Somatic Mutations in Clonal Hematopoiesis Contribute to the Pathogenesis of Autism Spectrum Disorder
यह अध्ययन पोस्टज़िगोटिक क्लोनल हेमेटोपोइसिस (CHIPI) को ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर के लिए एक विशिष्ट और महत्वपूर्ण आनुवंशिक जोखिम कारक के रूप में पहचानता है, जो यह प्रकट करता है कि CHIPI-संबंधित दैहिक उत्परिवर्तन जर्मलाइन मार्गों से स्वतंत्र रूप से कार्य करते हैं जबकि एंडोक्राइन-डिसरप्टिंग रसायनों द्वारा बढ़ी हुई प्रणालीगत प्रतिरक्षा, चयापचय और माइटोकॉन्ड्रियल विनियमन को मध्यस्थता प्रदान करते हैं।
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ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर एक जटिल स्थिति है जो इस बात को प्रभावित करती है कि लोग संवाद कैसे करते हैं और दुनिया के साथ कैसे अंतःक्रिया करते हैं। दशकों से, वैज्ञानिक इस स्थिति के कारण को मुख्य रूप से हमारे माता-पिता से विरासत में मिले डीएनए के भीतर खोज रहे हैं। यह विरासत में मिला जेनेटिक कोड एक ब्लूप्रिंट की तरह कार्य करता है, जो गर्भाधान के क्षण से शरीर की प्रत्येक कोशिका में मौजूद होता है। हालाँकि, जीवन स्थिर नहीं है। जैसे-जैसे शरीर बढ़ता है और कोशिकाएं विभाजित होती हैं, व्यक्तिगत कोशिकाओं के जेनेटिक निर्देशों में सूक्ष्म त्रुटियां हो सकती हैं। इन्हें सोमैटिक म्यूटेशन (somatic mutations) कहा जाता है। विरासत में मिली परिवर्तनों के विपरीत, सोमैटिक म्यूटेशन जन्म के बाद होते हैं और केवल एक विशिष्ट समूह की कोशिकाओं में मौजूद होते हैं, जिससे एक ही व्यक्ति के भीतर एक प्रकार का जेनेटिक मोज़ेक (genetic mosaic) बन जाता है। हालांकि ये म्यूटेशन वृद्ध वयस्कों में कैंसर का कारण बनने के लिए जाने जाते हैं, लेकिन बचपन के विकासात्मक विकारों में उनकी भूमिका काफी हद तक एक रहस्य बनी हुई है।
पेकिंग यूनिवर्सिटी और अनशेंग अस्पताल के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब रक्त कोशिकाओं में होने वाले एक विशिष्ट प्रकार के सोमैटिक म्यूटेशन की ओर अपना ध्यान आकर्षित किया है। उन्होंने उस घटना पर ध्यान केंद्रित किया जहाँ एक एकल कोशिका एक ऐसा म्यूटेशन प्राप्त करती है जो उसे जीवित रहने का लाभ देता है, जिससे वह अपनी संख्या बढ़ाकर समान कोशिकाओं का एक बड़ा क्लोन बना लेती है। वृद्ध वयस्कों में, यह अक्सर उम्र बढ़ने से जुड़ा होता है, लेकिन कम उम्र के बच्चों में, इसे पर्यावरणीय तनावों द्वारा ट्रिगर किया जा सकता है। शोधकर्ताओं ने एक सरल लेकिन गहन प्रश्न पूछा: क्या रक्त कोशिकाओं के ये फैलते हुए क्लोन ऑटिज्म के विकास में योगदान दे रहे हैं? ऑटिज्म से पीड़ित बच्चों के रक्त की जांच करके और सामान्य रूप से विकसित होने वाले बच्चों से तुलना करके, उन्होंने एक छिपे हुए जेनेटिक जोखिम की परत की खोज की जो पहले से अध्ययन किए गए विरासत में मिले जीन से स्वतंत्र रूप से कार्य करती है।
