Sequential engagement of distinct dendritic cell subsets shapes Th2 polarization

शरीर स्वयं की रक्षा कैसे करता है, इसे समझने के लिए सबसे पहले हमें हमारे लिम्फ नोड्स (lymph nodes) के भीतर होने वाली शांत, सूक्ष्म वार्ताओं को देखना होगा, जो हमारे प्रतिरक्षा तंत्र में बिखरे हुए छोटे, सेम के आकार के अंग हैं। जब कोई वायरस या वैक्सीन शरीर में प्रवेश करती है, तो यह एक ऐसी श्रृंखला अभिक्रिया (chain reaction) को सक्रिय करती है जो डेंड्रिटिक सेल (dendritic cell) नामक एक विशिष्ट प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका से शुरू होती है। ये कोशिकाएं स्काउट्स (scouts) के रूप में कार्य करती हैं, जो हमलावर के अंशों को पकड़ती हैं और उन्हें एक मिलान करने वाले साथी—एक हेल्पर टी सेल (helper T cell)—को खोजने के लिए लिम्फ नोड्स तक ले जाती हैं। यह मुलाकात वह चिंगारी है जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को प्रज्वलित करती है। दशकों तक, वैज्ञानिकों का मानना था कि यह प्रारंभिक हाथ मिलाना (handshake) सबसे महत्वपूर्ण क्षण था। उन्होंने सोचा था कि एक बार जब टी सेल ने डेंड्रिटिक सेल द्वारा प्रस्तुत एंटीजन (antigen) को पहचान लिया, तो टी सेल बस गुणा (multiply) करेगा और काम पर लग जाएगा, जिससे डेंड्रिटिक सेल का काम प्रभावी रूप से समाप्त हो जाएगा। प्रचलित दृष्टिकोण यह था कि प्रतिरक्षा प्रणाली के निर्देश मुठभेड़ की शुरुआत में ही एक एकल, निर्णायक विस्फोट के रूप में दिए जाते हैं।

हालाँकि, एक नया अध्ययन इस एक-बार की मुलाकात के विचार को चुनौती देता है। शोधकर्ताओं ने खोजा है कि इन दोनों कोशिकाओं के बीच का संबंध एक संक्षिप्त परिचय और उसके बाद लंबे अलगाव का नहीं, बल्कि एक लंबे समय तक चलने वाली साझेदारी है जो समय के साथ विकसित होती है। जीवित चूहों में इन अंतःक्रियाओं को ट्रैक करते हुए, टीम ने पाया कि हेल्पर टी सेल केवल एक प्रकार के डेंड्रिटिक सेल से नहीं मिलते और उसके साथ नहीं रहते। इसके बजाय, जैसे-जैसे प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया परिपक्व होती है, वे अपने साथी बदलते हैं। अध्ययन से पता चलता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली यह तय करने के लिए कि किस प्रकार की रक्षा मोर्चाबंदी करनी है, दो-चरणीय प्रक्रिया का उपयोग करती है। पहले, एक टी सेल प्रारंभिक संकेत प्राप्त करने के लिए एक विशिष्ट समूह के डेंड्रिटिक सेल्स से मिलता है। फिर, जैसे ही टी सेल गुणा करना शुरू करता है, वह एक पूरी तरह से अलग समूह के डेंड्रिटिक सेल्स की तलाश करता है ताकि आगे के निर्देश प्राप्त कर सके जो प्रतिरक्षा हमले के अंतिम स्वरूप को निर्धारित करते हैं। यह खोज बताती है कि प्रतिरक्षा प्रणाली पहले की तुलना में कहीं अधिक गतिशील और अनुकूलनीय है, जो अपनी प्रतिक्रिया को सटीक बनाने के लिए विभिन्न कोशिकीय वार्ताओं के क्रम का उपयोग करती है।

