Myo-inositol as a spectroscopic marker of neuroinflammation in frontotemporal lobar degeneration

मानव मस्तिष्क एक जटिल अंग है, लेकिन जब यह विफल होने लगता है, तो इसके चेतावनी संकेत अक्सर सूक्ष्म और सटीक रूप से पकड़ने में कठिन होते हैं। फ्रंटोटेम्पोरल लोबार डिजनरेशन (frontotemporal lobar degeneration) जैसी स्थितियों के लिए, जो मस्तिष्क के फ्रंटल और टेम्पोरल लोब्स के सिकुड़ने और व्यक्तित्व एवं गतिशीलता में गहरे बदलावों का कारण बनती हैं, डॉक्टर वर्तमान में उत्तर खोजने के तरीके में एक कठिन विकल्प का सामना करते हैं। वे पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (positron emission tomography) का उपयोग कर सकते हैं, जो एक स्कैनिंग तकनीक है जिसमें मस्तिष्क के भीतर क्या हो रहा है यह देखने के लिए थोड़ी मात्रा में रेडियोधर्मी पदार्थ इंजेक्ट किया जाता है। हालांकि यह विधि शक्तिशाली है, लेकिन विकिरण का अर्थ है कि इसका उपयोग एक ही व्यक्ति पर बार-बार नहीं किया जा सकता, जिससे यह ट्रैक करना कठिन हो जाता है कि बीमारी समय के साथ कैसे बदलती है। वैकल्पिक रूप से, वे सूजन के मार्करों को देखने के लिए रक्त का नमूना ले सकते हैं, लेकिन ये अप्रत्यक्ष संकेत हैं जो मस्तिष्क के ऊतकों के भीतर वास्तव में क्या हो रहा है, इसकी पूरी कहानी नहीं बताते। वैज्ञानिक लंबे समय से एक ऐसे तरीके की तलाश में थे जिससे बिना विकिरण के और रक्तप्रवाह से अनुमान लगाने के बजाय, मस्तिष्क की आंतरिक स्थिति को सीधे मापा जा सके।

इस पहेली के लापता हिस्से को खोजने के लिए, शोधकर्ताओं की एक टीम ने प्रोटॉन मैग्नेटिक रेजोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (proton magnetic resonance spectroscopy) नामक तकनीक की ओर रुख किया। मानक एमआरआई स्कैन, जो मस्तिष्क की संरचना की तस्वीरें बनाते हैं, के विपरीत यह विधि एक रासायनिक सेंसर की तरह कार्य करती है, जिससे वैज्ञानिक मस्तिष्क के एक छोटे, परिभाषित क्षेत्र के भीतर अणुओं के विशिष्ट संकेतों को सुन सकते हैं। शोधकर्ताओं ने 'मायो-इनोसिटोल' (myo-inositol) नामक अणु पर अपना ध्यान केंद्रित किया। यह पदार्थ स्वाभाविक रूप से मस्तिष्क की सहायक कोशिकाओं, विशेष रूप से एस्ट्रोसाइट्स (astrocytes) और माइक्रोग्लिया (microglia) में पाया जाता है, जो मस्तिष्क की प्रतिरक्षा प्रणाली के रूप में कार्य करती हैं। जब ये कोशिकाएं सूजन से लड़ने के लिए सक्रिय होती हैं, तो वे अधिक मायो-इनोसिटोल का उत्पादन करती हैं। टीम यह देखना चाहती थी कि क्या वे इस अणु को न्यूरोइन्फ्लेमेशन (neuroinflammation) के लिए एक विश्वसनीय सूचक के रूप में उपयोग कर सकती हैं, जो वह पुरानी सूजन और प्रतिरक्षा गतिविधि है जो डिमेंशिया के कई रूपों को संचालित करती है। उनका अनुमान था कि यदि यह सूजन इस बीमारी का एक प्रमुख हिस्सा है, तो उन्हें फ्रंटोटेमोरल लोबार डिजनरेशन से प्रभावित विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्रों में मायो-इनोसिटोल का उच्च स्तर मिलना चाहिए, और यह स्तर रक्त के सूजन संबंधी मार्करों और रोगी की मानसिक गिरावट, दोनों के साथ ऊपर-नीचे होना चाहिए।

