Identification of Salivary Biomarkers from Gene Expression Data of Multiple Cancer Types Using Bioinformatics Analysis
यह बायोइनफॉरमैटिक्स अध्ययन पांच प्रकार के कैंसर में 80 सामान्य लार mRNA बायोमार्कर की पहचान करता है, जो जीवित रहने की दर और प्रतिरक्षा कोशिका घुसपैठ के साथ उनके जुड़ाव के आधार पर IRAK3 और RBM6 को मल्टी-कैंसर स्क्रीनिंग, रोगनिदान और इम्यूनोथेरेपी चयन के लिए आशाजनक उम्मीदवारों के रूप में रेखांकित करता है।
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कैंसर आधुनिक चिकित्सा के सबसे दुर्जेय चुनौतियों में से एक बना हुआ है, न केवल इसलिए कि यह कष्ट का कारण बनता है, बल्कि इसलिए भी क्योंकि इसे जल्दी पहचानना अत्यंत कठिन और खर्चीला है। वर्तमान में, डॉक्टर अक्सर ट्यूमर का पता लगाने के लिए सीटी (CT) और एमआरआई (MRI) जैसे इमेजिंग स्कैन, या सुई वाली बायोप्सी जैसी आक्रामक प्रक्रियाओं पर निर्भर रहते हैं। ये विधियाँ मरीजों के लिए असुविधाजनक हो सकती हैं, स्वास्थ्य प्रणालियों के लिए महंगी हो सकती हैं, और कभी-कभी विभिन्न विशेषज्ञों के बीच जटिल समन्वय की आवश्यकता होती है। इन बाधाओं के कारण, वैज्ञानिक लंबे समय से इस बीमारी की जांच के लिए एक सरल तरीके की तलाश कर रहे हैं। एक आशाजनक मार्ग "सलाइवाओमिक्स" (salivaomics) का अध्ययन है, यह विचार कि लार (saliva), जो एकत्र करने में आसान और पूरी तरह से गैर-आक्रामक तरल है, शरीर के भीतर क्या हो रहा है इसके बारे में आणविक संकेतों की एक छिपी हुई लाइब्रेरी रखती है। जिस तरह एक नदी उन पहाड़ों से तलछट लेकर आती है जिनसे होकर वह बहती है, उसी तरह लार शरीर की कोशिकाओं से निकले आनुवंशिक पदार्थ के सूक्ष्म अंशों को वहन करती है, जिसमें ट्यूमर की कोशिकाएं भी शामिल हैं। यदि शोधकर्ता इन आनुवंशिक संदेशों को पढ़ना सीख जाते हैं, तो वे बिना सुइयों या महंगी मशीनों के कैंसर का जल्द पता लगा सकते हैं।
शोधकर्ताओं के एक दल ने पांच अलग-अलग प्रकार के कैंसर: डिम्बग्रंथि (ovarian), पेट, स्तन, फेफड़े और अग्नाशय (pancreatic) के लोगों की लार में दिखने वाले एक विशिष्ट प्रकार के आनुवंशिक संकेत की तलाश करके इस विचार का परीक्षण करने का निर्णय लिया। उन्होंने मरीजों से नए नमूने एकत्र नहीं किए; इसके बजाय, उन्होंने डिजिटल जासूसों की तरह काम किया, और उन विशाल सार्वजनिक डेटाबेस की छानबीन की जहाँ वैज्ञानिकों ने पहले से ही जीन अभिव्यक्ति (gene expression) डेटा संग्रहीत किया हुआ है। उन्होंने मैसेंजर आरएनए (messenger RNA) पर ध्यान केंद्रित किया, जो आनुवंशिक निर्देशों की एक अस्थायी प्रति के रूप में कार्य करता है जिसका उपयोग कोशिकाएं प्रोटीन बनाने के लिए करती हैं। स्वस्थ व्यक्तियों की लार में पाए जाने वाले आनुवंशिक प्रोफाइल की तुलना कैंसर रोगियों के प्रोफाइल से करके, टीम ने उन जीनों की खोज की जो सभी पांच कैंसर प्रकारों में लगातार बढ़े हुए या कम हुए थे। उनका लक्ष्य एक सामान्य सेट के आनुवंशिक मार्करों को खोजना था जो एक सार्वभौमिक चेतावनी प्रणाली के रूप में काम कर सकें, चाहे ट्यूमर कहीं से भी उत्पन्न हुआ हो।
शोधकर्ताओं ने पांच अलग-अलग अध्ययनों के डेटा का विश्लेषण किया, जिनमें से प्रत्येक एक लक्षित कैंसर का प्रतिनिधित्व करता था, और एक कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग करके उन जीनों की पहचान की जो स्वस्थ नियंत्रण समूहों की तुलना में कैंसर रोगियों में अलग व्यवहार करते थे। हजारों आनुवंशिक विविधताओं को छानने के बाद, उन्होंने अपनी खोज को अस्सी जीनों के एक मुख्य समूह तक सीमित कर दिया जो सभी पांच बीमारियों वाले रोगियों की लार में दिखाई दिए। यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये निष्कर्ष केवल लार के नमूनों का कोई संयोग नहीं हैं, टीम ने अपने परिणामों को 'द कैंसर जीनोम एटलस' (The Cancer Genome Atlas) नामक एक विशाल वैश्विक डेटाबेस में संग्रहीत वास्तविक ट्यूमर ऊतकों के डेटा के साथ क्रॉस-रेफरेंस किया। यह चरण महत्वपूर्ण था; इसने पुष्टि की कि लार में देखे गए आनुवंशिक परिवर्तन वास्तव में स्वयं ट्यूमर की जैविक वास्तविकता को दर्शा रहे थे।
