Integrated bioinformatics and clinical validation identify HBEGF and Th17 markers as potential biomarkers in Multiple Myeloma

मल्टीपल मायलोमा बोन मैरो (अस्थि मज्जा) का एक कैंसर है, जो हमारी हड्डियों के भीतर मौजूद स्पंजी ऊतक है जहाँ रक्त कोशिकाएं बनती हैं। इस बीमारी में, श्वेत रक्त कोशिकाओं का एक विशिष्ट प्रकार, जिसे प्लाज्मा सेल कहा जाता है, अनियंत्रित रूप से बढ़ने लगता है। ये निरंकुश कोशिकाएं स्वस्थ रक्त कोशिकाओं को बाहर कर देती हैं और हड्डियों को नुकसान पहुँचाती हैं, लेकिन वे एक सुरक्षात्मक वातावरण के भीतर भी छिपी रहती हैं जो उन्हें मानक उपचारों से बचाता है। इस सुरक्षा का एक बड़ा हिस्सा सूजन (इन्फ्लेमेशन) से आता है, जो एक स्वाभाविक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया है जो आमतौर पर शरीर को ठीक होने में मदद करती है, लेकिन कैंसर द्वारा इसे बढ़ने में मदद करने के लिए हाईजैक किया जा सकता है। वैज्ञानिक लंबे समय से संदेह कर रहे थे कि इस सूजन को चलाने वाले रासायनिक संकेत ही इस बात की कुंजी हैं कि बीमारी क्यों वापस आती है, फिर भी वे सटीक रूप से यह पहचानने में संघर्ष कर रहे थे कि किन संकेतों को लक्षित करना सबसे महत्वपूर्ण है। इन विशिष्ट आणविक ट्रिगर्स को समझना बीमारी का जल्दी निदान करने के नए तरीके विकसित करने और उस प्रतिरोध के चक्र को तोड़ने के लिए आवश्यक है जो मरीजों को छूट (रेमिशन) में रहने से रोकता है।

हाल ही में एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने बड़े पैमाने पर कंप्यूटर विश्लेषण को रोगी के नमूनों के प्रत्यक्ष परीक्षण के साथ जोड़कर इन छिपे हुए सूजन संबंधी संकेतों का मानचित्रण करने का प्रयास किया। उन्होंने दो अलग-अलग समूहों से आनुवंशिक डेटा एकत्र करके शुरुआत की, जिसमें से एक समूह में मल्टीपल मायलोमा के रोगियों के बोन मैरो के नमूने थे और दूसरा स्वस्थ व्यक्तियों का था। चूंकि ये नमूने अलग-अलग स्रोतों से आए थे, इसलिए शोधकर्ताओं ने तकनीकी अंतरों को दूर करने के लिए पहले कंप्यूटर टूल्स का उपयोग किया, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि उनके द्वारा पाए गए पैटर्न बीमारी के कारण हैं न कि डेटा एकत्र करने के तरीके के कारण। एक बार जब डेटा एकीकृत हो गया, तो उन्होंने बीमार रोगियों की तुलना स्वस्थ नियंत्रण समूह से की। इस तुलना से सैकड़ों जीन सामने आए जो अलग तरह से व्यवहार कर रहे थे, लेकिन टीम ने अपना ध्यान विशेष रूप से उन जीनों पर केंद्रित किया जो सूजन से जुड़े होने के लिए जाने जाते हैं। इस फ़िल्टर की गई सूची से, उन्होंने उन बाईस-दो जीन के एक मुख्य समूह की पहचान की जो कैंसर की उपस्थिति में लगातार परिवर्तित हो रहे थे।

