Clostridium butyricum strains XMC 312 and SWY 13 alleviate dextran sulfate sodium- induced colitis through restoration of intestinal barrier integrity and modulation of gut microbiota

मानव आंत एक हलचल भरा पारिस्थितिकी तंत्र है, एक विशाल आंतरिक परिदृश्य जहाँ खरबों सूक्ष्म जीवन रूप शरीर के अपने ऊतकों के साथ सह-अस्तित्व में रहते हैं। एक स्वस्थ अवस्था में, बैक्टीरिया का यह समुदाय एक मेहनती कार्यबल के रूप में कार्य करता है, जो भोजन पचाने, प्रतिरक्षा प्रणाली को प्रशिक्षित करने और, शायद सबसे महत्वपूर्ण रूप से, आंत की सामग्री और शेष शरीर के बीच एक मजबूत अवरोध बनाए रखने में मदद करता है। यह अवरोध कोई ठोस दीवार नहीं है, बल्कि एक नाजुक, जीवित झिल्ली है जो कोशिकाओं से बनी होती है, जो कड़े अवरोधों (tight seals) से जुड़ी होती है और श्लेष्मा (mucus) की एक सुरक्षात्मक परत से ढकी होती है। जब यह अवरोध मजबूती से बना रहता है, तो शरीर हानिकारक हमलावरों से सुरक्षित रहता है। हालाँकि, जब इस अवरोध का उल्लंघन होता है या बैक्टीरिया का संतुलन बिगड़ जाता है, तो प्रतिरक्षा प्रणाली स्वयं आंत की परत पर एक अराजक और हानिकारक हमला कर सकती है। अल्सेरेटिव कोलाइटिस (ulcerative colitis) के रूप में जानी जाने वाली यह स्थिति दर्दनाक सूजन, रक्तस्राव और उन्हीं रक्षा प्रणालियों के टूटने का कारण बनती है जो शरीर को अखंड बनाए रखती हैं। इस पुराने रोग से पीड़ित लोगों के लिए, अवरोध की मरम्मत करने और सूक्ष्मजीव संतुलन को बहाल करने का तरीका खोजना एक महत्वपूर्ण लक्ष्य है।

चीन कृषि विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक विशिष्ट प्रकार के बैक्टीरिया की ओर अपना ध्यान आकर्षित किया जो स्वाभाविक रूप से ब्यूटिरेट (butyrate) नामक एक पदार्थ का उत्पादन करता है, जो एक पोषक तत्व है जो आंत की कोशिकाओं को स्वस्थ रखने में मदद करता है। उन्होंने इस बैक्टीरिया के दो नए खोजे गए उपभेदों (strains) पर ध्यान केंद्रित किया, जिनका नाम XMC 312 और SWY 13 रखा गया, जो मूल रूप से मुर्गियों की बीट और मवेशियों के पेट के तरल पदार्थ में पाए गए थे। वैज्ञानिक यह देखना चाहते थे कि क्या ये विशिष्ट उपभेद क्षतिग्रस्त आंत के लिए एक उपचार के रूप में कार्य कर सकते हैं। इसका परीक्षण करने के लिए, उन्होंने एक मानक प्रयोगशाला मॉडल का उपयोग किया जहाँ चूहों को उनके पीने के पानी में एक रसायन दिया गया जो मानव अल्सेरेटिव कोलाइटिस के लक्षणों की नकल करता है, जिससे सूजन और ऊतक क्षति होती है। चूहों को इस रसायन के संपर्क में लाने से पहले, शोधकर्ताओं ने उन्हें इन दो नए बैक्टीरिया के उपभेदों को खिलाया ताकि यह देखा जा सके कि क्या बैक्टीरिया आंत को हमले का सामना करने के लिए तैयार कर सकते हैं।

