MXRA8-dependent chikungunya virus infection in PDGFRα+ mesenchymal cells increases vascular permeability and facilitates hematogenous spread
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि MXRA8 रिसेप्टर के माध्यम से PDGFRα+ मेसेनकाइमल कोशिकाओं में चिकुनगुनिया वायरस का संक्रमण VEGF सिग्नलिंग के माध्यम से एंडोथेलियल पारगम्यता को बढ़ाता है, जिससे संवहनी रिसाव (वैस्कुलर लीकेज) प्रेरित होता है और हेमेटोजेनस वायरल प्रसार सुगम होता है।
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जब एक मच्छर किसी व्यक्ति को काटता है, तो वह शरीर में सूक्ष्म वायरस इंजेक्ट कर सकता है जो गंभीर दर्द और जोड़ों में सूजन पैदा करने के लिए रक्त के माध्यम से यात्रा करते हैं। यह चिकुनगुनिया जैसे रोगों की पहचान है, जहाँ शरीर की प्रतिक्रिया अंगों को हफ्तों या वर्षों तक सूजा हुआ और सख्त छोड़ देती है। जबकि वैज्ञानिक लंबे समय से जानते थे कि ये वायरस हमारी मांसपेशियों और त्वचा के विशिष्ट प्रकार की कोशिकाओं को लक्षित करते हैं, लेकिन अत्यधिक सूजन के पीछे का सटीक तंत्र एक रहस्य बना हुआ था। यह स्पष्ट नहीं था कि क्या वायरस समस्या पैदा करने के लिए एक ही स्थान पर केवल अपनी संख्या बढ़ा रहा था, या क्या वह सक्रिय रूप से शरीर की प्लंबिंग प्रणाली (नल प्रणाली) को बाधित कर रहा था ताकि ऊतकों में तरल पदार्थ का रिसाव हो सके। इस प्रक्रिया को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि सूजन केवल एक लक्षण नहीं है; यह वह द्वार है जो वायरस को स्थानीय क्षेत्र से बाहर निकलने और पूरे शरीर में फैलने की अनुमति देता है, जिससे संक्रमण को नियंत्रित करना बहुत कठिन हो जाता है।
वाशिंगटन यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस पहेली को सुलझाने के लिए इस बात पर बारीकी से नज़र रखने का लक्ष्य रखा कि चिकुनगुनिया वायरस कोशिकाओं में कैसे प्रवेश करता है और शरीर में कैसे घूमता है। उन्होंने कोशिकाओं की सतह पर मौजूद एक विशिष्ट प्रोटीन पर ध्यान केंद्रित किया जिसे MXRA8 कहा जाता है, जो एक चाबी के छेद (keyhole) की तरह कार्य करता है जिसका उपयोग वायरस अंदर प्रवेश करने के लिए करता है। पिछले अध्ययनों ने दिखाया था कि बिना इस 'चाबी के छेद' वाले चूहों में संक्रमित होने पर पैरों में सूजन विकसित नहीं हुई, लेकिन सामान्य चूहों की तुलना में उनके पैरों में वायरस का स्तर काफी कम नहीं था। इससे यह संकेत मिला कि सूजन वायरस की अत्यधिक मात्रा के कारण नहीं थी, बल्कि उस चीज़ के कारण थी जिसे वायरस ने अंदर पहुँचने के बाद सक्रिय किया था। यह पता लगाने के लिए कि वह चीज़ क्या थी, शोधकर्ताओं ने एक विशेष आनुवंशिक तकनीक का उपयोग किया जिससे पूरे जानवर से बजाय केवल विशिष्ट प्रकार की कोशिकाओं से MXRA8 प्रोटीन को हटाया जा सका। इसने उन्हें ठीक से पहचानने में मदद की कि सूजन और वायरस के प्रसार के लिए कौन सी कोशिकाएं जिम्मेदार थीं।
शोधकर्ताओं ने पाया कि वायरस को 'फाइब्रोब्लास्ट प्रोजेनिटर' नामक कोशिकाओं के एक विशिष्ट समूह को संक्रमित करने की आवश्यकता होती है, जो पैर के संयोजी ऊतकों (connective tissue) में पाई जाती हैं और वायरस को अंदर आने देने के लिए MXRA8 प्रोटीन पर निर्भर करती हैं। जब इन कोशिकाओं को संक्रमित किया गया, तो वे केवल वहीं नहीं रहीं; उन्होंने पास की रक्त वाहिकाओं पर प्रभाव डालने वाले रासायनिक संकेत भेजना शुरू कर दिया। विशेष रूप से, संक्रमित कोशिकाओं ने VEGF-A नामक एक पदार्थ का उत्पादन किया, जो रक्त वाहिकाओं की दीवारों को अधिक 'लीकी' (रिसाव करने वाला) बनाने के लिए जाना जाता है। सामान्य चूहों में, इस रिसाव के कारण रक्त वाहिकाओं से तरल पदार्थ आसपास के ऊतकों में बह जाता है, जिससे विशिष्ट सूजन पैदा होती है। हालांकि, उन चूहों में जहाँ शोधकर्ताओं ने इन विशिष्ट संयोजी ऊतक कोशिकाओं से MXRA8 प्रोटीन को हटा दिया था, वायरस उन्हें संक्रमित नहीं कर सका, रासायनिक संकेत कभी नहीं भेजा गया, और रक्त वाहिकाएं सख्त और सील रहती थीं। परिणामस्वरूप, उनमें सूजन नहीं हुई, भले ही पैर में वायरस मौजूद था।
