Prognosis and immunotherapy response in breast cancer can be predicted using ARHGAP26, IL33, and BST2
यह अध्ययन एक ऑटोफैगी-संबंधित तीन-जीन सिग्नेचर (ARHGAP26, IL33, और BST2) की पहचान और सत्यापन करता है जो स्तन कैंसर के रोगियों में रोग का निदान (प्रोग्नोसिस), इम्यून माइक्रोएनवायरनमेंट विशेषताओं, और कीमोथेरेपी एवं इम्यूनोथेरेपी के प्रति चिकित्सीय प्रतिक्रियाओं की प्रभावी ढंग से भविष्यवाणी करता है।
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स्तन कैंसर दुनिया भर में महिलाओं में निदान किए जाने वाले सबसे आम कैंसर के रूप में बना हुआ है, एक ऐसी बीमारी जहाँ शरीर की अपनी कोशिकाएं उनके ही विरुद्ध हो जाती हैं, अनियंत्रित रूप से बढ़ती हैं और शरीर के अन्य हिस्सों में फैल जाती हैं। हालांकि डॉक्टरों के पास इससे लड़ने के लिए सर्जरी, कीमोथेरेपी और लक्षित दवाओं जैसे शक्तिशाली उपकरण हैं, लेकिन ये उपचार हर किसी के लिए काम नहीं करते हैं। कुछ रोगियों में दवाओं के प्रति प्रतिरोध विकसित हो जाता है, और कैंसर वापस आ जाता है। इस संघर्ष का एक प्रमुख कारण ट्यूमर के आसपास का जटिल वातावरण है, जिसे ट्यूमर माइक्रोएनवायरनमेंट (tumor microenvironment) कहा जाता है। यह केवल कैंसर कोशिकाओं का एक समूह नहीं है; यह प्रतिरक्षा कोशिकाओं, रक्त वाहिकाओं और अन्य ऊतकों से भरा एक हलचल भरा पड़ोस है जो या तो शरीर को कैंसर से लड़ने में मदद कर सकते हैं या, दुर्भाग्य से, इसे हमले से बचाने के लिए ढाल बन सकते हैं। कोशिकाओं के भीतर एक छिपा हुआ तंत्र जो इस लड़ाई को प्रभावित करता है, वह है ऑटोफैगी (autophagy)। ऑटोफैगी को कोशिका की आंतरिक रीसाइक्लिंग प्रणाली के रूप में समझें, एक ऐसी प्रक्रिया जहाँ एक कोशिका अपने ही पुराने या घिसे-पिटे हिस्सों को तोड़कर सामग्रियों का पुन: उपयोग करती है। कैंसर में, यह प्रणाली एक दोधारी तलवार है: यह एक कोशिका को तनाव और क्षति से जीवित रहने में मदद कर सकती है, या यह प्रतिरक्षा प्रणाली को ट्यूमर को पहचानने और नष्ट करने में मदद कर सकती है। यह समझना कि यह रीसाइक्लिंग प्रक्रिया प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ कैसे परस्पर क्रिया करती है, यह अनुमान लगाने की कुंजी हो सकता है कि कौन से रोगी जीवित रहेंगे और कौन से उपचार सबसे अच्छा काम करेंगे।
चीन के झेजियांग अस्पताल के शोधकर्ताओं ने इस संबंध को खोजने के लिए इस रीसाइक्लिंग प्रक्रिया से संबंधित जीनों के एक विशिष्ट सेट की तलाश करके अन्वेषण किया जो डॉक्टरों के लिए एक मार्गदर्शक के रूप में कार्य कर सके। उन्होंने एक हजार से अधिक स्तन कैंसर रोगियों के आनुवंशिक डेटा का विश्लेषण किया, उन पैटर्न की खोज की जो इन आंतरिक रीसाइक्लिंग जीनों को रोगियों के जीवनकाल और उपचार के प्रति उनकी प्रतिक्रिया से जोड़ते थे। सूचनाओं के विशाल भंडार को छानते हुए, उन्होंने जीनों के एक विशिष्ट त्रय (trio) की पहचान की जिसने रोगी के भविष्य के बारे में एक स्पष्ट कहानी बताई। ये तीन जीन, जिनका नाम ARHGAP26, IL33 और BST2 है, एक प्रकार का जैविक हस्ताक्षर (biological signature) बने। जब शोधकर्ताओं ने ट्यूमर के नमूनों में इन जीनों की गतिविधि को मापा, तो वे रोगियों को दो स्पष्ट समूहों में विभाजित कर सके: वे जिनमें खराब परिणामों का उच्च जोखिम था और वे जिनमें बेहतर परिणामों का निम्न जोखिम था। यह अंतर केवल उत्तरजीविता (survival) के बारे में नहीं था; इसने यह भी प्रकट किया कि ट्यूमर प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ कैसे परस्पर क्रिया कर रहा था और इस बात की कितनी संभावना थी कि वह कीमोथेरेपी या नई इम्यूनोथेरेपी दवाओं के प्रति प्रतिक्रिया देगा।
