Transcriptional Alterations in Triple-Negative Breast Cancer: Differential Expression, Functional Enrichment and Co-Expression Network Analysis of TCGA-BRCA

स्तन कैंसर कोई एक एकल बीमारी नहीं है, बल्कि विभिन्न स्थितियों का एक संग्रह है, जिनमें से प्रत्येक का अपना व्यवहार और उपचार के प्रति अपनी प्रतिक्रिया होती है। इनमें से, ट्रिपल-नेगेटिव ब्रेस्ट कैंसर के रूप में जानी जाने वाली एक विशेष रूप से आक्रामक किस्म अलग खड़ी होती है क्योंकि इसमें तीन विशिष्ट रिसेप्टर्स की कमी होती है जिन्हें डॉक्टर आमतौर पर हार्मोनल थेरेपी के साथ लक्षित करते हैं। इन रिसेप्टर्स के बिना, कैंसर कोशिकाएं तेजी से बढ़ती हैं और इलाज करना कठिन होता है, जिससे अक्सर मरीजों के लिए एक कठिन प्रोग्नोसिस (रोग का निदान) की स्थिति बन जाती है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि इस प्रकार का कैंसर जैविक रूप से जटिल है, लेकिन वे यह समझने में संघर्ष करते रहे हैं कि स्वस्थ ऊतक से ट्यूमर में बदलने के दौरान ऊतक (टिश्यू) वास्तव में कैसे बदलता है। केंद्रीय प्रश्न यह है कि क्या कैंसर की परिभाषित विशेषताएं ट्यूमर कोशिकाओं के भीतर संकेतों के एक अराजक, आंतरिक शोर से आती हैं, या क्या कैंसर इसके बजाय उस सामान्य संरचना के व्यवस्थित, समन्वित नुकसान से परिभाषित होता है जो स्वस्थ ऊतक को थामे रखती है।

इसका उत्तर देने के लिए, एक शोधकर्ता ने सैकड़ों रोगियों के आनुवंशिक डेटा का विश्लेषण किया, जिसमें ट्रिपल-नेगेटिव ब्रेस्ट कैंसर के नमूनों की तुलना स्वस्थ स्तन ऊतक के नमूनों से की गई। अध्ययन ने हजारों जीनों की गतिविधि को देखा, जो वे निर्देश हैं जिनका उपयोग कोशिकाएं प्रोटीन बनाने और अपने कार्यों को पूरा करने के लिए करती हैं। यह देखने के लिए कि जीन समूहों में एक साथ कैसे काम करते हैं, एक विधि का उपयोग करके, शोधकर्ता न केवल यह देख सका कि कौन से जीन चालू या बंद थे, बल्कि संपूर्ण आनुवंशिक नेटवर्क को कैसे पुनर्गठित किया गया था। इस दृष्टिकोण ने स्वस्थता से बीमारी तक के संक्रमण का एक स्पष्ट दृश्य प्रदान किया, जिससे पता चला कि कैंसर दो विपरीत शक्तियों द्वारा चिह्नित है: कोशिका विभाजन को प्रेरित करने वाले जीनों में एक उन्मत्त वृद्धि, और ऊतक की संरचनात्मक अखंडता के लिए जिम्मेदार जीनों का एक समान, समन्वित शटडाउन (बंद होना)।

जांच की शुरुआत 115 ट्रिपल-नेगेटिव ब्रेस्ट कैंसर के रोगियों और 113 स्वस्थ स्तन ऊतक के रोगियों के आनुवंशिक डेटा को छाँटने से हुई। लक्ष्य उन विशिष्ट जीनों को खोजना था जो दोनों समूहों के बीच अलग व्यवहार करते थे। विश्लेषण ने 3,000 से अधिक जीनों की पहचान की जो महत्वपूर्ण रूप से अनियमित (डिसरेगुलेटेड) थे। इनमें, जिन जीनों की सक्रियता सबसे अधिक बढ़ी थी, वे माइटोसिस (कोशिका विभाजन की प्रक्रिया) से संबंधित थे। यह तर्कसंगत है, क्योंकि कैंसर अपनी तीव्र वृद्धि के लिए जाना जाता है। हालांकि, जो जीन सबसे अधिक कम हुए थे, वे अलग थे; वे संरचनात्मक जीन थे, जो ऊतक के आकार और संगठन को बनाए रखने में मदद करते हैं। इस पैटर्न ने सुझाव दिया कि कैंसर न केवल तेजी से बढ़ रहा था, बल्कि वह स्तन की सामान्य वास्तुकला को सक्रिय रूप से नष्ट भी कर रहा था।

