Urine DNA methylation as a potential diagnostic and surveillance tool in non-muscle invasive bladder cancer in Thailand: A pilot study
यह पायलट अध्ययन प्रदर्शित करता है कि मूत्र सेल-फ्री डीएनए मिथाइलेशन प्रोफाइलिंग, विशेष रूप से MIR124-3, IRX4 और LHX1-DT जैसे हाइपरमिथाइलेटेड बायोमार्कर की पहचान करना, एक थाई समूह में गैर-मांसपेशी आक्रामक मूत्राशय के कैंसर को स्वस्थ नियंत्रणों से मजबूती से अलग कर सकता है, जो निदान और निगरानी के लिए एक आशाजनक गैर-आक्रामक विकल्प प्रदान करता है।
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ब्लैडर कैंसर एक ऐसी बीमारी है जो अक्सर वापस आती रहती है। यहाँ तक कि ट्यूमर को सफलतापूर्वक निकाल देने के बाद भी, ट्यूमर पैदा करने वाली कोशिकाएं मूत्राशय (ब्लैडर) की परत में छिप सकती हैं और दोबारा बढ़ सकती हैं, जो कभी-कभी वर्षों बाद होता है। पुनरावृत्ति की इस उच्च दर के कारण, मरीजों को बार-बार, आक्रामक परीक्षणों से गुजरना पड़ता है जहाँ नए विकास को देखने के लिए ब्लैडर के अंदर एक कैमरा डाला जाता है। यह प्रक्रिया असुविधाजनक होती है और इसमें जोखिम भी होता है, फिर भी यह मानक उपचार बना हुआ है क्योंकि वर्तमान गैर-आक्रामक परीक्षण, जैसे सूक्ष्मदर्शी के नीचे मूत्र की जांच करना, अक्सर बीमारी के शुरुआती संकेतों को पकड़ने में विफल रहते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि कैंसर कोशिकाएं अपने डीएनए पर रासायनिक टैग ले जाती हैं जो स्वस्थ कोशिकाओं से भिन्न होते हैं। ये टैग, जिन्हें मिथाइलेशन कहा जाता है, स्विच की तरह काम करते हैं जो जीन को चालू या बंद करते हैं। कैंसर में, ये स्विच अक्सर गलत तरीके से पलटे जाते हैं, जिससे वे जीन शांत (silence) हो जाते हैं जो सामान्यतः ट्यूमर बनने से रोकते हैं। चूंकि ब्लैडर मूत्र का एक पात्र है, और मूत्र ब्लैडर की परत के ऊपर से बहता है, इसलिए यह इन कैंसर कोशिकाओं और उनके डीएनए खंडों का एक समृद्ध स्रोत है। चुनौती इन सूक्ष्म, नाजुक डीएनए संकेतों को नष्ट किए बिना उन्हें पढ़ने का तरीका खोजने की रही है।
थाईलैंड के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन संकेतों को सीधे मूत्र से पढ़ने के लिए एक नई विधि का परीक्षण करने का लक्ष्य रखा, ताकि ब्लैडर कैंसर के रोगियों की निगरानी के लिए एक बेहतर तरीका बनाया जा सके। उन्होंने एक विशिष्ट प्रकार के कैंसर पर ध्यान केंद्रित किया जिसे नॉन-मसल इनवेसिव ब्लैडर कैंसर कहा जाता है, जो अभी तक ब्लैडर की दीवार की गहरी मांसपेशियों में नहीं फैला है लेकिन फिर भी इसके वापस आने का उच्च जोखिम बना रहता है। शोधकर्ताओं ने अभी-अभी इस स्थिति से निदान प्राप्त करने वाले पांच रोगियों और तीन स्वस्थ स्वयंसेvolunteers को नामांकित किया। इससे पहले कि मरीज ट्यूमर हटाने के लिए अपनी मानक सर्जरी करवाते, टीम ने मिडस्ट्रीम मूत्र के नमूने एकत्र किए। उन्होंने तुलना के लिए रक्त के नमूने भी लिए और निकाले गए ट्यूमर ऊतक को संरक्षित किया। लक्ष्य यह देखना था कि क्या मूत्र में स्वतंत्र रूप से तैरता डीएनए एक अद्वितीय रासायनिक हस्ताक्षर (signature) वहन करता है जो कैंसर के रोगियों को स्वस्थ लोगों से अलग कर सकता है।
