Dietary serine and glycine restriction delays cancer-associated cachexia

कैंसर को अक्सर शरीर की अपनी कोशिकाओं के रोगी के विरुद्ध हो जाने वाले रोग के रूप में देखा जाता है, लेकिन इसका सबसे विनाशकारी प्रभाव अक्सर 'कैशेक्सिया' (cachexia) के रूप में जाना जाने वाला एक प्रणालीगत पतन (systemic collapse) होता है। यह स्थिति केवल भूख की कमी या पर्याप्त भोजन न कर पाने की विफलता नहीं है; यह एक जटिल चयापचय सिंड्रोम (metabolic syndrome) है जहाँ शरीर अपने स्वयं के वसा और मांसपेशियों को खाना शुरू कर देता है, जिससे गंभीर कमजोरी और उपचार सहने की क्षमता में कमी आती है। दशकों तक, इस क्षय को उलटने के लिए चिकित्सा संबंधी प्रयास रोगियों को अधिक पोषक तत्व खिलाने पर केंद्रित रहे हैं, फिर भी ये पारंपरिक आहार संबंधी दृष्टिकोण गिरावट को रोकने में काफी हद तक विफल रहे हैं। प्रचलित दृष्टिकोण यह रहा है कि ट्यूमर इस विनाश को संचालित करता है, और मेजबान (host) की मदद करने का एकमात्र तरीका कैंसर को भूखा मारना या बस अधिक ईंधन प्रदान करना है। हालाँकि, एक नई जांच बताती है कि विशिष्ट पोषक तत्वों के प्रति शरीर की प्रतिक्रिया, ट्यूमर की वृद्धि जितनी ही महत्वपूर्ण हो सकती है, और क्षय का समाधान केवल अधिक भोजन जोड़ने में नहीं, बल्कि आहार से विशिष्ट घटकों को सावधानीपूर्वक हटाने में निहित हो सकता है।

लंदन में फ्रांसिस क्रिक इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने यह जांचा कि क्या जीवन के दो विशिष्ट निर्माण खंडों, अमीनो एसिड सेरीन (serine) और ग्लाइसिन (glycine) को प्रतिबंधित करने से चूहों में कैंसर के मार्ग को बदला जा सकता है। फेफड़ों और अग्नाशय के विभिन्न प्रकार के कैंसर से जुड़े प्रयोगों की एक श्रृंखला में, उन्होंने पाया कि इन दो पोषक तत्वों की कमी वाला आहार मेजबान के चयापचय में एक गहरा बदलाव लाता है। यह बदलाव केवल ट्यूमर की गति को धीमा नहीं करता; यह मौलिक रूप से बदल देता है कि शरीर तनाव और सूजन (inflammation) को कैसे संभालता है, जिससे कैंसर खुद बढ़ता रहने के बावजूद क्षय की शुरुआत प्रभावी रूप से टिल देरी हो जाती है। निष्कर्ष बताते हैं कि कैंसर में जीवित रहने की कुंजी सीधे ट्यूमर पर हमला करने के बजाय शरीर की चयापचय लचीलेपन (metabolic resilience) को प्रशिक्षित करने में हो सकती है।

यह समझने के लिए कि यह कैसे काम करता है, टीम ने पहले यह देखा कि जब स्वस्थ चूहों को सेरीन और ग्लाइसिन रहित आहार दिया जाता है तो क्या होता है। इन जानवरों का वजन तो कम हुआ, लेकिन यह कमी लगभग पूरी तरह से शरीर की वसा में कमी के कारण थी, जबकि उनका मांसपेशी द्रव्यमान और शक्ति बरकरार रही। चूहों ने कम खाया, विशेष रूप से अपने सक्रिय रात्रि घंटों के दौरान, और उनके शरीर ने वसा को अधिक कुशलता से जलाकर अनुकूलन किया। महत्वपूर्ण रूप से, इस दुबलेपन की स्थिति ने उन्हें बीमार नहीं किया; वे सक्रिय और स्वस्थ रहे, जो यह सुझाव देता है कि शरीर बिना सामान्य कुपोषण के परिणामों के इस पोषक तत्व प्रतिबंध के अनुकूल हो सकता है। इसने एक आधार स्थापित किया: सेरीन और ग्लाइसिन को हटाना मेजबान में एक विशिष्ट चयापचय अवस्था बनाता है जो साधारण कुपोषण से अलग है।

शोधकर्ताओं ने इन चूहों में ट्यूमर पेश किए ताकि वे देख सकें कि यह आहार संबंधी स्थिति कैंसर के साथ कैसे परस्पर क्रिया करती है। उन्होंने फेफड़ों के कैंसर के दो अलग-अलग मॉडल का उपयोग किया। पहले मॉडल में, ट्यूमर आहार के प्रति संवेदनशील थे, जिसका अर्थ था कि सेरीन और ग्लाइसिन की कमी ने कैंसर की वृद्धि को धीमा कर दिया। इस मामले में, चूहे अधिक समय तक जीवित रहे, और उनके वजन घटने में देरी हुई। हालाँकि, अधिक आश्चर्यजनक खोज दूसरे मॉडल से मिली, जहाँ ट्यूमर आहार के प्रति पूरी तरह से प्रतिरोधी थे। इन चूहों में कैंसर सामान्य आहार खाने वाले चूहों की तरह ही तेजी से बढ़ा, और अध्ययन के अंत तक ट्यूमर का आकार भी समान था। फिर भी, समान ट्यूमर भार के बावजूद, प्रतिबंधित आहार वाले चूहे क्षय नहीं हुए। उन्होंने नियंत्रण समूह की तुलना में अपने शरीर के वजन और वसा भंडार को बहुत अधिक समय तक बनाए रखा। इसने सिद्ध किया कि क्षय के विरुद्ध सुरक्षा ट्यूमर के सिकुड़ने का दुष्प्रभाव नहीं था; यह मेजबान के शरीर द्वारा आहार के प्रति अनुकूलन का सीधा परिणाम था।

