The STAU1-CD44v8-10 axis regulates the initiation and progression of lung squamous cell carcinoma through PI3K/AKT signaling

लंग स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा (फेफड़ों का स्क्वैमस सेल कैंसर) फेफड़ों के कैंसर का एक गंभीर रूप है जो अक्सर श्वसन नलिकाओं की परत से शुरू होता है। यह धूम्रपान से मजबूती से जुड़ा हुआ है, और हालांकि आधुनिक चिकित्सा ने उन्नत मामलों के उपचार में काफी प्रगति की है, लेकिन एक स्वस्थ कोशिका को कैंसरयुक्त कोशिका में बदलने वाले शुरुआती चरणों के पीछे का कारण अब भी एक रहस्य बना हुआ है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि हमारे शरीर की कोशिकाएं डीएनए (DNA) नामक एक कोड में लिखे निर्देशों को वहन करती हैं। इन निर्देशों का उपयोग करने के लिए, कोशिका पहले उन्हें आरएनए (RNA) नामक एक कामकाजी अणु में कॉपी करती है। हालांकि, कोशिका इन निर्देशों को हमेशा लिखे हुए के अनुसार सटीक रूप से नहीं पढ़ती है। यह अक्सर उन्हें संपादित (edit) करती है, कुछ हिस्सों को काट देती है और अन्य को अलग-अलग संयोजनों में जोड़ देती है। यह प्रक्रिया, जिसे 'अल्टरनेटिव स्प्लिसिंग' (alternative splicing) कहा जाता है, एक ही जीन को कई अलग-अलग प्रोटीन संस्करण बनाने की अनुमति देती है, ठीक वैसे ही जैसे एक ही रेसिपी अलग-अलग व्यंजन बना सकती है, यह इस पर निर्भर करता है कि कौन सी सामग्री जोड़ी गई है या छोड़ी गई है। कैंसर में, यह संपादन प्रक्रिया अक्सर गलत हो जाती है, जिससे असामान्य प्रोटीन संस्करण बनते हैं जो ट्यूमर को बढ़ने और फैलने में मदद करते हैं। इनमें से कौन से असामान्य संस्करण बीमारी को चला रहे हैं, इसे सटीक रूप से समझना बीमारी को घातक होने से रोकने के नए तरीके खोल सकता है।

गुआंगज़ौ मेडिकल यूनिवर्सिटी और अन्य संस्थानों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब इस प्रक्रिया में एक विशिष्ट अपराधी की पहचान की है। उन्होंने सीडी44 (CD44) नामक एक प्रोटीन पर ध्यान केंद्रित किया, जो कोशिकाओं की सतह पर स्थित होता है और उन्हें अपने परिवेश से चिपकने में मदद करता है। जबकि इस प्रोटीन का मानक संस्करण स्वस्थ ऊतकों में मौजूद होता है, कैंसर कोशिकाएं अक्सर सीडी44v8-10 नामक एक संशोधित संस्करण बनाती हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि स्वस्थ फेफड़ों के ऊतकों की तुलना में लंग स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा ट्यूमर में यह विशिष्ट वेरिएंट बहुत अधिक सामान्य है। जब उन्होंने रोगी के रिकॉर्ड देखे, तो उन्होंने पाया कि इस वेरिएंट का उच्च स्तर रखने वाले लोगों के परिणाम खराब रहे, जिससे पता चलता है कि यह बीमारी की आक्रामकता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

यह समझने के लिए कि वास्तव में यह वेरिएंट क्या करता है, वैज्ञानिकों ने लैब में सेल कल्चर का उपयोग किया। उन्होंने सामान्य मानव फेफड़ों की कोशिकाओं को लिया जो अभी तक कैंसरयुक्त नहीं हुई थीं और उन्हें सीडी44v8-10 वेरिएंट की अतिरिक्त मात्रा बनाने के लिए मजबूर किया। परिणाम तत्काल और नाटकीय था: ये कभी स्वस्थ रहने वाली कोशिकाएं कैंसर की तरह व्यवहार करने लगीं। वे बहुत तेजी से विभाजित होने लगीं, बढ़ने के सामान्य संकेतों को अनदेखा करने लगीं, और अन्य क्षेत्रों में जाने और आक्रमण करने लगीं, जिसे मेटास्टेसिस (metastasis) कहा जाता है। शोधकर्ताओं ने इस व्यवहार का पता एक विशिष्ट आंतरिक सिग्नलिंग पाथवे (signaling pathway) से लगाया, जो रासायनिक संदेशों की एक श्रृंखला है जो कोशिका को बढ़ने का निर्देश देती है। उन्होंने पाया कि सीडी44v8-10 वेरिएंट एक स्विच की तरह काम करता है, जो इस विकास पथ (growth pathway) को चालू कर देता है। जब उन्होंने दवाओं के साथ इस मार्ग को अवरुद्ध किया, तो असामान्य वृद्धि रुक गई, जिससे पुष्टि हुई कि यही वेरिएंट मुख्य चालक था।

