Coelastrella sp. extract attenuates inflammatory responses and NF-κB p65 nuclear accumulation in LPS- stimulated RAW 264.7 macrophages

सूजन (इन्फ्लेमेशन) शरीर की चोट या संक्रमण के प्रति एक तत्काल, आवश्यक प्रतिक्रिया है, जो एक जैविक अलार्म प्रणाली की तरह काम करती है जो हमलावरों से लड़ने और मरम्मत का कार्य शुरू करने के लिए प्रतिरक्षा कोशिकाओं को बुलाती है। हालाँकि, जब यह प्रणाली बहुत लंबे समय तक चालू रहती है या बहुत अधिक प्रतिक्रिया करती है, तो यह स्वस्थ ऊतकों को नुकसान पहुँचा सकती है और हृदय संबंधी समस्याओं से लेकर गठिया तक विभिन्न पुरानी बीमारियों को बढ़ावा दे सकती है। इस अति-प्रतिक्रिया का एक प्रमुख चालक प्रतिरक्षा कोशिकाओं के भीतर एक सिग्नलिंग पाथवे (संकेत मार्ग) है जो एक मास्टर स्विच की तरह काम करता है, जो सूजन पैदा करने वाले रसायनों का उत्पादन करने वाले जीन को सक्रिय कर देता है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि पौधों और शैवाल में पाए जाने वाले प्राकृतिक पदार्थ कभी-कभी इस स्विच को शांत कर सकते हैं, जो उन शक्तिशाली दवाओं का एक सौम्य विकल्प प्रदान करते हैं जिनके अक्सर भारी दुष्प्रभाव होते हैं। चुनौती यह पहचानना रही है कि वास्तव में कौन से प्राकृतिक स्रोत काम करते हैं, वे कैसे काम करते हैं, और क्या वे प्रतिरक्षा प्रणाली को पूरी तरह से बंद किए बिना उसे सुरक्षित रूप रूप से शांत कर सकते हैं।

दक्षिण कोरिया में सन मून यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक विशिष्ट प्रकार के मीठे पानी के हरे सूक्ष्म शैवाल (माइक्रोएल्गा) Coelastrella sp. की ओर ध्यान आकर्षित किया, जो स्वास्थ्यवर्धक यौगिकों के स्रोत के रूप में आशाजनक रहा है। उन्होंने यह देखने के लिए अध्ययन किया कि क्या इस शैवाल से बना अर्क एक प्रयोगशाला सेटिंग में अत्यधिक सक्रिय प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को शांत कर सकता है। इसका परीक्षण करने के लिए, उन्होंने मैक्रोफेज (macrophages) के रूप में ज्ञात प्रतिरक्षा कोशिकाओं के एक मानक मॉडल का उपयोग किया, जो शरीर के प्रथम उत्तरदाता (फर्स्ट रिस्पॉन्डर) होते हैं। प्रयोग में, इन कोशिकाओं को एक बैक्टीरियल ट्रिगर (जीवाणु उद्दीपक) के संपर्क में लाया गया जो उन्हें उच्च सतर्कता की स्थिति में डाल देता है, जो एक गंभीर संक्रमण की नकल करता है। यह ट्रिगर कोशिकाओं को उनके परिवेश में नाइट्रिक ऑक्साइड की बाढ़ ला देता है, जो एक गैस है जो बैक्टीरिया से लड़ने में मदद करती है लेकिन अधिक मात्रा में हानिकारक हो सकती है, और रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज (ROS) का उत्पादन करता है, जो अस्थिर अणु हैं जो ऑक्सीडेटिव तनाव का कारण बनते हैं। शोधकर्ताओं ने यह देखने के लिए अपना शैवाल अर्क पेश किया कि क्या यह कोशिकाओं को स्वयं मारे बिना इन खतरनाक स्तरों को कम कर सकता है।

टीम ने पहले फ्रीज-ड्राइड एल्गा पाउडर को पानी और इथेनॉल के मिश्रण में भिगोकर अर्क तैयार किया, जिसमें सक्रिय यौगिकों को बाहर निकालने के लिए ध्वनि तरंगों (साउंड वेव्स) का उपयोग किया गया। उन्होंने पाया कि परिणामी तरल पॉलीफेनोल्स और फ्लेवोनोइड्स से समृद्ध था, जो दो प्रकार के प्राकृतिक यौगिक हैं जो हानिकारक अणुओं को बेअसर करने की अपनी क्षमता के लिए जाने जाते हैं। जब उन्होंने प्रतिरक्षा कोशिकाओं पर अर्क का परीक्षण किया, तो उन्होंने सांद्रता (कंसंट्रेशन) की एक सुरक्षित सीमा की खोज की जहाँ पदार्थ ने कोशिकाओं को नुकसान नहीं पहुँचाया लेकिन फिर भी उसका एक शक्तिशाली प्रभाव था। इन सुरक्षित स्तरों पर, अर्क ने उल्लेखनीय रूप से उस नाइट्रिक ऑक्साइड की मात्रा को कम कर दिया जो कोशिकाएं बनाती हैं। इसने रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज के स्तर को भी कम कर दिया, जो वे अस्थिर अणु हैं जो सेलुलर संरचनाओं को नुकसान पहुँचा सकते हैं। हानिकारक उपोत्पादों में यह कमी स्पष्ट और मापने योग्य थी, जिससे पता चलता है कि अर्क प्रभावी रूप से बैक्टीरियल ट्रिगर के प्रति कोशिका की आक्रामक प्रतिक्रिया को कम कर रहा था।

