Umbilical cord-derived mesenchymal stromal cells attenuate neurogenic degeneration in infantile acute encephalopathy mice

कल्पना कीजिए कि मस्तिष्क एक हलचल भरे, हाई-टेक शहर की तरह है जहाँ अरबों नन्हे कार्यकर्ता (न्यूरॉन्स) लाइट चालू रखने, ट्रैफिक चलाने और संगीत बजाने का काम करते हैं। आमतौर पर, यह शहर सुचारू रूप से चलता है, लेकिन कभी-कभी, एक भीषण तूफान आता है। वास्तविक दुनिया में, यह तूफान एक गंभीर संक्रमण या बुखार हो सकता है जो मस्तिष्क में एक अनियंत्रित विद्युत तूफान को जन्म देता है जिसे मिर्गी (सीज़र) कहा जाता है। जब ऐसा होता है, तो शहर के आपातकालीन उत्तरदाता (माइक्रोग्लिया नामक प्रतिरक्षा कोशिकाएं) तुरंत पहुँच जाते हैं। लेकिन कभी-कभी, वे घबरा जाते हैं और तूफान से भी अधिक नुकसान पहुँचाने लगते हैं, इमारतों को गिरा देते हैं और शहर को खंडहर में बदल देते हैं। यह एक ऐसी स्थिति है जिसे 'इन्फेंटाइल एक्यूट एनसेफैलोपैथी' के रूप में जाना जाता है, जो शिशुओं के लिए एक डरावनी स्थिति है जहाँ मस्तिष्क में सूजन आ जाती है और क्षति होती है, जिससे अक्सर उन्हें दीर्घकालिक स्मृति या व्यवहार संबंधी समस्याएं हो सकती हैं। वैज्ञानिक इन आपातकालीन उत्तरदाताओं को पूरी तरह से बंद किए बिना उन्हें शांत करने का एक तरीका खोजने की कोशिश कर रहे हैं, इस उम्मीद में कि उन्हें एक "शांतिदूत" मिल सके जो अराजकता को रोक सके और शहर के पुनर्निर्माण में मदद कर सके।

यहाँ गर्भनाल (अम्बिलिकल कॉर्ड) का प्रवेश होता है। आप इसे केवल एक जैविक बंधन के रूप में देख सकते हैं जो कभी एक बच्चे को उसकी माँ से जोड़ता था, लेकिन वैज्ञानिकों ने पाया है कि यह "रिपेयर क्रू" (मरम्मत करने वाली टीमों) का एक खजाना भी है जिन्हें मेसेनकाइमल स्ट्रोमल सेल्स (MSCs) कहा जाता है। इन कोशिकाओं को सुपर-पावर्ड पैरामेडिक्स के रूप में सोचें जो केवल घावों को भरते ही नहीं; वे घबराए हुए आपातकालीन उत्तरदाताओं से बात कर सकते हैं और उन्हें पीछे हटने के लिए कह सकते हैं, उन्हें "हमला मोड" से बदलकर "मरम्मत मोड" में लाने और सूजन को रोकने के लिए कह सकते हैं। टोक्यो विश्वविद्यालय और ह्यूमन लाइफ कॉर्ड इंक. के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में इस अध्ययन ने एक बड़ा सवाल पूछा: क्या ये गर्भनाल से प्राप्त मरम्मत दल एक बच्चे के मस्तिष्क को बचा सकते हैं जब वह एक गंभीर मिर्गी के तूफान के हमले में हो?

यह जानने के लिए, शोधकर्ताओं ने लैब में इस आपदा का एक छोटा, सिम्युलेटेड संस्करण बनाया। उन्होंने बेबी चूहों (केवल 15 दिन पुराने, जो एक मानव शिशु के समान हैं) का उपयोग किया और उन्हें दोहरी मुसीबत दी। पहले, उन्होंने वायरल संक्रमण की नकल करने के लिए पॉली(I:C) नामक पदार्थ इंजेक्ट किया, और फिर तीन घंटे बाद, उन्होंने एक गंभीर, लंबे समय तक चलने वाली मिर्गी को ट्रिगर करने के लिए केनिक एसिड (KA) नामक रसायन मिलाया। इस संयोजन ने चूहों के मस्तिष्क में एक "परफेक्ट स्टॉर्म" पैदा कर दिया, जिससे उन्हें ऐसी मिर्गी हुई जो खतरनाक होने तक लंबी चली, ठीक उसी मानवीय स्थिति की तरह जिसे वे मॉडल करने की कोशिश कर रहे थे।

जैसे ही मिर्गी शुरू हुई, शोधकर्ताओं ने छह घंटे प्रतीक्षा की और फिर अपने नायक को पेश किया: मानव गर्भनाल-व्युत्पन्न मेसेनकाइमल स्ट्रोमल सेल्स (UC-MSCs)। उन्होंने इन कोशिकाओं को सीधे चूहों की पूंछ में इंजेक्ट किया, जिससे उन्हें रक्तप्रवाह के माध्यम से मस्तिष्क तक जाने का रास्ता मिला। परिणाम ऐसे थे जैसे किसी अराजक दंगे को एक शांत निर्माण स्थल में बदलते देखना। जिन चूहों को मिर्गी हुई लेकिन कोई मरम्मत दल नहीं मिला, उनके मस्तिष्क में भारी क्षति के संकेत दिखे। नन्हे न्यूरॉन्स मर रहे थे, और आपातकालीन उत्तरदाता (माइोग्लिया) सूजे हुए, क्रोधित और मलबे से ढके हुए थे, मानो वे उन्माद में हों। हालाँकि, जिन चूहों को UC-MSCs मिले, उनमें क्षति काफी कम थी। मरने वाले न्यूरॉन्स की संख्या गिर गई, और मस्तिष्क बहुत स्वस्थ दिखने लगा।

