Multi-Omic and Spatial Profiling Defines Outcome-Associated Tumor States in Head and Neck Adenoid Cystic Carcinoma
हेड एंड नेक एडेनोइड सिस्टिक कार्सिनोमा के मल्टी-ओमिक और स्थानिक प्रोफाइलिंग को एकीकृत करके, यह अध्ययन प्रकट करता है कि आक्रामक रोग एक विशिष्ट MYC/E2F-संचालित ल्यूमिनल ट्यूमर अवस्था द्वारा संचालित होता है जो एक साझा मायोएपिथेलियल मूल से उत्पन्न होता है, जिससे बेहतर जोखिम स्तरीकरण के लिए एक सुदृढ़ चार-जीन क्लासिफायर का विकास संभव हो पाता है।
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हेड एंड नेक एडेनोइड सिस्टिक कार्सिनोमा (Adenoid Cystic Carcinoma) एक दुर्लभ और जटिल प्रकार का कैंसर है जो मुँह और गले की स्रावी ग्रंथियों (secretory glands) में उत्पन्न होता है। हालांकि ये ट्यूमर अक्सर शुरुआत में धीरे-धीरे बढ़ते हैं, लेकिन ये उपचार के वर्षों बाद वापस आने और नसों के साथ फैलने के लिए कुख्यात हैं, जिससे इनका प्रबंधन करना कठिन हो जाता है। डॉक्टर वर्तमान में इस बात पर निर्भर करते हैं कि सूक्ष्मदर्शी (microscope) के नीचे ट्यूमर कैसा दिखता है और उसका चरण (stage) क्या है ताकि वे अनुमान लगा सकें कि रोगी का परिणाम कैसा होगा, लेकिन ये संकेत अक्सर अधूरे होते हैं। दो रोगी जिनके ट्यूमर लगभग एक जैसे दिखते हैं, उनके भाग्य पूरी तरह से अलग हो सकते हैं—एक कई वर्षों तक जीवित रहता है और दूसरा बहुत जल्दी दम तोड़ देता है। दशकों से, वैज्ञानिक एक ऐसे जैविक मार्कर (biological marker) की तलाश कर रहे हैं जो निदान के समय इस परिणाम की भविष्यवाणी कर सके, लेकिन यह बीमारी इतनी दुर्लभ और ट्यूमर अध्ययन के लिए इतने जटिल होने के कारण उत्तर अब तक अनसुलझा रहा है।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन ट्यूमर को एक साथ तीन अलग-अलग दृष्टिकोणों से देखकर इस पहेली को सुलझाने का प्रयास किया। केवल पूरे ट्यूमर को एक एकल गांठ के रूप में देखने के बजाय, उन्होंने इसे व्यक्तिगत कोशिकाओं को देखने के लिए विभाजित किया, उन कोशिकाओं के सटीक स्थान का मानचित्र तैयार किया, और उनके द्वारा भेजे जा रहे रासायनिक संदेशों का विश्लेषण किया। उन पच्चीस ट्यूमरों का अध्ययन करके, जिनमें से रोगी या तो पांच वर्षों से अधिक समय तक जीवित रहे या दो वर्षों के भीतर मृत्यु हो गई, उन्होंने खोजा कि एक अच्छे परिणाम और एक बुरे परिणाम के बीच का अंतर प्रतिरक्षा प्रणाली (immune system) या ट्यूमर के स्थान के बारे में नहीं है। इसके बजाय, परिणाम स्वयं कैंसर कोशिकाओं की पहचान में आए एक विशिष्ट बदलाव पर निर्भर करता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि ये सभी ट्यूमर एक ही प्रकार की कोशिका से शुरू होते हैं, लेकिन बढ़ने के दौरान वे अलग-अलग रास्ते अपना लेते हैं। उन रोगियों में जो लंबे समय तक जीवित रहे, ट्यूमर में शरीर की प्राकृतिक सहायक संरचना, जिसे मायोएपिथेलियल (myoepithelial) कोशिकाएं कहा जाता है, के समान बड़ी संख्या में कोशिकाएं बनी रहीं। ये कोशिकाएं ऊतक (tissue) को व्यवस्थित और स्थिर रखने में मदद करती हैं। हालांकि, आक्रामक ट्यूमर में, जो शीघ्र मृत्यु का कारण बने, ये सहायक कोशिकाएं लगभग पूरी तरह से गायब हो गईं। उनके स्थान पर, ट्यूमर तेजी से विभाजित और बढ़ने वाली एक अलग प्रकार की कोशिकाओं से भर गया। यह बदलाव केवल अधिक तेजी से बढ़ने वाली कोशिकाओं के होने का मामला नहीं था; यह ट्यूमर के चरित्र में एक मौलिक परिवर्तन था, जहाँ कैंसर कोशिकाओं ने अपनी सहायक भूमिका को त्याग दिया और पूरी तरह से गुणन (multiplication) पर ध्यान केंद्रित किया।
