Neutrophil-monocyte progenitor trans-differentiation is a source of type 2 myelopoiesis and developmental basophil heterogeneity.
यह अध्ययन प्रकट करता है कि न्यूट्रोफिल-मोनोसाइट प्रोजेनिटर एक "वॉर्महोल" (wormhole) तंत्र के माध्यम से टाइप 2 मायलॉयड कोशिकाओं में ट्रांस-डिफरेंशिएट हो सकते हैं, जो विशिष्ट आणविक हस्ताक्षरों वाले अलग-अलग बेसोफिल आबादी को उत्पन्न करते हैं जो उन्हें संक्रमण प्रतिक्रिया के क्रमिक चरणों के लिए तैयार करते हैं।
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मानव शरीर एक विशाल और जटिल प्रतिरक्षा कोशिकाओं की सेना को बनाए रखता है, जो आक्रमणकारियों से बचाव करने और चोटों को ठीक करने के लिए लगातार गश्त करती रहती है। इन रक्षकों के बीच टाइप 2 माइलॉयड कोशिकाएं नामक एक विशिष्ट समूह शामिल है, जिसमें बेसोफिल्स, इओसिनोफिल्स और मास्ट कोशिकाएं शामिल हैं। ये कोशिकाएं परजीवियों के खिलाफ शरीर की प्राथमिक प्रतिक्रिया टीम हैं और बैक्टीरिया के संक्रमण को नियंत्रित करने तथा कैंसर से लड़ने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। हालांकि, जब यह प्रणाली विफल हो जाती है, तो यह गंभीर एलर्जी या पुराने सूजन (क्रोनिक इन्फ्लेमेशन) का कारण बन सकती है। दशकों तक, वैज्ञानिक मानते थे कि ये विविध कोशिकाएं स्टेम कोशिकाओं से एक ही, सीधी रेखा वाले पथ के माध्यम से उत्पन्न होती हैं, ठीक वैसे ही जैसे एक फैक्ट्री असेंबली लाइन जहाँ हर वस्तु एक ही मार्ग से अपने एक ही गंतव्य तक पहुँचती है। इस दृष्टिकोण ने सुझाव दिया कि एक ही प्रकार की कोशिकाओं के बीच दिखने वाले किसी भी अंतर का कारण संभवतः उनके बनने के बाद उनका वातावरण था।
ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं का एक नया अध्ययन इस लंबे समय से चली आ रही धारणा को चुनौती देता है। चूहों में रक्त कोशिकाओं के विकास को अभूतपूर्व सटीकता के साथ ट्रैक करते हुए, टीम ने खोजा कि शरीर इन प्रतिरक्षा रक्षकों को बनाने के लिए दो पूरी तरह से अलग विकासात्मक मार्गों का उपयोग करता है। उन्होंने पाया कि इनमें से कुछ कोशिकाएं एक मानक पथ से जन्म लेती हैं, जबकि अन्य एक आश्चर्यजनक मोड़ के माध्यम से बनाई जाती हैं: वे कोशिकाएं जो मूल रूप से न्यूट्रोफिल या मोनोसाइट बनने के लिए नियत थीं, अचानक अपना भाग्य बदल सकती हैं और बेसोफिल में परिवर्तित हो सकती हैं। यह खोज प्रकट करती है कि इन प्रतिरक्षा कोशिकाओं में देखी जाने वाली विविधता केवल उनके वातावरण का परिणाम नहीं है, बल्कि उनके मूल में ही समाहित है, जहाँ प्रत्येक पथ विभिन्न प्रकार की कोशिकाएं उत्पन्न करता है जो रासायनिक और कार्यात्मक रूप से विशिष्ट होती हैं, और संक्रमण के विभिन्न चरणों को संभालने के लिए तैयार होती हैं।
इस छिपी हुई जटिलता को उजागर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक ऐसी विधि विकसित की जिससे रक्त कोशिकाओं को उस सटीक क्षण में पकड़ा जा सके जब वे यह निर्णय लेती हैं कि वे किस प्रकार की कोशिका बनेंगी। उन्होंने एक जेनेटिक टूल का उपयोग किया जो एक स्थायी मार्कर की तरह कार्य करता है, जो कोशिकाओं को एक फ्लोरोसेंट प्रोटीन के साथ तुरंत टैग कर देता है जैसे ही वे एक विशिष्ट जीन 'Gata1' को व्यक्त करना शुरू करती हैं, जो इस समूह की कोशिकाओं के लिए एक मास्टर स्विच है। इसे एक अन्य मार्कर के साथ जोड़कर, जो कोशिकाओं के परिपक्व होने पर चमकता है, टीम लाखों कोशिकाओं को छाँटने और उन दुर्लभ, संक्रमणकालीन (ट्रांजिशनल) कोशिकाओं को अलग करने में सक्षम हुई जो अपने अंतिम निर्णय लेने की प्रक्रिया में थीं। उन्होंने पाया कि ये निर्णय लेने वाली कोशिकाएं सभी एक जैसी नहीं थीं; वे तीन अलग-अलग समूहों में विभाजित थीं। कुछ लाल रक्त कोशिकाओं या प्लेटलेट्स बनने की ओर झुकाव रख रही थीं, जबकि अन्य स्पष्ट रूप से न्यूट्रोफिल या मोनोसाइट बनने के रास्ते पर थीं। महत्वपूर्ण रूप से, उन्होंने एक तीसरे समूह की पहचान की जो न तो पूरी तरह से एक थी और न ही दूसरी, बल्कि एक संक्रमणकालीन अवस्था थी जहाँ एक कोशिका जो मूल रूप से न्यूट्रोफिल या मोनोसाइट बनने के लिए थी, वह अपनी पहचान बदलकर बेसोफिल या इओसिनोफिल में बदल रही थी।