इस खोज ने उस दो-चरणीय प्रक्रिया को उजागर किया जिसका उपयोग वायरस प्रसार के लिए करता है। पहला, यह MXRA-8 चाबी के छेद का उपयोग करके संयोजी ऊतक कोशिकाओं को संक्रमित करता है। दूसरा, ये संक्रमित कोशिकाएं पास की रक्त वाहिकाओं को अपने द्वार खोलने के लिए राजी करती हैं, जिससे तरल पदार्थ बाहर निकल जाता है और सूजन पैदा होती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि द्वारों का यह खुलना वायरस के पैर से बाहर निकलने और शरीर के अन्य हिस्सों में यात्रा करने के लिए रक्तप्रवाह में प्रवेश करने के लिए आवश्यक था। उन्होंने संक्रमित चूहों के पैरों में एक हानिरहित, गैर-प्रतिकृति (non-replicating) वायरस कण इंजेक्ट करके इसका परीक्षण किया। सामान्य संयोजी ऊतक कोशिकाओं वाले चूहों में, ये कण तेजी से पैर से रक्त में चले गए। लेकिन उन चूहों में जिनमें विशिष्ट कोशिकाओं में MXRA-8 प्रोटीन की कमी थी, कण पैर में ही फंसे रहे और परिसंचरण (circulation) में नहीं जा सके। इसने सिद्ध कर दिया कि सूजन और लीकी रक्त वाहिकाएं केवल बीमारी के दुष्प्रभाव नहीं थे, बल्कि वायरस द्वारा स्वयं के प्रसार के लिए उपयोग किया जाने वाला तंत्र थे।
अध्ययन ने यह भी स्पष्ट किया कि वायरस कुछ कोशिकाओं को संक्रमित क्यों कर सकता है जबकि दूसरों को नहीं। शोधकर्ताओं ने पाया कि जबकि संयोजी ऊतक कोशिकाओं को वायरस को अंदर आने देने के लिए MXRA8 प्रोटीन की आवश्यकता थी, रक्त वाहिकाओं को ढकने वाली कोशिकाओं को इसकी आवश्यकता नहीं थी। इसके बजाय, रक्त वाहिका कोशिकाएं स्वाभाविक रूप से वायरस के प्रति प्रतिरोधी थीं क्योंकि उनके पास मजबूत आंतरिक सुरक्षा प्रणालियाँ थीं। हालाँकि, जब संयोजी ऊतक कोशिकाओं को संक्रमित किया गया और उन्होंने अपने रासायनिक संकेतों को भेजना शुरू किया, तो उन्होंने रक्त वाहिकाओं की इन सुरक्षाओं को कमजोर कर दिया, जिससे वे संक्रमण के प्रति आसान हो गईं। इन दो प्रकार की कोशिकाओं के बीच की इस अंतःक्रिया ने एक 'परफेक्ट स्टॉर्म' (पूर्ण तूफान) पैदा किया: संयोजी ऊतक कोशिकाएं संक्रमित हुईं, रक्त वाहिकाओं को लीकी होने का संकेत दिया, और वायरस को रक्तप्रवाह में फिसलने का रास्ता दिया। संयोजी ऊतक कोशिकाओं के प्रारंभिक संक्रमण के बिना, यह श्रृंखला कभी शुरू नहीं हो पाती।
रासायनिक संकेत को रोकने से, जिसने रक्त वाहिकाओं को लीकी बनाया था, शोधकर्ता सूजन को रोकने और वायरस को पूरे शरीर में फैलने से रोकने में सक्षम रहे, भले ही वायरस अभी भी पैर में मौजूद था। यह सुझाव देता है कि सूजन सीधे तौर पर शरीर की रक्त वाहिकाओं के अत्यधिक पारगम्य (permeable) होने का परिणाम है, न कि केवल वायरस कणों के संचय का। यह कार्य एक स्पष्ट चित्र प्रदान करता है कि कैसे एक वायरस खुद के प्रसार को सुगम बनाने के लिए शरीर के अपने मरम्मत तंत्र का अपहरण कर सकता है। यह दिखाता है कि चिकुनगुनिया में देखी जाने वाली नाटकीय सूजन केवल संक्रमण की निष्क्रिय प्रतिक्रिया नहीं है, बल्कि एक सक्रिय प्रक्रिया है जो वायरस द्वारा अपने लिए रास्ता बनाने हेतु आसपास की कोशिकाओं के हेरफेर से संचालित होती है। यह नई समझ वैज्ञानिकों को ऐसे उपचार विकसित करने में मदद कर सकती है जो केवल वायरस को मारने के बजाय रक्त वाहिकाओं को सील रखकर वायरस के प्रसार को रोक सकें।
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