टीम ने सेल-फ्री मिथाइलेटेड डीएनए इम्यूनोप्रेसिपिटेशन के बाद हाई-थ्रूपुट सीक्वेंसिंग नामक तकनीक का उपयोग किया। सरल शब्दों में, यह विधि एक चुंबक की तरह कार्य करती है जो केवल उन डीएनए टुकड़ों को बाहर खींचती है जिनमें कैंसर से जुड़े विशिष्ट रासायनिक टैग होते हैं, बिना किसी कठोर रसायन का उपयोग किए जो डीएनए को तोड़ सकते हैं। यह एक महत्वपूर्ण कदम था क्योंकि पारंपरिक विधियां अक्सर मूत्र में पाए जाने वाले बहुत कम डीएनए को नुकसान पहुँचा देती हैं। जब शोधकर्ताओं ने नमूनों का विश्लेषण किया, तो उन्होंने पाया कि कैंसर के रोगियों के मूत्र में मौजूद डीएनए स्वस्थ स्वयंसेवकों के डीएनए से रासायनिक रूप से भिन्न था। विशेष रूप से, उन्होंने डीएनए के 82 विशिष्ट क्षेत्रों की पहचान की जहाँ रासायनिक टैग काफी भिन्न थे। इनमें से अधिकांश क्षेत्रों में बहुत अधिक टैग थे, जिसे हाइपरमिथाइलेशन की स्थिति कहा जाता है, जो प्रभावी रूप से उन क्षेत्रों में जीन को शांत (silence) कर देता है।
शोधकर्ताओं ने देखा कि दो रोगी के नमूने दूसरों की तुलना में अलग व्यवहार कर रहे थे, इसलिए उन्होंने उन्हें अलग रख दिया ताकि शेष तीन रोगियों और स्वस्थ नियंत्रण समूह के बीच एक स्पष्ट पैटर्न देखा जा सके। जब उन्होंने केवल इन तीन रोगियों का पुन: विश्लेषण किया, तो संकेत बहुत मजबूत हो गया। उन्होंने 476 विशिष्ट क्षेत्रों की पहचान की जो कैंसर के रोगियों और स्वस्थ लोगों के बीच भिन्न थे। विश्लेषण ने एक स्पष्ट अलगाव दिखाया, जैसे दो अलग-अलग समूह एक दूसरे से दूर खड़े हों, जिसमें कैंसर के नमूने एक साथ क्लस्टर (समूहबद्ध) हुए और स्वस्थ नमूने अपना अलग समूह बना रहे। अध्ययन ने तीन विशिष्ट जीनों को उजागर किया जो कैंसर के रोगियों के मूत्र में अत्यधिक शांत (silenced) पाए गए: MIR124-3, IRX4, और LHX1-DT। ये जीन कोशिका वृद्धि को नियंत्रित करने और ट्यूमर को रोकने में भूमिका निभाने के लिए जाने जाते हैं, और इनका शांत होना इस बीमारी की एक प्रमुख विशेषता है।
यह अध्ययन बताता है कि मूत्र डीएनए में मिथाइलेशन पैटर्न को देखना सफलतापूर्वक यह बता सकता है कि किन लोगों में ब्लैडर कैंसर है और किनमें नहीं। निष्कर्षों से पता चलता है कि विशिष्ट जेनेटिक मार्कर विशेष रूप से थाई आबादी के लिए प्रासंगिक हैं, क्योंकि कैंसर जीव विज्ञान आनुवंशिकी और पर्यावरण के आधार पर भिन्न हो सकता है। हालांकि, शोधकर्ता सावधानी बरतते हुए यह उल्लेख करते हैं कि यह केवल पांच रोगियों वाला एक छोटा पायलट अध्ययन था, जिनमें से सभी में हाई-ग्रेड ट्यूमर थे। उन्होंने इस विधि का परीक्षण लो-ग्रेड ट्यूमर वाले रोगियों पर नहीं किया, जिन्हें पहचानना कठिन होता है और जो कम डीएनए छोड़ सकते हैं। इसके अतिरिक्त, मूत्र में पाया गया डीएनए उम्मीद से अधिक बड़ा था, जिसके लिए विश्लेषण से पहले एक मैकेनिकल कटिंग स्टेप की आवश्यकता थी, जो इस प्रक्रिया में जटिलता की एक परत जोड़ता है। हालांकि परिणाम आशाजनक हैं और यह दर्शाते हैं कि यह विधि सिद्धांत रूप में काम करती है, लेखक कहते हैं कि इन निष्कर्षों की पुष्टि करने और यह देखने के लिए कि क्या यह परीक्षण ब्लैडर कैंसर के सभी प्रकारों के लिए काम करता है, बड़े अध्ययन की आवश्यकता है, इससे पहले कि इसे नियमित चिकित्सा देखभाल में उपयोग किया जा सके। यह कार्य एक ऐसे भविष्य की नींव रखता है जहाँ एक सरल मूत्र परीक्षण आक्रामक कैमरा प्रक्रियाओं की आवश्यकता को कम या प्रतिस्थापित कर सकता है, लेकिन उस भविष्य के लिए अभी और प्रमाणों की आवश्यकता है।
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