परिणामों ने दिखाया कि बैक्टीरिया से उपचारित चूहों की स्थिति उन चूहों की तुलना में काफी बेहतर थी जिन्हें उपचार नहीं दिया गया था। उपचार प्राप्त करने वाले जानवरों का वजन कम हुआ, उन्हें दस्त और खूनी मल से कम परेशानी हुई, और उन्होंने एक लंबी कोलन लंबाई बनाए रखी, जो आंत के स्वास्थ्य का एक प्रमुख संकेत है। जब शोधकर्ताओं ने सूक्ष्मदर्शी के नीचे ऊतकों की जांच की, तो उन्होंने पाया कि बैक्टीरिया के उपचार ने आंत की परत की संरचना को संरक्षित किया था। जिन चूहों को बैक्टीरिया नहीं दिया गया था, उनमें श्लेष्मा (mucus) उत्पन्न करने वाली सुरक्षात्मक कोशिकाएं कम हो गई थीं, और कोशिकाओं के बीच के कड़े अवरोध टूट गए थे, जिससे हानिकारक पदार्थ रिसने लगे थे। इसके विपरीत, बैक्टीरिया से उपचारित चूहों में, विशेष रूप से SWY 13 उपभेद में, इन श्लेष्मा उत्पादक कोशिकाओं की स्वस्थ संख्या बनी रही और कोशिकाओं को एक साथ रखने वाले प्रोटीनों की अभिव्यक्ति (expression) मजबूत देखी गई। यह सुझाव देता है कि बैक्टीरिया ने आंत की भौतिक रक्षाओं को मजबूत करने में मदद की, जिससे गंभीर सूजन की ओर ले जाने वाली आंतरिक अराजकता को रोका जा सका।

केवल भौतिक अवरोध को जोड़ने के अलावा, बैक्टीरिया ने शरीर को सूजन के कारण होने वाले रासायनिक तनाव को प्रबंधित करने में भी मदद की। उपचार ने रक्त में एंटीऑक्सीडेंट के स्तर को बढ़ाया, जो शरीर के प्राकृतिक उपकरण हैं जो बीमारी के दौरान जमा होने वाले हानिकारक अणुओं को बेअसर करने के काम आते हैं। इसने एक विशिष्ट एंटीबॉडी, IgG के स्तर को बनाए रखने में भी मदद की, जो प्रतिरक्षा रक्षा में भूमिका निभाता है। अध्ययन से पता चला कि बैक्टीरिया केवल आंत में निष्क्रिय रूप से नहीं बैठे थे; उन्होंने सक्रिय रूप से सूक्ष्मजीव समुदाय को नया आकार दिया। कोलाइटिस वाले चूहों में, बैक्टीरिया के उपचार ने उन हानिकारक बैक्टीरिया की संख्या को कम कर दिया जो सूजन के दौरान पनपते हैं और लाभकारी समूहों, जैसे कि Bifidobacterium और Lactobacillus की उपस्थिति को बढ़ाया। सूक्ष्मजीव आबादी में इस बदलाव के साथ लघु-श्रृंखला फैटी एसिड (short-chain fatty acids) के उत्पादन में वृद्धि हुई, जो वे पोषक तत्व हैं जो आंत की परत को पोषण देते हैं और उसे स्वस्थ रखते हैं।

शोधकर्ताओं ने देखा कि हालांकि दोनों बैक्टीरिया उपभेद प्रभावी थे, वे थोड़े अलग तरीकों से काम करते थे। SWY 13 उपभेद श्लेष्मा परत को बहाल करने और लाभकारी बैक्टीरिया की एक विस्तृत श्रृंखला को बढ़ाने में विशेष रूप से अच्छा था, जबकि XMC 312 उपभेद ने आंत की दीवार में विशिष्ट सुरक्षात्मक प्रोटीनों को बढ़ावा देने की मजबूत क्षमता दिखाई। दोनों उपभेदों ने, हालांकि, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को शांत करने और रोग से जुड़ी ऊतक क्षति को कम करने में सफलता प्राप्त की। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि ये दो नए अलग किए गए उपभेद आंत के स्वास्थ्य का समर्थन करने के लिए संभावित प्रोबायोटिक्स के रूप में आशाजनक हैं। जबकि शोधकर्ता नोट करते हैं कि इन विशिष्ट उपभेदों की सुरक्षा और दीर्घकालिक प्रभावों को पूरी तरह से समझने के लिए आगे के काम की आवश्यकता है, उनके निष्कर्ष एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करते हैं कि कैसे कुछ बैक्टीरिया रक्षक के रूप में कार्य कर सकते हैं, आंत की रक्षाओं की मरम्मत कर सकते हैं और जब वह हमले के अधीन हो तो आंतरिक पारिस्थितिकी तंत्र के नाजुक संतुलन को बहाल कर सकते हैं।