केवल रासायनिक गंदगी को साफ करने के अलावा, अर्क ने कोशिका के आंतरिक निर्देशों में हस्तक्षेप करके समस्या को उसके स्रोत पर ही रोकने का काम किया। शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं के भीतर उन जेनेटिक संदेशों का अध्ययन किया जो उन्हें सूजन पैदा करने वाले प्रोटीन बनाने का निर्देश देते हैं। उन्होंने पाया कि अर्क ने कई प्रमुख सूजन संबंधी मार्करों के संदेशों के उत्पादन को कम कर दिया, जिसमें iNOS नामक एक प्रोटीन शामिल है, जो नाइट्रिक ऑक्साइड बनाता है, और इंटरल्यूकिन-6 तथा ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर-अल्फा जैसे विभिन्न सिग्नलिंग अणु शामिल हैं। अर्क ने उन वास्तविक प्रोटीनों की मात्रा को भी कम कर दिया जिन्हें ये जीन बनाते हैं। सबसे महत्वपूर्ण गिरावट इंटरल्यूकिन-1-बीटा और NF-κB p65 नामक मास्टर स्विच प्रोटीन के निर्देशों में देखी गई। इन प्रोटीनों के स्तर को कम करके, अर्क ने प्रभावी रूप से कोशिका को 'स्टैंड डाउन' (शांत होने) का निर्देश दिया, जिससे वह अन्य स्थितियों की तुलना में कम सूजन संबंधी संकेत उत्पन्न करती है।

यह समझने के लिए कि अर्क ने सूजन के संकेत को ठीक कैसे रोका, वैज्ञानिकों ने देखा कि मास्टर स्विच प्रोटीन, NF-κB p65, कोशिका के भीतर कहाँ स्थित होता है। सामान्य परिस्थितियों में, यह प्रोटीन कोशिका के मुख्य भाग में शांत रहता है, लेकिन जब कोशिका हमले के अधीन होती है, तो यह सूजन संबंधी जीन को चालू करने के लिए केंद्रक (न्यूक्लियस) में चला जाता है। शोधकर्ताओं ने इस गति को ट्रैक करने के लिए एक विशेष चमकने वाले डाई (dye) का उपयोग किया और पाया कि शैवाल अर्क ने प्रोटीन के एक बड़े हिस्से को केंद्रक से बाहर रखा। नियंत्रण केंद्र में भागने के बजाय, प्रोटीन कोशिका के बाहरी क्षेत्रों में बना रहा। इस भौतिक अवरोध ने सूजन संबंधी जीन को सक्रिय होने से रोक दिया, जो यह समझाता है कि सूजन संबंधी प्रोटीनों के स्तर में इतनी भारी गिरावट क्यों आई।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि Coelastrella sp. का अर्क सूजन के विरुद्ध एक बहु-स्तरीय रक्षा के रूप में कार्य करता है। यह न केवल बनने के बाद हानिकारक रसायनों को बेअसर करता है; बल्कि यह मास्टर स्विच प्रोटीन की गति को रोककर कोशिका को उन्हें बनाने से भी रोकता है। जबकि शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि उनका कार्य प्रयोगशाला की डिश में कोशिकाओं तक सीमित था और उन्होंने अभी तक इसके प्रभाव के लिए जिम्मेदार सटीक एकल अणु की पहचान नहीं की है, परिणाम आगे के अध्ययन के लिए एक मजबूत आधार प्रदान करते हैं। अर्क ने सफलतापूर्वक ऑक्सीडेटिव तनाव को कम किया, नाइट्रिक ऑक्साइड उत्पादन को कम किया, और सूजन संबंधी जीन के सक्रिय होने को रोका, और यह सब कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाए बिना किया। यह सुझाव देता है कि यह विशिष्ट सूक्ष्म शैवाल सूजन के प्रबंधन के नए तरीके विकसित करने के लिए एक प्राकृतिक संसाधन के रूप में क्षमता रखता है, जो शरीर की अपनी जीव विज्ञान के साथ मिलकर काम करने वाले उपचारों की ओर एक मार्ग प्रदान करता है।