अध्ययन में व्यवहार परिवर्तन और गति संबंधी कठिनाइयों वाले फ्रंटोटेमोरल लोबार डिजनरेशन विकारों से निदान किए गए 54 व्यक्तियों और समान आयु एवं पृष्ठभूमि के 73 स्वस्थ लोगों को शामिल किया गया। एक अत्यंत शक्तिशाली 7 टेस्ला मैग्नेटिक रेजोनेंस स्कैनर का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने प्रत्येक प्रतिभागी के मस्तिष्क के दो विशिष्ट क्षेत्रों के ऊपर एक छोटा, अदृश्य बॉक्स रखा। एक बॉक्स राइट इन्फीरियर फ्रंटल गाइरस (right inferior frontal gyrus) के ऊपर रखा गया था, जो इन रोगों में क्षतिग्रस्त होने वाला क्षेत्र है, जबकि दूसरा राइट ऑक्सीपिटल लोब (right occipital lobe) के ऊपर रखा गया था, जो मस्तिष्क का वह हिस्सा है जो आमतौर पर इन रोगियों में स्वस्थ रहता है। इस सेटअप ने उन्हें एक बीमार क्षेत्र की तुलना एक स्वस्थ क्षेत्र से करने की अनुमति दी। साथ ही, टीम ने प्रतिभागियों के रक्त में विभिन्न सूजन संबंधी प्रोटीन के स्तर को मापा और उनकी संज्ञानात्मक क्षमताओं का आकलन करने के लिए स्मृति और सोच कौशल के एक मानक परीक्षण का उपयोग किया।

परिणामों ने एक स्पष्ट और विशिष्ट पैटर्न का खुलासा किया। रोग से प्रभावित मस्तिष्क क्षेत्रों में, रोगियों में स्वस्थ नियंत्रण समूह (healthy controls) की तुलना में मायो-इनोसिटोल का स्तर काफी अधिक था। हालांकि, मस्तिष्क के स्वस्थ भाग में, स्तर सामान्य रहे, जिससे पता चला कि यह वृद्धि एक सामान्य शरीर-व्यापी प्रभाव नहीं बल्कि एक स्थानीय मस्तिष्क क्षति के प्रति एक विशिष्ट प्रतिक्रिया थी। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने पाया कि क्षतिग्रस्त मस्तिष्क क्षेत्र में मायो-इनोसिटोल की मात्रा केवल एक यादृच्छिक उतार-चढ़ाव नहीं थी; यह शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के साथ तालमेल बिठाकर चलती थी। उच्च स्तर के इस मस्तिष्क अणु वाले रोगियों में रक्त में विशिष्ट सूजन संबंधी प्रोटीन, जैसे कि IL-6 और CRP का स्तर भी अधिक था। यह संबंध बताता है कि मस्तिष्क के भीतर होने वाली सूजन, रक्तप्रवाह में पता लगाने योग्य सूजन से जुड़ी हुई है। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि अध्ययन ने इस रासायनिक मार्कर और रोगी की स्थिति के बीच एक सीधा संबंध दिखाया। प्रभावित मस्तिष्क क्षेत्रों में उच्चतम स्तर के मायो-इनोसिटोल वाले व्यक्तियों ने संज्ञानात्मक परीक्षणों में सबसे खराब प्रदर्शन किया, जो यह दर्शाता है कि स्थानीय सूजन जितनी तीव्र होगी, मानसिक क्षमता का नुकसान उतना ही अधिक होगा।

यह कार्य सुझाव देता है कि मायो-इनोसिटोल, एक गैर-आक्रामक स्कैन के माध्यम से, फ्रंटटेमोरल लोबार डिजनरेशन को समझने के लिए एक मूल्यवान उपकरण के रूप में काम कर सकता है। यह बिना विकिरण के मस्तिष्क की प्रतिरक्षा गतिविधि को सीधे देखने का एक तरीका प्रदान करता है, और बीमारी की जीवविज्ञान, शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और रोगी की दैनिक क्षमताओं के बीच एक मापने योग्य संबंध प्रदान करता है। यह पुष्टि करके कि यह अणु क्षतिग्रस्त क्षेत्रों में बढ़ता है और रक्त के मार्करों एवं संज्ञानात्मक गिरावट दोनों के साथ सह-संबंध रखता है, यह अध्ययन इन विकारों की प्रगति को ट्रैक करने और संभावित रूप से मस्तिष्क की सूजन को शांत करने के लिए नए उपचारों की प्रभावकारिता का परीक्षण करने के लिए एक नया, व्यावहारिक तरीका पेश करता है।