Integrative bioinformatics prioritises exosome-associated Epstein- Barr virus microRNA targets in gastric cancer
यह अध्ययन एपस्टीन-बार वायरस से जुड़े गैस्ट्रिक कैंसर में मानव जन्मजात प्रतिरक्षा संकेतन ट्रांसक्रिप्ट्स के साथ परस्पर क्रिया करने वाले एक्सोसोम-समृद्ध एपस्टीन-बार वायरस BART माइक्रो-आरएनए (विशेष रूप से BART17-5p, BART8-3p, और BART10-3p) की पहचान करने और उन्हें प्राथमिकता देने के लिए एक एकीकृत बायोइनफॉरमैटिक्स ढांचे का उपयोग करता है।
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गैस्ट्रिक कैंसर दुनिया भर में सबसे दुर्जेय स्वास्थ्य चुनौतियों में से एक बना हुआ है, जो हर साल लाखों लोगों की जान लेता है। इस विशाल रोग परिदृश्य के भीतर, एपस्टीन-बार वायरस (Epstein-Barr virus) द्वारा संचालित एक विशिष्ट और आक्रामक उपप्रकार मौजूद है। यह वायरस, जो बिना किसी लक्षण के वैश्विक आबादी के एक बड़े हिस्से को संक्रमित करता है, कभी-कभी पेट की कोशिकाओं के भीतर छिप सकता है और कैंसर को जन्म दे सकता है। जब ऐसा होता है, तो ट्यूमर कोशिकाएं प्रतिरक्षा कोशिकाओं (immune cells) से भर जाती हैं, फिर भी कैंसर अक्सर विनाश से बच निकलता है। वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह था कि वायरस शरीर की रक्षा प्रणाली को भ्रमित करने के लिए एक परिष्कृत संचार प्रणाली का उपयोग करता है। इस प्रणाली का एक प्रमुख हिस्सा एक्सोसोम (exosomes) नामक सूक्ष्म, सुरक्षात्मक बुलबुले हैं। ये कोशिकाओं द्वारा जारी किए गए सूक्ष्म पैकेज हैं जो आनुवंशिक निर्देश, विशेष रूप रूप से माइक्रोआरएनए (microRNAs) नामक छोटे अणुओं को ले जाते हैं। ये निर्देश कैंसर कोशिका से पड़ोसी प्रतिरक्षा कोशिकाओं तक जा सकते हैं, जो संभावित रूप से उन्हें शांत रहने का निर्देश देते हैं। वास्तव में कौन से निर्देश भेजे जा रहे हैं, और उन्हें किसे भेजा जा रहा है, इसे समझना इस बात को जानने के लिए महत्वपूर्ण है कि वायरस शरीर पर अपनी पकड़ कैसे बनाए रखता है।
चोसुन यूनिवर्सिटी (Chosun University) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस पहेली पर एक नया दृष्टिकोण अपनाया है, जिसमें उन्होंने एपस्टीन-बार वायरस से संक्रमित पेट के कैंसर की कोशिकाओं से निकलने वाले एक्सोसोम द्वारा ले जाए जाने वाले विशिष्ट आनुवंशिक संदेशों पर ध्यान केंद्रित किया है। यह अनुमान लगाने के बजाय कि कौन से वायरल संदेश महत्वपूर्ण हो सकते हैं, उन्होंने वायरस से मानव प्रतिरक्षा प्रणाली तक के मार्ग को ट्रैक करने के लिए एक कठोर डिजिटल मानचित्र बनाया। उन्होंने इस विशिष्ट कैंसर के एक प्रसिद्ध प्रयोगशाला मॉडल, SNU719 नामक सेल लाइन से शुरुआत की, जिसमें स्वाभाविक रूप से यह वायरस मौजूद है। शोधकर्ताओं ने पहले इन कोशिकाओं द्वारा छोड़े गए एक्सोसोम को स्वयं कोशिकाओं से अलग किया और उनके भीतर के कार्गो का विश्लेषण किया। उन्होंने पाया कि वायरस कई अलग-अलग माइक्रोआरएनए का उत्पादन करता है, लेकिन एक विशिष्ट समूह को ही प्राथमिकता से इन एक्सोसोम में पैक किया जाता है। सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले तीन विशिष्ट वायरल संदेश थे: BART17-5p, BART8-3p, और BART10-3p। ये केवल यादृच्छिक यात्री नहीं थे; ये वे संदेश थे जिन्हें वायरस बाहर भेजने के लिए सबसे अधिक उत्सुक लग रहा था।