अध्ययन की शुरुआत ऑटिज्म से निदान किए गए 43 बच्चों और बिना इस स्थिति वाले 26 बच्चों के रक्त के नमूनों के सूक्ष्म अवलोकन के साथ हुई। टीम ने रक्त कोशिकाओं के जेनेटिक कोड को पढ़ने के लिए एक शक्तिशाली सीक्वेंसिंग तकनीक का उपयोग किया, जिसमें उन विशिष्ट सोमैटिक म्यूटेशन की तलाश की गई जो कोशिकाओं के एक महत्वपूर्ण हिस्से में स्थापित हो गए थे। उन्होंने पाया कि ऑटिज्म वाले बच्चों में इन म्यूटेशन को एक विशिष्ट सेट के जीनों में ले जाने की संभावना बहुत अधिक थी। कुल मिलाकर, उन्होंने 286 जीन स्थानों की पहचान की जहाँ ऑटिज्म समूह में ये म्यूटेशन काफी अधिक सामान्य थे। जो बात इस खोज को विशेष रूप से उल्लेखनीय बनाती थी, वह यह थी कि ये उत्परिवर्तित (mutated) जीन उन जीनों से लगभग पूरी तरह से अलग थे जिन्हें ऑटिज्म के विरासत में मिले कारणों के रूप में जाना जाता है। दोनों समूहों के बीच ओवरलैप 1.6 प्रतिशत से भी कम था। यह सुझाव देता है कि रक्त कोशिका म्यूटेशन एक पूरी तरह से अलग, विशिष्ट मार्ग का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो कि विरासत में मिले जीनों से अलग है क्योंकि यह माता-पिता से नहीं आता है।
यह समझने के लिए कि ये म्यूटेशन वास्तव में शरीर के भीतर क्या कर रहे थे, शोधकर्ताओं ने केवल डीएनए से परे जाकर बच्चों के रासायनिक वातावरण की जांच की। उन्होंने सूजन (inflammation), ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस (oxidative stress) और शरीर के ऊर्जा कारखानों के काम करने के तरीके के मार्करों को मापा। परिणाम प्रणालीगत समस्याओं की एक स्पष्ट तस्वीर पेश करते हैं। इन विशिष्ट रक्त कोशिका म्यूटेशन को धारण करने वाले बच्चों में शरीर निरंतर हमले की स्थिति में दिखाई दिया। उनकी प्रतिरक्षा प्रणाली उच्च सतर्कता की स्थिति में थी, जो सूजन के संकेतों के उच्च स्तर का उत्पादन कर रही थी। उनकी कोशिकाओं में ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस के लक्षण दिखे, जो एक ऐसी स्थिति है जहाँ हानिकारक अणु प्रोटीन और डीएनए को नुकसान पहुँचाते हैं, ठीक वैसे ही जैसे धातु पर जंग लग जाता है। इसके अलावा, म्यूटेशन का संबंध पेट की समस्याओं से भी था, जहाँ सूजन के मार्कर अधिक थे, और ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र (tricarboxylic acid cycle) में व्यवधानों से था, जो एक कोर प्रक्रिया है जिसका उपयोग शरीर ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए करता है। अनिवार्य रूप से, इन उत्परिवर्तित रक्त कोशिकाओं की उपस्थिति पूरे शरीर में क्रोनिक, निम्न-स्तर की सूजन और मेटाबॉलिक स्ट्रेस की स्थिति को बढ़ावा देती प्रतीत हुई।