शोधकर्ताओं ने एक चतुर विधि का उपयोग करके इन अंतःक्रियाओं के टाइमलाइन (timeline) को मैप करने का लक्ष्य रखा, जिसने उन्हें एक जीवित जानवर के भीतर कोशिकाओं के बीच भौतिक संपर्कों को रिकॉर्ड करने की अनुमति दी। उन्होंने उन चूहों के साथ काम किया जिन्हें इस तरह इंजीनियर किया गया था कि जब एक डेंड्रिटिक सेल एक हेल्पर टी सेल को छूता है, तो एक छोटा रासायनिक टैग एक से दूसरे में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे जोड़ी स्थायी रूप से चिह्नित हो जाती है। इसके बाद उन्होंने चूहों को एक हानिरहित प्रोटीन और एक एडजुवेंट (adjuvant - एक पदार्थ जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ाता है) के मिश्रण से प्रतिरक्षित किया, और कई दिनों तक ड्रेनिंग लिम्फ नोड में क्या होता है, इसका अवलोकन किया। उन्होंने पाया कि अंतःक्रियाएं पहले दिन के बाद समाप्त नहीं हुईं। वास्तव में, टी सेल्स और डेंड्रिटिक सेल्स के बीच संपर्कों की संख्या प्रारंभिक इंजेक्शन के तीन दिन बाद चरम (peak) पर थी, उस समय जब टी सेल्स सक्रिय रूप से विभाजित हो रहे थे और उनकी संख्या बढ़ रही थी। गतिविधि के इस शिखर ने सुझाव दिया कि टी सेल्स केवल निष्क्रिय रूप से प्रतीक्षा नहीं कर रहे थे; वे विस्तार के दौरान नए साथियों की सक्रिय रूप से तलाश कर रहे थे।

इन नए साथियों कौन थे, यह समझने के लिए टीम ने शामिल डेंड्रिटिक सेल्स के प्रकारों को बारीकी से देखा। उन्होंने पाया कि प्रतिरक्षा प्रणाली इन कोशिकाओं के दो विशिष्ट समूहों पर निर्भर करती है, जिनमें से प्रत्येक की एक अलग भूमिका और एक अलग समय-सारणी है। पहले चरण में, जो पहले दिन के भीतर होता है, टी सेल्स मुख्य रूप से डेंड्रिटिक सेल्स के एक समूह के साथ अंतःक्रिया करते हैं जो त्वचा से लिम्फ नोड तक प्रवास (migrate) करने की क्षमता के लिए जाने जाते हैं। ये कोशिकाएं खतरे की प्रारंभिक पहचान के लिए आवश्यक थीं। लेकिन जैसे ही टी सेल्स विभाजित होने लगे, दृश्य बदल गया। टी सेल्स ने एक अलग समूह के डेंड्रिटिक सेल्स के साथ अंतःक्रिया करना शुरू कर दिया जो बाद में आए थे। ये देर से आने वाले सेल दिखने और व्यवहार में भिन्न थे। वे वे कोशिकाएं नहीं थीं जिन्होंने प्रक्रिया शुरू की थी; वे कोशिकाओं की एक नई लहर थीं जिन्हें बाद के समय में ऊतकों (tissues) से भर्ती किया गया था।

सबसे आश्चर्यजनक निष्कर्षों में से एक यह था कि इस दूसरे चरण की अंतःक्रिया के लिए पहले चरण के समान सख्त नियमों की आवश्यकता नहीं थी। एक टी सेल और डेंड्रिटिक सेल के बीच की प्रारंभिक मुलाकात अत्यधिक विशिष्ट होती है; टी सेल को हमलावर के ठीक उसी अंश को पहचानना चाहिए जिसे डेंड्ररिक सेल प्रस्तुत करता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि बाद के चरण के दौरान यह सख्त आवश्यकता शिथिल हो गई थी। यहाँ तक कि जब उन्होंने डेंड्रिटिक सेल्स की विशिष्ट एंटीजन प्रस्तुत करने की क्षमता को बाधित किया, तब भी टी सेल्स देर से आने वाले समूह के साथ अंतःक्रिया करते रहे। इसका अर्थ यह है कि संचार की दूसरी लहर हमलावर की पहचान की पुन: पुष्टि करने के बारे में नहीं है, बल्कि एक अलग प्रकार का संकेत प्राप्त करने के बारे में है। देर से आने वाले डेंड्रिटिक सेल्स की सतह पर CD70 नामक एक विशिष्ट अणु पाया गया, जिसे टी सेल्स ने पहचाना। जब शोधकर्ताओं ने इस CD70 अणु को ब्लॉक किया, तो टी सेल्स विशिष्ट प्रकार के हेल्पर सेल के रूप में विकसित होने में विफल रहे जिनकी कुछ प्रकार के संक्रमणों, विशेष रूप से उन संक्रमणों के लिए आवश्यकता होती है जिनमें Th2 प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है।