अगला कदम यह निर्धारित करना था कि इन वायरल संदेशों का गंतव्य पर पहुँचने के बाद वास्तव में क्या होता है। शोधकर्ताओं ने प्रयोगात्मक डेटा के एक अद्वितीय डेटाबेस का उपयोग किया, जिसने दिखाया कि इन वायरल माइक्रोआरएनए ने कैंसर कोशिकाओं के भीतर भौतिक रूप से किन मानव जीन को पकड़ा था। इस सूची को उन जीनों के साथ क्रॉस-रेफरेंस करके, जो वायरस के विरुद्ध शरीर की प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली (Toll-like receptor pathway) को नियंत्रित करते हैं, उन्होंने संभावनाओं को सीमित कर दिया। उन्होंने पाया कि तीन प्राथमिकता वाले वायरल संदेश सीधे इस प्रतिरक्षा रक्षा के मुख्य घटकों से जुड़ते हैं। विशेष रूप से, BART8-3p और BART17-5p उन जीनों को लक्षित करते पाए गए जो सूजन (inflammation) के मुख्य स्विच के रूप में कार्य करते हैं, जबकि BART17-5p और BART10-3p उन जीनों पर केंद्रित थे जो खतरे के संकेत भेजने के लिए जिम्मेदार हैं। यह पैटर्न एक समन्वित प्रयास का सुझाव देता है जहाँ वायरस एक ही रक्षा पंक्ति के विभिन्न हिस्सों को कई संदेश भेजता है, जिससे संभावित रूप से प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को प्रभावी ढंग से कम किया जा सके।
इस अंतःक्रिया के पूर्ण प्रभाव को समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक जटिल नेटवर्क मॉडल बनाया, जिसमें जीन और वायरल संदेशों को कनेक्शन के एक जाल के रूप में माना गया। इसके बाद उन्होंने सिम्युलेशन के माध्यम से यह जांचा कि यदि इस जाल से एक वायरल संदेश को हटा दिया जाए तो क्या होगा। परिणामों ने BART17-5p को सबसे प्रभावशाली खिलाड़ी के रूप में रेखांकित किया। इस एकल संदेश को हटाने से नेटवर्क की प्रतिरक्षा रक्षा लक्ष्यों तक पहुँचने की क्षमता में सबसे बड़ा व्यवधान आया, जिससे पता चलता है कि यह एक केंद्रीय केंद्र (central hub) के रूप में कार्य करता है। अध्ययन ने पुष्टि की कि इन वायरल संदेशों द्वारा लक्षित मानव जीन वास्तव में कैंसर कोशिकाओं में मौजूद और सक्रिय हैं, जो इस अंतःक्रिया को जैविक रूप से तर्कसंगत बनाता है। हालांकि, शोधकर्ताओं ने सावधानी बरतते हुए यह भी नोट किया कि हालांकि वायरस स्पष्ट रूप से ये संदेश भेजता है और कोशिकाओं में लक्ष्य मौजूद हैं, लेकिन अध्ययन ने यह सिद्ध नहीं किया कि ये संदेश जीवित रोगी में प्रतिरक्षा प्रणाली को सफलतापूर्वक शांत करते हैं।
जब टीम ने पेट के कैंसर वाले सैकड़ों वास्तविक रोगियों के डेटा को देखा, तो तस्वीर अधिक सूक्ष्म हो गई। उन्होंने पाया कि जो विशिष्ट प्रतिरक्षा पथ हस्ताक्षर (immune pathway signatures) वे ट्रैक कर रहे थे, वे पूरे ट्यूमर को देखते समय वायरस वाले रोगियों और बिना वायरस वाले रोगियों के बीच महत्वपूर्ण रूप से भिन्न नहीं दिखाई दिए। इसका मतलब यह नहीं है कि यह तंत्र महत्वपूर्ण नहीं है; बल्कि, यह सुझाव देता है कि प्रभाव संभवतः ट्यूमर और तत्काल प्रतिरक्षा कोशिकाओं के बीच एक स्थानीय बातचीत है, एक सूक्ष्म आदान-प्रदान जो पूरे ट्यूमर द्रव्यमान को मापने पर खो जाता है। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि ये तीन वायरल माइक्रोआरएनए आगे के परीक्षण के लिए मजबूत उम्मीदवार हैं। वे एक विशिष्ट, परीक्षण योग्य परिकल्पना का प्रतिनिधित्व करते हैं: कि वायरस इन एक्सोसोमल पैकेजों का उपयोग प्रतिरक्षा प्रणाली की अलार्म घंटी को चुपचाप पुनर्गठित करने के लिए करता है, और इस विशिष्ट संचार को रोकना शरीर को वापस लड़ने में मदद करने का एक नया तरीका हो सकता है।
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