Spatial evidence of senescence-associated pathology after myocardial infarction in humans and therapeutic targeting in ageing mice
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि मानव पोस्ट-इन्फार्क्शन मायोकार्डियम में सेनेसेंट कोशिकाएं जमा होती हैं और मध्य आयु के चूहों में नेविटोक्लैक्स (navitoclax) के साथ उन्हें लक्षित करना स्कारिंग, सूजन और हाइपरट्रॉफी को कम करके तथा संवहनीकरण (vascularization) को बढ़ाकर हृदय सुधार में सुधार करता है।
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जब हृदय में अवरोध के कारण रक्त की आपूर्ति कट जाती है, तो तत्काल संकट मांसपेशी ऊतकों की मृत्यु का होता है। लेकिन कहानी तब समाप्त नहीं होती जब रक्त प्रवाह फिर से बहाल हो जाता है। आने वाले हफ्तों में, हृदय स्वयं को ठीक करने का प्रयास करता है, एक ऐसी प्रक्रिया जो अक्सर वृद्ध वयस्कों में गलत हो जाती है, जिससे स्थायी निशान (स्कारिंग) और एक कमजोर पंप बन जाता है। दशकों से, वैज्ञानिक संदेह कर रहे थे कि कोशिकीय उम्र बढ़ने का एक विशिष्ट प्रकार, जिसे सेनेसेंस (senescence) कहा जाता है, इस विफलता में एक छिपी हुई भूमिका निभाता है। जैसे-जैसे कोशिकाएं पुरानी होती हैं या चोट के तनाव से क्षतिग्रस्त हो जाती हैं, वे विभाजित होना बंद कर देती हैं लेकिन मरने से इनकार कर देती हैं। इसके बजाय, वे ऊतकों में टिकी रहती हैं, और संकेतों का एक विषाक्त मिश्रण स्रावित करती हैं जो आसपास के क्षेत्र में सूजन पैदा करते हैं और उचित मरम्मत को रोकते हैं। हालांकि यह घटना सामान्य उम्र बढ़ने के संदर्भ में अच्छी तरह से समझी जाती है, लेकिन यह स्पष्ट नहीं था कि क्या ये जिद्दी, बढ़ती उम्र वाली कोशिकाएं मध्यम आयु के लोगों में दिल के दौरे के बाद खराब हृदय रिकवरी का एक प्रमुख कारण हैं, और क्या उन्हें हटाना वास्तव में हृदय को ठीक होने में मदद कर सकता है।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने दो अलग-अलग दृष्टिकोणों से इस समस्या को देखते हुए इन प्रश्नों का उत्तर देने का प्रयास किया: जीवित चूहे और मानव ऊतक के नमूने। उन्होंने पंद्रह महीने के नर चूहों के एक समूह से शुरुआत की, जो एक मानव की मध्य आयु के अनुरूप है, एक ऐसा समय जब हृदय अक्सर घिसावट के संकेत दिखाने लगता है लेकिन अभी तक अत्यधिक वृद्धावस्था में नहीं होता है। वैज्ञानिकों ने इन चूहों में एक प्रमुख धमनी को अस्थायी रूप से अवरुद्ध करके और फिर रक्त प्रवाह को बहाल करके दिल के दौरे को प्रेरित किया, जो मानव जीवन बचाने के लिए उपयोग की जाने वाली आधुनिक चिकित्सा प्रक्रिया की नकल करता है। चोट के चार दिन बाद, जब हृदय मरम्मत के शुरुआती चरणों में था, शोधकर्ताओं ने नेविटोक्लाक (navitoclax) नामक एक दवा सात दिनों के लिए दी। यह दवा उन जिद्दी, उम्रदराज कोशिकाओं को खोजने और उन्हें खत्म करने के लिए डिज़ाइन की गई है।
चूहों में परिणाम आश्चर्यजनक थे। उपचारित जानवरों के हृदय में उम्रदराज कोशिकाओं की संख्या में स्पष्ट कमी देखी गई, जो क्षतिग्रस्त ऊतकों में जमा होने वाले विशिष्ट प्रोटीन द्वारा चिह्नित थी। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि हृदय की भौतिक संरचना में काफी सुधार हुआ। उपचार न किए गए चूहों की तुलना में दिल के दौरे के बाद बनने वाला स्कार टिश्यू (निशान वाला ऊतक) लगभग अट्ठाईस प्रतिशत छोटा था। चोट के आसपास की मांसपेशी कोशिकाएं कम सूजी हुई और कम तनावग्रस्त थीं, और ऑक्सीजन की आपूर्ति करने वाली सूक्ष्म रक्त वाहिकाओं का नेटवर्क अधिक घना और मजबूत था। उपचारित हृदयों में प्रतिरक्षा कोशिकाओं की संख्या भी कम थी, जो यह सुझाव देता है कि उम्रदराज कोशिकाओं द्वारा आमतौर पर छोड़े जाने वाले विषाक्त सूजन संबंधी संकेतों को शांत कर दिया गया था। ये निष्कर्ष संकेत देते हैं कि दिल के दौरे के तुरंत बाद इन उम्रदराज कोशिकाओं को साफ करने से हृदय को एक स्वच्छ, अधिक प्रभावी मरम्मत की ओर निर्देशित किया जा सकता है, यहाँ तक कि एक मध्यम आयु वाले अंग में भी जो प्राकृतिक उम्र बढ़ने का बोझ वहन करता है।
