात्मक बाधा जैसा लग सकता है, लेकिन अग्नाशय के कैंसर में, यह वास्तव में ट्यूमर को जीवित रहने में मदद करता है। यह दवाओं को कैंसर कोशिकाओं तक पहुँचने से रोकता है, उन्हें प्रतिरक्षा प्रणाली (इम्यून सिस्टम) से बचाता है, और ऐसे संकेत भेजता है जो ट्यूमर को अधिक आक्रामक बनने और फैलने के लिए प्रोत्साहित करते हैं। दशकों से, वैज्ञानिक इस दीवार को नुकसान पहुँचाए बिना इसे तोड़ने का तरीका खोजने के लिए संघर्ष कर रहे हैं, अक्सर यह पाते हैं कि मानक उपचार या तो ऊतकों में प्रवेश करने में विफल रहते हैं या अनजाने में रेशेदार बाधा को और भी मजबूत बना देते हैं।

नेब्रास्का मेडिकल सेंटर के शोधकर्ताओं ने हाल ही में 'पल्स्ड फील्ड एब्लेशन' (pulsed field ablation) नामक तकनीक का उपयोग करके इस समस्या के समाधान के लिए एक अलग दृष्टिकोण अपनाया। पारंपरिक तरीकों के विपरीत, जो ऊतकों को जलाते या जमाते हैं, यह चिकित्सा बिजली के छोटे, उच्च-तीव्रता वाले झटकों का उपयोग करके कोशिका झिल्लियों (सेल मेम्ब्रेन) में छोटे छेद करती है, जिससे गर्मी उत्पन्न किए बिना कोशिकाएं मर जाती हैं। टीम यह देखना चाहती थी कि जब इस बिजली का प्रयोग किया जाता है, तो ट्यूमर और उसके आसपास के किले का क्या होता है। उन्होंने ट्यूमर के तत्काल परिणामों और दीर्घकालिक परिवर्तनों को देखने के लिए अग्नाशय के कैंसर के एक माउस मॉडल (चूहों के मॉडल) का उपयोग किया। उन्होंने जो खोजा वह यह था कि इस उपचार ने न केवल सीधे कैंसर कोशिकाओं को मारा, बल्कि ट्यूमर के आसपास के वातावरण को मौलिक रूप से बदल दिया, जिससे वे कोशिकाएं जो आमतौर पर कैंसर को बढ़ाने में मदद करती हैं, ऐसी कोशिकाओं में बदल गईं जो इसे रोकने में मदद करती हैं।

शोधकर्ताओं ने 18 दिनों से बढ़ रहे ट्यूमर का उपचार करके शुरुआत की। उन्होंने चूहों के एक समूह को विद्युत स्पंद (इलेक्ट्रिकल पल्स) दिए, जबकि दूसरे समूह को 'शैम ट्रीटमेंट' (sham treatment) दिया, जहाँ प्रोब को डाला गया था लेकिन कोई बिजली नहीं दी गई थी। कुछ ही घंटों के भीतर, उपचारित ट्यूमर में क्षति के स्पष्ट संकेत दिखाई दिए। जिस क्षेत्र में बिजली का प्रयोग किया गया था, वहां सूजन आ गई और कैंसर कोशिकाएं तेजी से मरने लगीं। 48 घंटों के भीतर, शोधकर्ताओं ने मरने वाली कोशिकाओं की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि देखी, जो उन विशिष्ट प्रोटीनों द्वारा चिह्नित होती है जो कोशिका मृत्यु के अंतिम चरणों में प्रकट होते हैं। इस विनाश के क्षेत्र को न्यूट्रोफिल (neutrophils) से भर दिया गया, जो श्वेत रक्त कोशिकाओं का एक प्रकार है जो चोट के प्रति शरीर के पहले उत्तरदाता (फर्स्ट रिस्पॉन्डर) के रूप में कार्य करते हैं और मलबे की सफाई के लिए दौड़ पड़ते हैं। दिलचस्प बात यह है कि कैंसर का शिकार करने वाली सामान्य प्रतिरक्षा कोशिकाएं, जिन्हें टी-सेल्स (T cells) कहा जाता है, उपचारित क्षेत्र में तुरंत अधिक सक्रिय नहीं थीं, जिससे पता चलता है कि प्रारंभिक सफाई का काम प्रतिरक्षा प्रणाली के एक अलग हिस्से द्वारा संभाला गया था।

जब वैज्ञानिकों ने एक सप्ताह और ग्यारह दिन बाद ट्यूमर का विश्लेषण किया, तो उन्होंने पाया कि बिजली का सीधा मारने वाला प्रभाव काफी हद तक समाप्त हो गया था, और मृत ऊतक साफ हो गए थे। हालांकि, उपचारित ट्यूमर अनुपचारित ट्यूमर की तुलना में बहुत धीमी गति से बढ़ रहे थे। इससे पता चला कि केवल प्रारंभिक विनाश के अलावा कुछ और भी हो रहा था। इसे समझने के लिए, टीम ने एक अलग रणनीति अपनाने का निर्णय लिया: एक उपचार के बजाय, उन्होंने चूहों को तीन दिन के अंतराल पर तीन राउंड विद्युत स्पंद दिए। इस बार-बार किए जाने वाले दृष्टिकोण ने उन्हें यह देखने की अनुमति दी कि समय के साथ ट्यूमर का वातावरण कैसे बदलता है। उन्होंने पाया कि हालांकि एक उपचार प्राप्त करने वाले और तीन उपचार प्राप्त करने वाले ट्यूमर का कुल आकार समान था, लेकिन उनकी आंतरिक संरचना बहुत अलग थी। जिन ट्यूमर को तीन उपचार मिले थे, उनमें मृत ऊतक काफी अधिक थे और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उनकी जीवित कोशिकाओं की संरचना पूरी तरह से अलग थी।