अध्ययन ने यह भी खुलासा किया कि डेंड्रिटिक सेल्स के ये दो समूह लिम्फ नोड के भीतर अलग-अलग पड़ोस (neighborhoods) में रहते हैं। जल्दी आने वाले सेल प्रवेश द्वार के पास रहने की प्रवृत्ति रखते हैं जहाँ नए टी सेल्स आते हैं, जिससे प्रारंभिक मुलाकात सुगम होती है। हालाँकि, देर से आने वाले सेल लिम्फ नोड के बाहरी क्षेत्रों में पाए जाते हैं, उन क्षेत्रों में जहाँ टी सेल्स गुणा होने के बाद चले जाते हैं। यह स्थानिक बदलाव (spatial shift) बताता है कि टी सेल्स अपने दूसरे सेट के निर्देशकों को खोजने के लिए शारीरिक रूप से चलते हैं। शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं की गति को ट्रैक करने के लिए एक प्रकाश-संवेदनशील मार्कर का उपयोग करके इसकी पुष्टि की। उन्होंने देखा कि जबकि कोशिकाओं का पहला समूह लगातार त्वचा से आ रहा था, दूसरा समूह एक अलग लहर के रूप में दिखाई दिया, जो बाद में आया और उन विशिष्ट क्षेत्रों में बस गया जहाँ विस्तारित (expanding) टी सेल्स एकत्र हो रहे थे।

यह क्रमिक जुड़ाव (sequential engagement) इस बात की हमारी समझ को बदल देता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली कैसे सीखती है। यह शुरुआत में दिए गए एकल पाठ के बारे में नहीं है, बल्कि एक पाठ्यक्रम (curriculum) के बारे में है जो समय के साथ प्रकट होता है। पहला पाठ टी सेल को यह सिखाता है कि क्या देखना है। दूसरा पाठ, जो शिक्षकों के एक अलग समूह द्वारा एक अलग स्कूल के अलग हिस्से में दिया जाता है, टी सेल को यह सिखाता है कि कैसे व्यवहार करना है और किस प्रकार का हथियार बनाना है। शोधकर्ताओं ने दिखाया कि यदि आप शिक्षकों के दूसरे समूह को हटा देते हैं, या उनके विशिष्ट संकेत को रोक देते हैं, तो टी सेल्स पूरा पाठ नहीं सीख पाते हैं। वे गुणा तो हो सकते हैं, लेकिन वे उन विशिष्ट रक्षकों के रूप में विकसित होने में विफल रहते हैं जिनकी आवश्यकता Th2 प्रतिक्रिया के लिए होती है, जो परजीवियों और कुछ एलर्जी के खिलाफ लड़ने के लिए महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली ने एक परिष्कृत तंत्र विकसित किया है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रतिक्रिया न केवल मजबूत हो, बल्कि खतरे के लिए सटीक रूप से तैयार भी हो।

इस खोज के निहितार्थ वैक्सीन और इम्यूनोथेरेपी (immune therapies) के बारे में हमारी सोच के लिए महत्वपूर्ण हैं। यदि दूसरे चरण की अंतःक्रिया अंतिम प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को आकार देने के लिए महत्वपूर्ण है, तो केवल प्रारंभिक सक्रियण को बढ़ावा देना दीर्घकालिक या विशिष्ट सुरक्षा बनाने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है। प्रतिक्रिया के बाद के चरणों में शामिल समय और कोशिकाओं के प्रकार, शुरुआत के समान ही महत्वपूर्ण प्रतीत होते हैं। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि भविष्य की रणनीतियों को यह सुनिश्चित करने के लिए इन देर से आने वाली अंतःक्रियाओं को समर्थन देने पर विचार करने की आवश्यकता हो सकती है कि प्रतिरक्षा प्रणाली सही प्रकार की स्मृति और रक्षा विकसित करे। यह प्रकट करते हुए कि प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया एक एकल चिल्लाहट के बजाय एक बहु-चरणीय संवाद है, यह कार्य इस बारे में सोचने के नए तरीके खोलता है कि हम शरीर की रक्षा को अधिक प्रभावी और सटीक बनाने के लिए कैसे निर्देशित कर सकते हैं।