यह समझने के लिए कि ये जीन कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, शोधकर्ता ने कनेक्शन का एक मानचित्र बनाया, यह देखते हुए कि कौन से जीन एक साथ बढ़ते या गिरते हैं। जब इस मानचित्र को स्वस्थ और कैंसरयुक्त दोनों ऊतकों के डेटा का उपयोग करके बनाया गया, तो एक उल्लेखनीय पैटर्न उभरा। सबसे महत्वपूर्ण जोड़ने वाले बिंदु, जिन्हें हब जीन (hub genes) कहा जाता है, कैंसर के नमूनों में कम हो गए थे। इन हब जीनों में वे कारक शामिल थे जो ऊतक को व्यवस्थित करने में मदद करते हैं, और उनकी एक समान हानि ने सुझाव दिया कि कैंसर ने व्यवस्थित रूप से सामान्य संरचनात्मक नेटवर्क को तोड़ दिया है। इसके विपरीत, जब शोधकर्ता ने केवल कैंसर के नमूनों का उपयोग करके एक मानचित्र बनाया, तो एक अलग सेट के हब जीन दिखाई दिए। ये ट्यूमर के विशिष्ट थे, जो आंतरिक अराजकता और उन विशिष्ट प्रोग्रामों का प्रतिनिधित्व करते थे जिन्हें कैंसर कोशिकाएं चला रही थीं। इन दोनों मानचित्रों के बीच का अंतर महत्वपूर्ण था: इसने दिखाया कि कैंसर सामान्य ऊतक संरचना के समन्वित नुकसान से परिभाषित है, जो स्वयं ट्यूमर के आंतरिक शोर से अलग है।

इसके बाद अध्ययन ने एक महत्वपूर्ण प्रश्न पूछा: क्या ये संरचनात्मक परिवर्तन रोगी के जीवित रहने की अवधि के लिए मायने रखते हैं? शोधकर्ता ने कैंसर-विशिष्ट मानचित्र के शीर्ष जीनों का परीक्षण किया ताकि यह देखा जा सके कि क्या उनकी गतिविधि का स्तर रोगियों के परिणाम की भविष्यवाणी कर सकता है। परिणाम स्पष्ट और गंभीर थे: इनमें से किसी भी जीन ने उत्तरजीविता (सर्वाइवल) के साथ कोई महत्वपूर्ण संबंध नहीं दिखाया। नेटवर्क में सबसे अधिक जुड़े हुए जीनों ने रोगियों को उच्च या निम्न जोखिम के समूहों में विभाजित नहीं किया। यह निष्कर्ष बताता है कि हालांकि संरचनात्मक जीनों का नुकसान इस बीमारी की एक परिभाषित विशेषता है, लेकिन यह आवश्यक रूप से यह निर्धारित नहीं करता है कि बीमारी कितनी तेजी से आगे बढ़ेगी या किसी रोगी के जीवित रहने की संभावना क्या है। संरचनात्मक टूटन इस कैंसर प्रकार की एक मौलिक विशेषता प्रतीत होती है, न कि एक ऐसा चर जो एक मरीज से दूसरे मरीज में बदलता रहता है।

शोध यह निष्कर्ष निकालता है कि ट्रिपल-नेगेटिव ब्रेस्ट कैंसर दोहरी प्रक्रिया द्वारा संचालित होता है। एक तरफ, गतिविधियों का एक उछाल है जो कोशिकाओं को अनियंत्रित रूप से विभाजित होने के लिए प्रेरित करता है। दूसरी ओर, उन जीनों की एक सिंक्रोनाइज्ड (समकालिक) शांति है जो ऊतक को थामे रखते हैं। यह समन्वित संरचनात्मक हानि केवल एक यादृच्छिक दुष्प्रभाव नहीं है, बल्कि यह बीमारी के प्रकट होने का एक मुख्य हिस्सा है। हालांकि अध्ययन को इन विशिष्ट जीनों का उपयोग करके व्यक्तिगत रोगी परिणामों की भविष्यवाणी करने का तरीका नहीं मिला, फिर भी यह इस बात की एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है कि वास्तव में यह बीमारी क्या है। यह एक ऐसी स्थिति है जहाँ ऊतक के सामान्य क्रम को व्यवस्थित रूप से एक अव्यवस्थित, तेजी से विभाजित होने वाले द्रव्यमान द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। भविष्य के कार्यों को व्यक्तिगत कोशिकाओं को देखना होगा कि ठीक कहाँ यह संरचनात्मक हानि होती है और क्या इसे ठीक करने से बीमारी के इलाज में मदद मिल सकती है, लेकिन फिलहाल, कैंसर की तस्वीर बहुत अधिक स्पष्ट हो गई है।