सबसे आश्चर्यजनक खोज ट्यूमर के भीतर की कोशिकाओं की आनुवंशिक गतिविधि का विश्लेषण करने से हुई। शोधकर्ताओं ने पाया कि कैंसर कोशिकाओं ने स्वयं अपना व्यवहार बदल लिया था। आक्रामक और फैलने वाली कोशिकाओं के रूप में कार्य करने के बजाय, वे तनावपूर्ण अवस्था की ओर झुक गईं और खुद की मरम्मत करने पर ध्यान केंद्रित करने लगीं। लेकिन वास्तविक परिवर्तन स्ट्रोमा में हुआ, जो ट्यूमर के चारों ओर की रेशेदार दीवार है। अनुपचारित ट्यूमर में, फाइब्रोब्लास्ट अत्यधिक सक्रिय, मांसपेशियों जैसी अवस्था में थे जो ट्यूमर के विकास को बढ़ावा देते हैं और प्रतिरक्षा कोशिकाओं को रोकते हैं। तीन राउंड के उपचार के बाद, ये कोशिकाएं बदल गई थीं। उन्होंने आक्रामक निर्माण श्रमिकों की तरह कार्य करना बंद कर दिया और एक अलग अवस्था में बदल गईं। इन नई कोशिकाओं को, जिन्हें शोधकर्ताओं ने एक विशिष्ट प्रोटीन मार्कर द्वारा पहचाना, शरीर की प्राकृतिक रक्षा प्रणाली के संकेतों को उत्पन्न करना शुरू कर दिया, विशेष रूप से ऐसे प्रोटीन जो बाहरी हमलावरों को चिह्नित करने और हटाने में मदद करते हैं।

इस फाइब्रोब्लास्ट के बदलाव को उपचार द्वारा शुरू की गई एक श्रृंखला अभिक्रिया (चेन रिएक्शन) द्वारा संचालित माना गया। विद्युत स्पंदों ने कोशिका मृत्यु को प्रेरित किया, जिसने प्रतिरक्षा कोशिकाओं को आकर्षित किया जिन्होंने एक विशिष्ट सिग्नलिंग अणु (signaling molecule) छोड़ा। इस अणु ने एक स्विच की तरह कार्य किया, जिसने फाइब्रोब्लास्ट को उनके व्यवहार को बदलने का निर्देश दिया। नए प्रकार के फाइब्रोब्लास्ट ने उस रसायन का उत्पादन कम कर दिया जो आमतौर पर ट्यूमर को अधिक आक्रामक और फैलने के लिए प्रोत्साहित करता है। परिणामस्वरूप, उपचारित ट्यूमर में कैंसर कोशिकाएं उन आक्रामक परिवर्तनों के कम संकेत दिखा रही थीं जो उन्हें शरीर के अन्य हिस्सों में फैलने की अनुमति देते हैं। उपचार ने प्रभावी रूप से ट्यूमर के अपने ही सहायता तंत्र को उसके विरुद्ध खड़ा कर दिया, जिससे उन संकेतों में कमी आई जो कैंसर को खतरनाक बनाते हैं और उन संकेतों में वृद्धि हुई जो शरीर को लड़ने में मदद करते हैं।

यह अध्ययन बताता है कि पल्स्ड फील्ड एब्लेशन केवल ऊतकों को नष्ट करने का एक उपकरण नहीं है, बल्कि ट्यूमर के जैविक वातावरण को पुनर्गठित (reprogram) करने का एक तरीका है। कोशिकाओं को नियंत्रित तरीके से मारने के लिए बिजली का उपयोग करके, उपचार ने घटनाओं की एक ऐसी श्रृंखला को सक्रिय किया जिससे एक कम आक्रामक ट्यूमर उत्पन्न हुआ। फाइब्रोब्लास्ट, जो आमतौर पर कैंसर को बचाने के लिए किले का निर्माण करते हैं, को उसे ध्वस्त करने में मदद करने के लिए प्रशिक्षित किया गया। हालांकि यह शोध चूहों पर किया गया था और परिणाम इस मॉडल के लिए विशिष्ट हैं, लेकिन ये निष्कर्ष इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि भौतिक उपचार (physical therapies) कैंसर कोशिकाओं और उनके परिवेश के बीच के जटिल संबंधों को कैसे बदल सकते हैं। यह एक ऐसे भविष्य की ओर संकेत करता है जहाँ उपचारों का लक्ष्य केवल ट्यूमर को मारना नहीं होगा, बल्कि खेल के नियमों को बदलना होगा ताकि ट्यूमर अपने ही वातावरण में जीवित न रह सके। शोधकर्ता बताते हैं कि यह देखने के लिए कि क्या ये परिवर्तन बनाए रखे जा सकते हैं और अन्य उपचारों के साथ जोड़े जा सकते हैं, आगे और काम करने की आवश्यकता है, लेकिन जो तंत्र उन्होंने उजागर किया है वह यह समझने के लिए एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करता है कि अग्नाशय के कैंसर को अधिक असुरक्षित कैसे बनाया जाए।