लेकिन यहाँ एक पेचीदा बात है जिसे यह पेपर बहुत स्पष्ट रूप से बताता है: इन मरम्मत दलों ने आपातकालीन उत्तरदाताओं को आने से नहीं रोका। वास्तव में, उपचारित चूहों में माइक्रोग्लिया की संख्या उपचार न किए गए चूहों के समान ही उच्च थी। अंतर इस बात में नहीं था कि वे कितने थे, बल्कि इस बात में था कि वे क्या कर रहे थे। उपचारित चूहों में, UC-MSCs ने माइक्रोग्लिया के मूड को बदल दिया। उपचार न किए गए चूहों में, ये कोशिकाएं "युद्ध मोड" में थीं, जहरीले रसायन पंप कर रही थीं जो मस्तिष्क को नुकसान पहुँचाते थे। उपचारित चूहों में, UC-MSCs एक शांत आवाज की तरह काम कर रहे थे, माइक्रोग्लिया को समझाने में कि वे "शांति मोड" में आ जाएं। उन्होंने जहरीले रसायनों का उत्पादन बंद कर दिया और उन सहायक रसायनों का उत्पादन शुरू कर दिया जो उपचार में मदद करते हैं।

शोधकर्ताओं ने बाद के जीवन में चूहों के व्यवहार को भी देखा। जिन चूहों को बिना उपचार के मिर्गी हुई, वे हाइपरएक्टिव हो गए, जैसे कि उनमें बहुत अधिक ऊर्जा हो और वे ध्यान केंद्रित न कर पा रहे हों, जो मनुष्यों में अटेंशन इश्यूज (ध्यान की कमी) के समान व्यवहार है। लेकिन जो चूहे UC-MSC उपचार प्राप्त कर चुके थे, वे बहुत शांत थे। वे उतना ज्यादा इधर-उधर नहीं दौड़ रहे थे और उनके पास अपने आंदोलनों पर बेहतर नियंत्रण लग रहा था। यह सुझाव देता है कि शुरुआत में मस्तिष्क की सूजन को शांत करके, मरम्मत दलों ने दीर्घकालिक व्यवहार संबंधी समस्याओं को रोकने में मदद की।

अध्ययन केवल पूरे मस्तिष्क को देखने तक ही सीमित नहीं था; उन्होंने यह देखने के लिए ज़ूम इन किया कि ये कोशिकाएं एक-दूसरे से कैसे बात करती हैं। एक टेस्ट ट्यूब प्रयोग में, उन्होंने मस्तिष्क की प्रतिरक्षा कोशिकाओं को उगाया और उन्हें उन्हीं "तूफान" रसायनों के संपर्क में लाया। जब उन्होंने UC-MSCs मिलाए, तो प्रतिरक्षा कोशिकाओं का आकार भौतिक रूप से बदल गया। गोल, गुस्से वाले पिंडों (एमोबॉयड आकार) के बजाय, वे लंबी, शाखाओं वाली भुजाओं (शाखाओं वाले आकार) के रूप में विकसित हुए, जो इस बात का संकेत है कि वे सहायक और शांत हो रहे थे। कोशिकाओं ने अपनी आंतरिक केमिस्ट्री को भी बदल लिया, उन जीनों को बंद कर दिया जो उन्हें गुस्सा दिलाते हैं और उन जीनों को चालू कर दिया जो उपचार में मदद करते हैं।

हालाँकि, यह पेपर सावधानी बरतता है कि अभी किसी चमत्कारिक इलाज का वादा न करे। शोधकर्ता नोट करते हैं कि हालांकि परिणाम बहुत आशाजनक हैं, लेकिन उन्होंने कोशिकाओं की एक विशिष्ट खुराक का उपयोग किया है जो मनुष्यों के लिए काफी अधिक हो सकती है, और एक चूहे को इंजेक्शन के दौरान खराब प्रतिक्रिया हुई। वे सुझाव देते हैं कि जबकि यह दृष्टिकोण इन गंभीर मस्तिष्क तूफानों के इलाज के लिए एक बहुत मजबूत उम्मीदवार दिखता है, लेकिन सटीक खुराक और समय का पता लगाने के लिए और अधिक काम करने की आवश्यकता है। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि ये गर्भनाल कोशिकाएं मिर्गी के दौरान मस्तिष्क को खुद को जलाने से रोकने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण हो सकती हैं, लेकिन यह एक माउस मॉडल पर आधारित सुझाव है, न कि मानव रोगियों के लिए अंतिम निर्णय। एक लैब माउस से मानव शिशु तक का रास्ता लंबा है, लेकिन यह शोध उस राह पर एक बहुत उज्ज्वल रोशनी फैलाता है।