अध्ययन में पाया गया कि जिन रोगियों के ट्यूमर में इन तीन जीनों के आधार पर "उच्च-जोखिम" वाला पैटर्न था, उन्हें बहुत कठिन लड़ाई का सामना करना पड़ा। इन रोगियों में निम्न-जोखिम समूह की तुलना में काफी कम उत्तरजीविता दर देखी गई। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि उच्च-जोखिम वाले ट्यूमर शरीर की रक्षा प्रणालियों से छिपते हुए प्रतीत हुए। प्रतिरक्षा प्रणाली, जिसे कैंसर पर हमला करना चाहिए था, इन उच्च-जोखिम वाले मामलों में काफी हदतः अनुपस्थित या निष्क्रिय थी। इन ट्यूमर में मददगार प्रतिरक्षा कोशिकाओं, जैसे कि टी-कोशिकाएं (T cells) जो कैंसर का शिकार करती हैं, की संख्या कम थी और ट्यूमर के आसपास का समग्र वातावरण प्रतिरक्षा हमले के लिए कम सहायक था। फलस्वरूप, ये उच्च-जोखिम वाले रोगी इम्यूनोथेरेपी से लाभ उठाने में कम सक्षम थे, जो कि एक ऐसा उपचार है जिसे कैंसर से लड़ने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली को जगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वे मानक कीमोथेरेपी दवाओं के प्रति अधिक प्रतिरोध भी दिखाते थे। इसके विपरीत, निम्न-जोखिम समूह में ऐसे ट्यूमर थे जो प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए अधिक दृश्यमान थे, जिनमें सुरक्षात्मक प्रतिरक्षा कोशिकाओं की अधिकता थी, और उनके कीमोथेरेपी और इम्यूनोथेरेपी दोनों के प्रति अच्छी प्रतिक्रिया देने की बहुत अधिक संभावना थी।
यह समझने के लिए कि ये तीन जीन इतने महत्वपूर्ण क्यों थे, शोधकर्ताओं ने बारीकी से देखा कि वे ट्यूमर के भीतर कहाँ सक्रिय थे। उन्होंने पाया कि ARHGAP26 और IL33 जीन आमतौर पर कैंसर कोशिकाओं में कम सक्रिय या अनुपस्थित थे, जबकि BST2 जीन बहुत अधिक सक्रिय था। स्वस्थ स्तन ऊतक में, ARHGAP26 और IL33 सामान्य रूप से विशिष्ट सहायक कोशिकाओं में पाए जाते हैं, लेकिन कैंसर में, वे गायब हो जाते हैं, जो ट्यूमर को बढ़ने और पहचान से बचने में मदद करता है। दूसरी ओर, BST2 स्वयं कैंसर कोशिकाओं में बहुत सक्रिय हो जाता है। शोधकर्ताओं ने सूक्ष्मदर्शी (microscope) के नीचे वास्तविक ऊतक नमूनों को देखकर इन निष्कर्षों की पुष्टि की, जहाँ उन्होंने प्रोटीन की उपस्थिति और अनुपस्थिति के समान पैटर्न देखे। इस दृश्य पुष्टि ने इस विचार को मजबूत किया कि पहले दो जीनों का नुकसान और तीसरे का उदय रोग के विकास में महत्वपूर्ण घटनाएं हैं।
इस खोज के निहितार्थ केवल इस बात तक सीमित नहीं हैं कि कौन लंबे समय तक जीवित रह सकता है। अध्ययन बताता है कि डॉक्टर उपचार शुरू करने से पहले ही रोगियों के लिए स्मार्ट विकल्प चुनने के लिए इस तीन-जीन सिग्नेचर का उपयोग कर सकते हैं। यदि कोई रोगी निम्न-जोखिम श्रेणी में आता है, तो वे इम्यूनोथेरेपी के लिए उत्कृष्ट उम्मीदवार हो सकते हैं, क्योंकि उनके ट्यूमर पहले से ही प्रतिरक्षा हमले के लिए तैयार हैं। यदि कोई रोगी उच्च-जोखिम श्रेणी में है, तो अध्ययन सुझाव देता है कि उन्हें अलग रणनीतियों की आवश्यकता हो सकती है, शायद उन उपचारों से बचते हुए जिनके काम करने की संभावना कम है और अन्य दृष्टिकोणों पर ध्यान केंद्रित करते हुए। शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि इन जीनों का व्यवहार स्तन कैंसर के विशिष्ट प्रकार के आधार पर भिन्न होता है, जिसमें BST2 ने ट्रिपल-नेगेटिव ब्रेस्ट कैंसर नामक अधिक आक्रामक उपप्रकार के साथ विशेष रूप से मजबूत संबंध दिखाया। हालांकि यह अध्ययन मौजूदा डेटा और कंप्यूटर मॉडल के विश्लेषण पर आधारित था, टीम इन निष्कर्षों को प्रयोगशाला में परीक्षण करने की योजना बना रही है ताकि यह पुष्टि की जा सके कि ये जीन जीवित कोशिकाओं में कैसे कार्य करते हैं।
यह कार्य स्तन कैंसर को देखने का एक नया तरीका प्रदान करता है, जो 'एक ही आकार सबके लिए उपयुक्त' (one-size-fits-all) दृष्टिकोण से हटकर एक अधिक व्यक्तिगत रणनीति की ओर बढ़ता है। कोशिका की आंतरिक रीसाइक्लिंग तंत्र और यह प्रतिरक्षा वातावरण को कैसे आकार देती है, इस पर ध्यान केंद्रित करके, वैज्ञानिकों ने रोगियों को अलग-अलग प्रकार की सहायता की आवश्यकता वाले समूहों में वर्गीकृत करने का एक विश्वसनीय तरीका खोज लिया है। पहचाने गए तीन जीन—ARHGAP26, IL33 और BST2—एक जैविक दिशा-सूचक (biological compass) के रूप में कार्य करते हैं, जो उपचार के सबसे प्रभावी पथ की ओर संकेत करते हैं। हालांकि इस शोध को सीधे क्लिनिक तक लाने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है, यह अध्ययन इस बात की ठोस नींव प्रदान करता है कि कुछ ट्यूमर का इलाज करना इतना कठिन क्यों है और हम कोशिकाओं की अपनी भाषा को समझकर अंततः उन्हें कैसे मात दे सकते हैं।
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