इन बाईस-दो जीनों के एक साथ कैसे काम करने के तरीके को समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने उनके अंतःक्रियाओं का एक डिजिटल मानचित्र बनाया, और सबसे केंद्रीय खिलाड़ियों की तलाश की। इस प्रक्रिया ने नौ प्रमुख जीनों को उजागर किया जो 'हब' के रूप में कार्य करते हैं, जो कई अन्य जीनों से जुड़े हुए हैं और संभवतः बीमारी के व्यवहार को संचालित करते हैं। इनमें से, HBEGF नामक एक जीन विशेष रूप से महत्वपूर्ण पाया गया। कंप्यूटर विश्लेषण ने सुझाव दिया कि यह जीन न केवल अपने आप सक्रिय था, बल्कि एक विशिष्ट प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिका, जिसे Th17 कोशिका कहा जाता है, से भी निकटता से जुड़ा हुआ था। ये कोशिकाएं शरीर की रक्षा प्रणाली का हिस्सा हैं, लेकिन इस संदर्भ में, वे उस सूजन संबंधी वातावरण में योगदान करती हुई प्रतीत हुईं जो कैंसर को फलने-फूलने में मदद करता है। अध्ययन में यह भी पाया गया कि इन जीनों की गतिविधि उन मार्गों (पाथवे) से मजबूती से जुड़ी हुई थी जो कोशिकाओं को कम-ऑक्सीजन स्थितियों में जीवित रहने और तनाव का विरोध करने में मदद करते हैं, जिससे यह और स्पष्ट होता है कि कैंसर बोन मैरो में अपनी पकड़ कैसे बनाए रखता है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये कंप्यूटर निष्कर्ष केवल सैद्धांतिक नहीं हैं, टीम एक स्थानीय अस्पताल के रोगियों के नमूनों का उपयोग करके वास्तविक दुनिया के सत्यापन चरण में आगे बढ़ी। उन्होंने बीमारी के विभिन्न चरणों में मल्टीपल मायलोमा के पचास रोगियों के साथ-साथ दस स्वस्थ स्वयंसेवकों से बोन मैरो और रक्त एकत्र किया। मानक प्रयोगशाला तकनीकों का उपयोग करके, उन्होंने इन नमूनों में प्रमुख अणुओं के वास्तविक स्तरों को मापा। परिणामों ने कंप्यूटर भविष्यवाणियों की पुष्टि की: बीमारी वाले रोगियों के बोन मैरो में HBEGF का स्तर स्वस्थ लोगों की तुलना में काफी अधिक था। इसके अलावा, HBEGF का स्तर Th17 कोशिकाओं के मार्करों, विशेष रूप से IL-17A नामक एक प्रोटीन और RORγt नामक एक नियामक के साथ तालमेल बिठाते हुए बढ़ा। यह सह-अस्तित्व बीमारी के सभी चरणों में देखा गया, जो इस विशिष्ट जीन और सूजन संबंधी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के बीच एक निरंतर संबंध का सुझाव देता है।

शोधकर्ताओं ने रोगियों के रक्त में तैरते HBEGF और IL-17A प्रोटीन की मात्रा को भी मापा। उन्होंने पाया कि रोगियों के रक्त में HBEGF की सांद्रता स्वस्थ व्यक्तियों की तुलना में दोगुनी से अधिक थी, जिसका औसत स्तर 156.8 पिकोग्राम प्रति मिलीलीटर था, जबकि नियंत्रण समूह में यह बहुत कम था। इसी तरह, IL-17A प्रोटीन भी बढ़ा हुआ था, जो रोगियों में औसतन 150.47 पिकोग्राम प्रति मिलीलीटर तक पहुँच गया। इन मापों ने पुष्टि की कि बोन मैरो में देखे गए आनुवंशिक परिवर्तन व्यवस्थित परिसंचरण (सिस्टमिक सर्कुलेशन) में भी प्रतिबिंबित हुए, जिसका अर्थ है कि इन अणुओं का पता एक सरल रक्त परीक्षण के माध्यम से लगाया जा सकता है। अध्ययन ने यह भी प्रदर्शित किया कि नौ हब जीन, जिनमें HBEGF शामिल है, बीमारी वाले रोगियों और स्वस्थ लोगों के बीच अंतर करने में अत्यधिक प्रभावी थे, जिसमें सांख्यिकीय माप मजबूत नैदानिक क्षमता का संकेत देते हैं।

हालांकि ये निष्कर्ष मल्टीपल मायलोमा में HBEGF और Th17 सूजन संबंधी वातावरण के बीच एक स्पष्ट संबंध की ओर इशारा करते हैं, लेखक सावधानीपूर्वक यह भी नोट करते हैं कि यह अध्ययन प्रत्यक्ष कारण-और-प्रभाव संबंध के बजाय एक सहसंबंध (कोरिलेशन) स्थापित करता है। शोध यह दिखाता है कि ये मार्कर एक साथ बढ़ते हैं और बीमारी में मौजूद हैं, लेकिन यह अभी तक यह सिद्ध नहीं करता है कि HBE_EGF सीधे तौर पर Th17 कोशिकाओं को सक्रिय करता है या HBEGF को रोकने से कैंसर रुक जाएगा। अध्ययन नैदानिक सत्यापन के लिए अपेक्षाकृत कम संख्या में रोगी नमों पर निर्भर था, और प्रारंभिक आनुवंशिक डेटा केवल अलग की गई कैंसर कोशिकाओं के बजाय बोन मैरो की मिश्रित कोशिका आबादी से आया था। इन सीमाओं के बावजूद, यह कार्य भविष्य के अन्वेषण के लिए ठोस लक्ष्य प्रदान करता है। HBEGF और Th17 मार्ग को एक समन्वित जोड़ी के रूप में पहचानकर, यह अध्ययन उन शोधकर्ताओं को एक नया दिशा प्रदान करता है जो बीमारी की सूजन संबंधी जड़ों को समझने और ऐसी थेरेपी विकसित करने की तलाश में हैं जो कैंसर और उसके सुरक्षात्मक वातावरण के बीच इस विशिष्ट गठबंधन को बाधित कर सके।