शोधकर्ताओं ने फिर इस बात की जांच की कि ये म्यूटेशन सबसे पहले कैसे शुरू हुए होंगे। उन्हें संदेह था कि पर्यावरणीय कारक, विशेष रूप से वे रसायन जो शरीर के हार्मोन में हस्तक्षेप करते हैं, इसे ट्रिगर कर सकते हैं। उन्होंने बच्चों के मूत्र में विभिन्न एंडोक्राइन-डिसरप्टिंग रसायनों (endocrine-disrupting chemicals) के स्तर को मापा। डेटा ने एक मजबूत संबंध प्रकट किया: इन पर्यावरणीय रसायनों के उच्च स्तर इन विशिष्ट रक्त कोशिका म्यूटेशन को धारण करने की उच्च संभावना से जुड़े थे। टीम ने सांख्यिकीय मॉडलिंग का उपयोग करके दिखाया कि ये रसायन संभवतः 'स्पार्क' या चिंगारी के रूप में कार्य करते हैं, जो रक्त कोशिकाओं में प्रारंभिक जेनेटिक त्रुटियों का कारण बनते हैं। एक बार जब ये त्रुटियां हुईं, तो उत्परिवर्तित कोशिकाएं फैल गईं, और उनकी असामान्य गतिविधि ने उस सूजन और मेटाबॉलिक समस्याओं को जन्म दिया जो शोधकर्ताओं ने देखी थीं। यह घटनाओं की एक ऐसी श्रृंखला बनाता है जहाँ एक पर्यावरणीय जोखिम एक सोमैटिक म्यूटेशन की ओर ले जाता है, जो बदले में उन शारीरिक गड़बड़ियों को जन्म देता है जो शोधकर्ताओं ने देखी हैं।
अध्ययन ने यह भी देखा कि ये म्यूटेशन बच्चों के लक्षणों की गंभीरता से कैसे संबंधित थे। एक मानक नैदानिक मूल्यांकन उपकरण का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि विशिष्ट म्यूटेशन साइट्स वाले बच्चों में सामाजिक संचार संबंधी कठिनाइयों और दोहराव वाले व्यवहारों के लिए उच्च स्कोर थे। यह सुझाव देता है कि इन म्यूटेशन का बोझ केवल एक जैविक जिज्ञासा नहीं है बल्कि यह विकार के वास्तविक दुनिया के अनुभव से सीधे तौर पर जुड़ा हुआ है। KMT2C जैसे जीन में म्यूटेशन, जो नए सोमैटिक निष्कर्षों और पुराने विरासत में मिले सूचियों दोनों में दिखाई दिए, इस ओर इशारा करते हैं कि विभिन्न जेनेटिक जोखिम कहाँ आकर मिल सकते हैं। हालाँकि, नए निष्कर्षों का विशाल बहुमत इस सोमैटिक मार्ग के लिए अद्वितीय था, जो अपने स्वयं के नियमों पर संचालित होता है।
यह कार्य यह दावा नहीं करता है कि इसने ऑटिज्म की पहेली को सुलझा लिया है, न ही यह सुझाव देता है कि प्रत्येक मामला रक्त कोशिका म्यूटेशन के कारण होता है। शोधकर्ता स्वीकार करते हैं कि उनका सैंपल साइज सीमित था और सटीक आणविक तंत्र के लिए पशु मॉडलों में और अधिक परीक्षण की आवश्यकता है। उन्होंने यह भी नोट किया कि एक ही बच्चे के स्वस्थ ऊतकों के युग्मित नमूनों के बिना, वे इन म्यूटेशन को विरासत में मिले म्यूटेशन से अलग करने के लिए सख्त सांख्यिकीय फिल्टरों पर निर्भर थे। इन सीमाओं के बावजूद, यह अध्ययन एक सम्मोहक नया दृष्टिकोण प्रदान करता है। यह प्रस्तावित करता है कि कई बच्चों के लिए, ऑटिज्म केवल विरासत में मिले ब्लूप्रिंट की कहानी नहीं है, बल्कि यह इस बात की भी कहानी है कि शरीर की रक्त कोशिकाएं पर्यावरणीय चुनौतियों के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करती हैं। पर्यावरणीय विषाक्त पदार्थों, रक्त कोशिका म्यूटेशन और प्रणालीगत सूजन के बीच संबंध की पहचान करके, यह शोध इस स्थिति को समझने के लिए एक नया द्वार खोलता है, जो यह सुझाव देता है कि ऑटिज्म का मार्ग कभी-कभी मस्तिष्क में प्रकट होने से बहुत पहले, रक्त से शुरू हो सकता है।
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