यह समझने के लिए कि यह कैसे होता है, वैज्ञानिकों ने कोशिकाओं के विकासात्मक इतिहास का पता लगाया। उन्होंने देखा कि दोनों समूहों के कैंसर कोशिकाएं एक ही मूल से शुरू हुईं, लेकिन आक्रामक कोशिकाओं ने एक ऐसे पथ की ओर कदम बढ़ाया जो निरंतर विभाजन की स्थिति की ओर ले जाता है। यह पथ विशिष्ट आंतरिक स्विचों द्वारा संचालित था जिन्होंने कोशिकाओं को अपने डीएनए की नकल करने और बार-बार विभाजित होने का निर्देश दिया। शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं के बीच के स्थान का भी अवलोकन किया और पाया कि आक्रामक ट्यूमर में, तेजी से बढ़ने वाली कोशिकाएं आपस में मिलकर घने, सघन घोंसले (nests) बना लेती हैं, जो एक विशिष्ट वातावरण बनाती हैं जो और भी अधिक विकास को प्रोत्साहित करता है। इसके विपरीत, दीर्घकालिक जीवित बचे लोगों के ट्यूमर में एक अधिक मिश्रित और बिखरी हुई व्यवस्था थी, जहाँ विभिन्न प्रकार की कोशिकाएं इस तरह सह-अस्तित्व में थीं जो कैंसर की गति को धीमा करती प्रतीत होती थीं।
अध्ययन ने यह भी खुलासा किया कि आक्रामक ट्यूमर अपने पड़ोसियों को अलग-अलग संकेत भेज रहे थे। वे विशेष रूप से ऐसे संदेश भेजने में कुशल थे जो विकास को प्रोत्साहित करते थे और उन्हें नसों पर आक्रमण करने में मदद करते थे, जो इस बीमारी की एक प्रमुख विशेषता है। शोधकर्ताओं ने चार जीनों के एक विशिष्ट सेट की पहचान की जो इस आक्रामक अवस्था के लिए एक स्विच के रूप में कार्य करते हैं। जब ये जीन सक्रिय होते हैं, तो ट्यूमर कोशिकाएं अपनी सहायक पहचान खो देती हैं और अनियंत्रित रूप से विभाजित होने लगती हैं। केवल इन चार जीनों की गतिविधि को मापकर, टीम ने सटीक रूप से भविष्यवाणी की कि किन रोगियों का परिणाम खराब होगा, भले ही उन्होंने अन्य समूहों के डेटा को देखा हो जिन्हें वे पहले से नहीं जानते थे। यह चार-जीन सिग्नेचर (four-gene signature) उन बड़े और अधिक जटिल जीन सूचियों से बेहतर काम करता था जिन्हें वैज्ञानिकों ने पहले आज़माया था।
शायद सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि शोधकर्ताओं ने पुष्टि की कि यह पैटर्न केवल कंप्यूटर स्क्रीन पर एक डिजिटल संकेत नहीं था। उन्होंने ट्यूमर के वास्तविक ऊतकों के स्लाइस लिए और उन्हें उन रंगों (dyes) से रंगा जो इन जीनों द्वारा बनाए गए प्रोटीन को उजागर करते हैं। भौतिक साक्ष्य उनके डिजिटल मानचित्रों से पूरी तरह मेल खाते थे: आक्रामक टद्यूमर में विकास संबंधी प्रोटीनों के मजबूत, केंद्रित समूह उन्हीं घने घोंसलों में देखे गए जिनकी भविष्यवाणी की गई थी, जबकि धीमी गति से बढ़ने वाले ट्यूमर में बहुत कमजोर और बिखरा हुआ पैटर्न दिखाई दिया। इसने पुष्टि की कि आक्रामक व्यवहार ऊतक की एक वास्तविक, भौतिक अवस्था है, जो ट्यूमर के भीतर विशिष्ट स्थानों में व्यवस्थित है।
निष्कर्षों से पता चलता है कि इस कैंसर के भविष्य की भविष्यवाणी करने की कुंजी यह देखना है कि ट्यूमर कोशिकाएं अपनी पहचान कैसे बदलती हैं। यह प्रतिरक्षा प्रणाली के कैंसर पर हमला करने में विफल होने के बारे में नहीं है, और न ही यह सिर या गर्दन के किसी विशिष्ट भाग के बारे में है। अंतर कैंसर के भीतर ही है। जब ट्यूमर कोशिकाएं अपनी सहायक, संगठित प्रकृति को त्याग देती हैं और विशुद्ध रूप से प्रजनन, तेजी से विभाजित होने वाली मोड में बदल जाती हैं, तो बीमारी खतरनाक हो जाती है। यह खोज डॉक्टरों को इस बीमारी को देखने का एक नया तरीका प्रदान करती है, जो एक स्पष्ट जैविक कारण प्रदान करती है कि क्यों कुछ ट्यूमर घातक होते हैं जबकि अन्य नहीं, और एक सरल परीक्षण की ओर इशारा करती है जो शुरुआत से ही उच्च-जोखिम वाले रोगियों की पहचान करने में मदद कर सकता है।
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