यह देखने के लिए कि क्या यह जैविक कहानी मनुष्यों के लिए भी सच है, शोधकर्ता मानव हृदय ऊतक के एक विस्तृत मानचित्र की ओर मुड़े, जिसे दिल के दौरे के बाद लिए गए नमूनों से बनाया गया था। उन्होंने 'स्पेशियल ट्रांसक्रिप्टोमिक्स' (spatial transcriptomics) नामक एक तकनीक का उपयोग किया, जो वैज्ञानिकों को कोशिकाओं को उनके मूल स्थान के भीतर रखते हुए उनकी आनुवंशिक गतिविधि को पढ़ने की अनुमति देती है। इस दृष्टिकोण ने खुलासा किया कि मानव हृदय, चूहे के हृदय की तरह ही, विशिष्ट क्षेत्रों (नेबरहुड्स) को भी रखता है जहाँ उम्र बढ़ने के संकेत केंद्रित होते हैं। हमले से सीधे प्रभावित हृदय के क्षेत्रों में, शोधकर्ताओं ने पाया कि स्वस्थ हृदय ऊतक की तुलना में उम्र बढ़ने के संकेत वाले स्थानों की आवृत्ति बहुत अधिक थी। ये उम्र-समृद्ध क्षेत्र केवल पुरानी कोशिकाओं के अलग-थलग पॉकेट नहीं थे; वे फाइब्रोसिस (fibrosis), या निशान और सूजन के संकेतों से घिरे हुए थे।
महत्वपूर्ण रूप से, मानव ऊतक विश्लेषण ने दिखाया कि ये उम्र-समृद्ध क्षेत्र उन जीन से समृद्ध थे जो कोशिकाओं को जीवित रहने में मदद करते हैं, विशेष रूप से प्रोटीनों का एक परिवार जो कोशिका मृत्यु के विरुद्ध एक ढाल के रूप में कार्य करता है। यह एक महत्वपूर्ण विवरण है क्योंकि चूहों में उपयोग की गई दवा इसी ढाल को अक्षम करके काम करती है, जिससे उम्रदराज कोशिकाएं हटाए जाने के प्रति संवेदनशील हो जाती हैं। तथ्य यह है कि क्षतिग्रस्त मानव हृदय में ये उत्तरजीविता जीन सक्रिय हैं, यह सुझाव देता है कि वही तंत्र जो चूहों में दवा को लक्षित करता है, मनुष्यों में भी मौजूद है। शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि स्वस्थ हृदय ऊतक में, ये उम्र-समृद्ध क्षेत्र अभी भी सूजन और निशान के संकेतों से जुड़े थे, जो संकेत देते हैं कि इन कोशिकाओं का संचय एक धीमी, निरंतर प्रक्रिया हो सकती है जो बड़े दिल के दौरे से बहुत पहले हृदय रोग में योगदान देती है।
अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि यह दवा मनुष्यों में हृदय रोग का इलाज है, न ही यह सुझाव देता है कि उपचार अस्पतालों में तत्काल उपयोग के लिए तैयार है। शोधकर्ता इस बात पर ध्यान देने में सावधानी बरत रहे थे कि इस दवा के अन्य संदर्भों में ज्ञात दुष्प्रभाव हैं, और मनुष्यों में इसके उपयोग के लिए सुरक्षा परीक्षण की आवश्यकता है। हालाँकि, यह कार्य पहला स्थानिक प्रमाण प्रदान करता है कि क्षतिग्रस्त मानव हृदय में उम्र बढ़ने का एक व्यापक कार्यक्रम सक्रिय है और यह कार्यक्रम उन मार्गों से जुड़ा है जिन्हें एक दवा लक्षित कर सकती है। यह दिखाकर कि उपचार का एक छोटा कोर्स मध्यम आयु वर्ग के चूहों में हृदय की मरम्मत में सुधार कर सकता है और मानव ऊतक में इन उम्रदराज कोशिकाओं की उपस्थिति को मैप करके, यह अध्ययन एक ठोस कारण प्रदान करता है कि क्या इन जिद्दी कोशिकाओं को साफ करना मानव हृदय को दिल के दौरे के बाद ठीक होने में मदद करने का एक नया तरीका बन सकता है।
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