टीम ने यह भी जांचा कि यह वेरिएंट शुरू में कैसे सक्रिय होता है। उन्होंने पाया कि एसटीएयू1 (STAU1) नामक एक प्रोटीन मास्टर रेगुलेटर के रूप में कार्य करता है। स्वस्थ कोशिकाओं में, एसटीएयू1 आरएनए के संपादन को प्रबंधित करने में मदद करता है, लेकिन अध्ययन की गई कैंसर कोशिकाओं में, एसटीएयू1 का स्तर असामान्य रूप से उच्च था। इस अतिरिक्त एसटीएयू1 ने कोशिका को सामान्य संस्करण के बजाय सीडी44v8-10 वेरिएंट बनाने का निर्देश दिया। जब शोधकर्ताओं ने कैंसर कोशिकाओं में एसटीएयू1 की मात्रा कम की, तो हानिकारक वेरिएंट का उत्पादन गिर गया, और कोशिकाओं की वृद्धि धीमी हो गई। इससे एक स्पष्ट कमांड चेन (chain of command) का संकेत मिला: उच्च एसटीएयू1 से उच्च सीडी44v8-10 होता है, जो बदले में ट्यूमर की आक्रामक वृद्धि को ट्रिगर करता है।

यह देखने के लिए कि क्या यह एक जीवित प्रणाली में भी सत्य है, शोधकर्ताओं ने चूहों में अपने निष्कर्षों का परीक्षण किया। उन्होंने जानवरों में मानव फेफड़ों की कैंसर कोशिकाएं प्रत्यारोपित कीं और छोटे ट्यूमर बनने का इंतजार किया। एक बार जब ट्यूमर स्थापित हो गए, तो उन्होंने ट्यूमर में सीधे सीडी44v8-10 वेरिएंट को शांत करने के लिए डिज़ाइन किए गए एक उपचार को इंजेक्ट किया। परिणाम आश्चर्यजनक थे। उपचारित ट्यूमर की वृद्धि रुक गई और वे नियंत्रण समूह (control group) की तुलना में काफी छोटे थे, जिसे एक हानिरहित इंजेक्शन दिया गया था। चूहे पूरे प्रयोग के दौरान स्वस्थ रहे, जो दर्शाता है कि इस विशिष्ट वेरिएंट को लक्षित करने से जानवरों को नुकसान नहीं पहुँचा। शोधकर्ताओं ने सिगरेट के धुएं के प्रभाव को भी देखा, जो इस कैंसर का एक ज्ञात कारण है। उन्होंने सामान्य फेफड़ों की कोशिकाओं को सिगरेट के धुएं के तरल अर्क के संपर्क में लाया, जिससे कोशिकाओं में सीडी44v8-10 वेरिएंट का अधिक उत्पादन हुआ और वे अनियंत्रित रूप से बढ़ने लगीं। जब उन्होंने इन धुएं के संपर्क में आई कोशिकाओं में इस वेरिएंट को रोका, तो हानिकारक प्रभावों को उलट दिया गया, जिससे पता चलता है कि यह वेरिएंट धूम्रपान और बीमारी की शुरुआत के बीच एक महत्वपूर्ण कड़ी है।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि एसटीएयू1-सीडी44v8-10 अक्ष (axis) लंग स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा की शुरुआत और प्रगति को चलाने वाला एक शक्तिशाली इंजन है। विकास संकेतों को स्थायी रूप से सक्रिय रखकर, यह तंत्र कैंसर कोशिकाओं को तेजी से विभाजित होने और फैलने की अनुमति देता है। हालांकि शोधकर्ता नोट करते हैं कि उन्हें अभी भी इस बात का पूरी तरह से मानचित्रण करने की आवश्यकता है कि यह वेरिएंट इन संकेतों को कैसे सक्रिय करता है, लेकिन उनका कार्य एक स्पष्ट लक्ष्य प्रदान करता है। यह सुझाव देता है कि एसटीएयू1 रेगुलेटर या स्वयं सीडी44v8-10 वेरिएंट को ब्लॉक करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपचार संभावित रूप से कैंसर को पकड़ में आने से पहले रोक सकते हैं या शुरू होने के बाद इसकी वृद्धि को धीमा कर सकते हैं। यह खोज ध्यान को कैंसर को समग्र रूप से देखने के बजाय उस विशिष्ट, असामान्य प्रोटीन संस्करण को लक्षित करने की ओर स्थानांतरित करती है जो इसे खतरनाक बनाता है, जो प्रारंभिक हस्तक्षेप और उपचार के लिए एक नया मार्ग प्रदान करता है।