इस कठोर तुलना से, अध्ययन ने पांच विशिष्ट जीनों को रेखांकित किया जो विशेष रूप से महत्वपूर्ण के रूप में उभरे: IRAK3, SERPINA1, SUB1, RBM6, और TNXB। इन जीनों ने कैंसर की उपस्थिति में अपनी गतिविधि के स्तर में स्पष्ट अंतर दिखाया। उदाहरण के लिए, TNXB जीन स्तन, फेफड़े, डिम्बग्रंथि और पेट के कैंसर वाले रोगियों की लार में कम सक्रिय पाया गया, लेकिन अग्नाशय के कैंसर में अधिक सक्रिय था। इसी तरह, RBM6 अध्ययन किए गए अधिकांश कैंसर में कम सक्रिय था, जबकि SERPINA1 स्तन, डिम्बग्रंथि, अग्नाशय और पेट के कैंसर में अधिक सक्रिय था। शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि ये जीन रोगी के परिणामों से कैसे संबंधित हैं। उन्होंने पाया कि चार जीनों की गतिविधि—IRAK3, SERPINA1, SUB1, और RBM6—निदान के बाद मरीजों के जीवित रहने की अवधि से मजबूती से जुड़ी हुई थी। यह सुझाव देता है कि लार में इन जीनों को मापना न केवल रोग का पता लगाने में मदद कर सकता है, बल्कि इसके संभावित मार्ग के बारे में सुराग भी दे सकता है।
केवल कैंसर की उपस्थिति का पता लगाने से परे, अध्ययन ने यह भी पता लगाया कि ये जीन शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं। शोधकर्ताओं ने एक विशेष डेटाबेस का उपयोग करके यह देखा कि क्या इन जीनों की गतिविधि ट्यूमर के भीतर और उसके आसपास मौजूद प्रतिरक्षा कोशिकाओं के साथ सह-संबंधित है। उन्होंने पाया कि IRAK3 और RBM6 का ट्यूमर में प्रवेश करने वाली प्रतिरक्षा कोशिकाओं के प्रकारों के साथ गहरा संबंध है। विशेष रूप से, IRAK3 की गतिविधि तब बढ़ती है जब प्रतिरक्षा कोशिकाएं मौजूद होती हैं, जबकि RBM6 की गतिविधि कम होने लगती है। यह संबंध महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सुझाव देता है कि ये जीन यह अनुमान लगाने के लिए मार्कर के रूप में कार्य कर सकते हैं कि रोगी की प्रतिरक्षा प्रणाली कैंसर के प्रति कितनी अच्छी प्रतिक्रिया दे रही है, या वे इम्यूनोथेरेपी उपचारों के प्रति कितनी अच्छी प्रतिक्रिया दे सकते हैं जिनका उद्देश्य ट्यूमर पर हमले को बढ़ाने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली को बढ़ावा देना है।
ये निष्कर्ष एक ऐसे भविष्य की झलक देते हैं जहाँ कैंसर की जांच करना एक ट्यूब में थूकने जितना सरल हो सकता है। हालांकि यह अध्ययन पुष्टि करता है कि ये आनुवंशिक मार्कर लार में मौजूद हैं और वास्तविक ट्यूमर में जो देखा जाता है उससे मेल खाते हैं, लेखक सावधानीपूर्वक यह नोट करते हैं कि यह एक कम्प्यूटेशनल खोज है, न कि अभी तक एक नैदानिक परीक्षण। यह कार्य सुझाव देता है कि ये पांच जीन आगे की जांच के लिए मजबूत उम्मीदवार हैं। यदि भविष्य के प्रयोगशाला अध्ययन वास्तविक दुनिया के परिवेश में इन परिणामों की पुष्टि कर सकते हैं, तो यह एक सरल, कम लागत वाले परीक्षण के विकास की ओर ले जा सकता है जो एक साथ कई प्रकार के कैंसर की जांच करने में सक्षम हो। फिलहाल, यह शोध एक ठोस आधार प्रदान करता है, जो विशिष्ट आनुवंशिक संकेतों की पहचान करता है जो ट्यूमर जीव विज्ञान की अदृश्य दुनिया और मुंह के सुलभ तरल के बीच के अंतर को पाटते हैं।
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