शोधकर्ताओं ने इस पहचान परिवर्तन को विकास के एक विशिष्ट बिंदु तक ट्रैक किया जहाँ न्यूट्रोफिल और बेसोफिल के पथ आणविक परिदृश्य में एक-दूसरे के बहुत करीब आ जाते हैं। यह ऐसा था मानो दो सड़कें एक हिस्से के लिए समानांतर चलती हैं, जिससे एक यात्री एक से दूसरे में कदम रख सकता है। इस संकीर्ण खिड़की में, कोशिकाओं ने जेनेटिक रेगुलेटर्स के एक सेट को सक्रिय किया जिसने उन्हें उनके मूल न्यूट्रोफिल भाग्य से दूर और एक बेसोफिल नियति की ओर निर्देशित किया। टीम ने एक अलग जेनेटिक मार्कर का उपयोग करके इसकी पुष्टि की जो केवल न्यूट्रोफिल प्रिकर्सर (पूर्ववर्ती) में चमकता है। जब उन्होंने इन चिह्नित कोशिकाओं का पीछा किया, तो उन्होंने पाया कि उनमें से एक महत्वपूर्ण हिस्सा वास्तव में अपना रास्ता बदल चुका था, और अंततः इओसिनोफिल्स और बेसोफिल्स के रूप में समाप्त हुआ। इसने सिद्ध किया कि शरीर इन कोशिकाओं को बनाने के लिए एक एकल, कठोर ब्लूप्रिंट पर निर्भर नहीं है, बल्कि इसमें एक लचीली प्रणाली है जहाँ यदि स्थितियाँ अनुकूल हों, तो कोशिकाएं अपना भाग्य बदल सकती हैं।
शायद सबसे चौंकाने वाली खोज यह थी कि दो अलग-अलग पथों ने मौलिक रूप से भिन्न कोशिकाएं उत्पन्न कीं, भले ही वे सूक्ष्मदर्शी के नीचे एक जैसी दिखती थीं। मानक पथ से आने वाले बेसोफिल्स एलर्जी की प्रतिक्रिया या परजीवी हमले पर तुरंत प्रतिक्रिया करने के लिए तैयार होते हैं, जो ऐसे रसायनों को छोड़ते हैं जो सूजन के शुरुआती चरणों को ट्रिगर करते हैं। इसके विपरीत, न्यूट्रोफिल पथ से परिवर्तित हुए बेसोफिल्स के पास उपकरणों का एक अलग सेट होता है। ये कोशिकाएं उच्च स्तर के रासायनिक संकेतों को व्यक्त करती हैं जो संक्रमण की लड़ाई के बाद के चरणों में अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं, जैसे कि न्यूट्रोफिल्स और मैक्रोफेज को भर्ती करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इसका अर्थ यह है कि शरीर केवल एक सामान्य रक्षकों का समूह नहीं बना रहा है; बल्कि, यह एक ही प्रकार की कोशिका के दो विशिष्ट संस्करणों का निर्माण कर रहा है, जिनमें से प्रत्येक को प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के एक विशिष्ट चरण के लिए तैयार किया गया है।
इस खोज के मानव स्वास्थ्य को समझने में भी निहितार्थ हैं। जब शोधकर्ताओं ने मानव बेसोफिल्स का परीक्षण किया, तो उन्होंने एक समान विभाजन पाया। चूहों की तरह ही, मानव बेसोफिल्स को उनके जेनेटिक सिग्नेचर के आधार पर दो अलग-अलग समूहों में विभाजित किया जा सकता था, और ये समूह चूहों में पाए गए दो अलग-अलग विकासात्मक मार्गों से मेल खाते थे। यह सुझाव देता है कि विभिन्न विकासात्मक मार्गों के माध्यम से विविध, विशिष्ट प्रतिरक्षा कोशिकाओं को उत्पन्न करने की क्षमता विभिन्न प्रजातियों में साझा एक विशेषता है। यह इस विचार को चुनौती देता है कि एक निश्चित प्रकार की सभी कोशिकाएं विनिमेय (इंटरचेंजेबल) हैं और यह सुझाव देता है कि कोशिका के विकास का इतिहास उसके कार्य पर एक स्थायी छाप छोड़ता है।
यह अध्ययन इस बात की स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है कि शरीर अपनी प्रतिरक्षा शक्तियों में विविधता कैसे उत्पन्न करता है। यह दिखाता है कि यह एक सरल, रैखिक प्रगति नहीं है बल्कि एक जटिल नेटवर्क है जहाँ कोशिकाएं दिशा बदल सकती हैं। इन दो अलग-अलग मार्गों की पहचान करके, शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि इन प्रतिरक्षा कोशिकाओं में देखी जाने वाली विषमता (हेटरोजेनिटी), या विविधता, उनके विकासात्मक इतिहास का परिणाम है। यह समझ कि कैसे वैज्ञानिक प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के बारे में सोचते हैं, इसे नया आकार दे सकती है, यह सुझाव देते हुए कि शरीर विभिन्न प्रकार के खतरों के लिए तैयार होने के लिए विभिन्न मूलों से विशेष सैनिक बनाता है। यह कार्य प्रदर्शित करता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली पहले की तुलना में कहीं अधिक गतिशील और अनुकूलन योग्य है, जो क्षण की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अपने उत्पादन लाइनों को फिर से रूट करने में सक्षम है।
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