इस जैविक प्रक्रिया की गहराई में जाने के लिए, टीम ने पाया कि यकृत (liver) इस चयापचय पुनर्गठन का प्राथमिक स्थल था। प्रतिबंधित आहार वाले चूहों में, यकृत ने ग्लूटाथियोन (glutathione) का उत्पादन बढ़ाया, जो कोशिकाओं को क्षति से बचाने वाला एक शक्तिशाली एंटीऑक्सीडेंट है। साथ ही, यकृत ने वसा के प्रसंस्करण को बदल दिया, जिससे लिपिड को इस तरह से तोड़ा गया जिससे विषाक्त, ऑक्सीकृत उपोत्पादों का संचय कम हो गया। नियंत्रण समूह के चूहों में, ट्यूमर की उपस्थिति के कारण इन हानिकारक लिपिड प्रजातियों का संचय हुआ और प्रणालीगत सूजन (inflammation) में वृद्धि हुई, जो मांसपेशियों और वसा की हानि का एक ज्ञात चालक है। प्रतिबंधित आहार ने प्रभावी रूप से इस भड़काऊ आग को शांत कर दिया। चूहों में रक्त में सूजन के संकेतों का स्तर कम था, ट्यूमर की ओर दौड़ने वाली प्रतिरक्षा कोशिकाओं की संख्या कम थी, और उनके पूरे शरीर में ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस के कम प्रमाण थे।

यह पुष्टि करने के लिए कि सूजन ही क्षय का मुख्य चालक थी, शोधकर्ताओं ने चूहों के एक अलग समूह को डेक्सामेथासोन (dexamethasone) नामक एक शक्तिशाली एंटी-इंफ्लेमेटरी दवा दी। भले ही ये चूहे सामान्य आहार ले रहे थे, लेकिन दवा ने प्रतिबंधित आहार के सुरक्षात्मक प्रभावों की नकल की। इन उपचारित चूहों ने अपने शरीर की वसा को अधिक बनाए रखा और उनमें सूजन के मार्करों का स्तर भी कम था, ठीक वैसे ही जैसे सेरीन और ग्लाइसिन मुक्त आहार वाले चूहों में था। इस प्रयोग ने दोनों घटनाओं को जोड़ दिया: आहार इसलिए काम कर रहा था क्योंकि इसने उस सूजन संबंधी प्रक्रिया को दबा दिया जो शरीर को खुद को खाने के लिए प्रेरित करती है। शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि आहार ने विशिष्ट साइटोकिन्स (cytokines) के स्तर को कम कर दिया, जो रासायनिक संदेशवाहक हैं जो ऊतकों को तोड़ने का संकेत देते हैं, जिससे इस विचार को और बल मिला कि आहार क्षय प्रक्रिया पर एक ब्रेक के रूप में कार्य करता है।

अध्ययन में अग्नाशय के कैंसर को भी देखा गया, जो एक ऐसी बीमारी है जिसे विशेष रूप से आक्रामक और आहार परिवर्तनों के प्रति प्रतिरोधी माना जाता है। यहाँ भी, इस मॉडल में, जहाँ ट्यूमर सेरीन और ग्लाइसिन की कमी के प्रति प्रतिक्रिया नहीं दे रहा था, आहार वाले चूहे मानक आहार वाले चूहों की तुलना में बेहतर स्थिति में थे। उन्होंने कम विसरल फैट (visceral fat) खोया, बेहतर मांसपेशी कार्य बनाए रखा, और रक्त में तनाव के मार्करों का निम्न स्तर दिखाया। आहार ने मेजबान में चयापचय लचीलेपन की एक स्थिति उत्पन्न की, जिससे शरीर ट्यूमर द्वारा उत्सर्जित विषाक्त संकेतों के प्रति कम संवेदनशील हो गया। यह सुझाव देता है कि यह दृष्टिकोण व्यापक रूप से उपयोगी हो सकता है, जो संभावित रूप से उन विभिन्न प्रकार के कैंसर वाले रोगियों की मदद कर सकता है जो प्रत्यक्ष चयापचय लक्ष्यीकरण (metabolic targeting) के प्रति प्रतिक्रिया नहीं देते हैं।

इन निष्कर्षों के निहितार्थ लंबे समय से चली आ रही इस धारणा को चुनौती देते हैं कि कैंसर से संबंधित क्षय का मुकाबला करने का एकमात्र तरीका कैलोरी का सेवन बढ़ाना है। इसके बजाय, डेटा एक ऐसे मॉडल की ओर संकेत करता है जहाँ विशिष्ट पोषक तत्वों को सीमित करना मेजबान के चयापचय को बीमारी के तनाव को सहने के लिए तैयार कर सकता है। ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस को कम करके और सूजन संबंधी प्रतिक्रिया को शांत करके, आहार शरीर को अपनी ऊर्जा भंडार और मांसपेशी द्रव्यमान को लंबे समय तक संरक्षित करने की अनुमति देता है। हालांकि यह अध्ययन चूहों पर किया गया था और यह निर्धारित करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है कि क्या ये परिणाम मनुष्यों में भी लागू होते हैं, यह कार्य कैंसर देखभाल पर एक नया दृष्टिकोण प्रदान करता है। यह सुझाव देता है कि कैंसर के विरुद्ध लड़ाई केवल ट्यूमर के बारे में नहीं है, बल्कि उस चयापचय वातावरण के बारे में भी है जिसमें वह बढ़ता है, और उस वातावरण को सावधानीपूर्वक तैयार करना रोगियों के जीवन की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान कर सकता है।