CXCL12+ Adipose Stem Cells Enhance Fat Graft Vascularization by Recruiting Endothelial Progenitors
CXCL12-ओवरएक्सप्रेसिंग एडिपोज़-डिराइव्ड स्टेम सेल का सह-प्रत्यारोपण एक कीमोटैक्टिक माइक्रोएनवायरनमेंट बनाकर ऑटोलॉगस फैट ग्राफ्ट के अस्तित्व को बढ़ाता है जो नेओवैस्कुलराइजेशन को बढ़ावा देने और ग्राफ्ट रिज़ोर्प्शन को कम करने के लिए एंडोथेलियल प्रोजेनिटर सेल्स को भर्ती करता है।
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सर्जन लंबे समय से मानव शरीर को नया आकार देने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण रखते आए हैं: रोगी की अपनी वसा (fat) को एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में ले जाने की क्षमता। इस तकनीक को 'ऑटोलॉगस फैट ग्राफ्टिंग' के रूप में जाना जाता है, जिसे इसकी खूबी के कारण सराहा जाता है क्योंकि यह ऊतक प्राकृतिक, सुरक्षित और आसानी से उपलब्ध होते हैं। हालाँकि, इस प्रक्रिया में एक निराशाजनक कमी है। एक बार वसा स्थानांतरित होने के बाद, इसका एक बड़ा हिस्सा अक्सर मर जाता है। रक्त की तत्काल आपूर्ति के बिना, ग्राफ्ट किए गए सेल भूखे रह जाते हैं, जिससे अप्रत्याशित परिणाम मिलते हैं जहाँ शरीर ऊतक को फिर से अवशोषित कर लेता है या यह निशान ऊतक (scar tissue) और सिस्ट में बदल जाता है। वसा को बचाने की कुंजी गति में निहित है; नए ऊतक को शरीर की रक्त आपूर्ति से लगभग तुरंत जुड़ना चाहिए। इसे हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने स्टेम सेल्स (stem cells) की ओर देखा है, जो शरीर की मरम्मत करने वाली टीम हैं, इस उम्मीद में कि वे आवश्यक रक्त वाहिकाएं बनाने में मदद कर सकते हैं। फिर भी, केवल स्टेम सेल्स को जोड़ना हमेशा पर्याप्त नहीं रहा है, और वाहिकाएं बनाने के लिए अन्य विशिष्ट कोशिकाओं का उपयोग करना कठिन साबित हुआ है क्योंकि इन कोशिकाओं को उनकी कार्यक्षमता खोए बिना प्रयोगशाला में उगाना मुश्किल होता है।
शंघाई जनरल अस्पताल और शंघाई यूनिवर्सिटी ऑफ मेडिसिन एंड हेल्थ साइंसेज के शोधकर्ताओं द्वारा प्रकाशित एक अध्ययन में, इन बाधाओं को दूर करने के लिए एक नई रणनीति का परीक्षण किया गया। टीम ने शरीर में एक विशिष्ट रासायनिक संकेत पर ध्यान केंद्रित किया जिसे CXCL12 कहा जाता है, जिसे SDF-1α के रूप में भी जाना जाता है। यह अणु एक संकेत (beacon) की तरह कार्य करता है, जो बोन मैरो में पाए जाने वाले और रक्त में संचारित होने वाले एक विशिष्ट प्रकार के स्टेम सेल को बुलाता है, जिसे एंडोथेलियल प्रोजेनिटर सेल (endothelial progenitor cell) कहा जाता है। ये प्रोजेनर कोशिकाएं वे कच्चा माल हैं जिनका उपयोग शरीर नई रक्त वाहिकाएं बनाने के लिए करता है। शोधकर्ताओं ने परिकल्पना की कि यदि वे फैट ग्राफ्ट को स्वयं एक मजबूत, निरंतर संकेत उत्सर्जित करने के लिए प्रेरित कर सकें, तो यह उन वाहिका बनाने वाली कोशिकाओं को सीधे उस स्थान पर खींच लेगा जहाँ वसा रखा गया है, जिससे उपचार की प्रक्रिया तेज हो जाएगी।
इस विचार का परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने मानव दाताओं से वसा कोशिकाएं लीं और उनके भीतर मौजूद स्टेम सेल्स को अलग किया। फिर उन्होंने इन स्टेм सेल्स को संशोधित करने के लिए एक मानक प्रयोगशाला तकनीक का उपयोग किया ताकि वे CXCL12 संकेत की प्रचुर मात्रा में उत्पादन कर सकें। उन्होंने चूहों पर एक प्रयोग के लिए चार अलग-अलग मिश्रण तैयार किए। पहले मिश्रण में वह वसा शामिल था जिसे मदद के लिए पुकारने वाले संशोधित स्टेम सेल्स के साथ मिलाया गया था। दूसरे और तीसरे मिश्रण में वसा के साथ ऐसे स्टेम सेल्स थे जो या तो अनमॉडिफाइड थे या एक हानिरहित खाली कंटेनर के साथ संशोधित थे, जो नियंत्रण (controls) के रूप में कार्य कर रहे थे। चौथे मिश्रण में केवल वसा के साथ एक तरल घोल था, जो बिना किसी अतिरिक्त कोशिकाओं के मानक प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करता था। इन मिश्रणों को चूहों की त्वचा के नीचे इंजेक्ट किया गया ताकि फैट ग्राफ्ट का अनुकरण किया जा सके।
परिणामों ने दिखाया कि संशोधित कोशिकाएं ठीक वैसे ही काम करती हैं जैसा कि शोधकर्ताओं को उम्मीद थी। उस समूह में जिसे संकेत उत्पन्न करने वाले स्टेम सेल्स के साथ मिश्रित वसा प्राप्त हुआ, इंजेक्शन साइट पर CXCL2 सिग्नल का स्तर ऊंचा बना रहा। इस मजबूत संकेत ने सफलतापूर्वक चूहों के रक्तप्रवाह से एंडोथेलियल प्रोजेनर कोशिकाओं की अधिक संख्या को ग्राफ्ट क्षेत्र की ओर खींचा, जो अन्य समूहों की तुलना में अधिक था। क्योंकि ये वाहिका बनाने वाली कोशिकाएं अधिक संख्या में पहुंचीं, इसलिए फैट ग्राफ्ट्स ने अन्य ग्राफ्ट्स की तुलना में बहुत पहले ही सूक्ष्म रक्त वाहिकाओं का एक घना नेटवर्क विकसित कर लिया। जब तक शोधकर्ताओं ने तीन महीने बाद ग्राफ्ट की जांच की, अंतर स्पष्ट था। जिन फैट ग्राफ्ट्स को संकेत उत्पन्न करने वाले स्टेम सेल्स मिले थे, उन्होंने अपने मूल आयतन का 71.8 प्रतिशत बरकरार रखा। इसके विपरीत, बिना किसी विशेष मदद के मानक फैट ग्राफ्ट्स ने केवल 35.3 प्रतिशत ही बरकरार रखा। संशोधित कोशिकाओं वाले ग्राफ्ट सूक्ष्मदर्शी के नीचे बहुत स्वस्थ भी दिखाई दिए, जिसमें बहुत कम निशान या मृत ऊतक के साथ सुव्यवस्थित वसा संरचनाएं देखी गईं, जबकि नियंत्रण समूहों में ऊतक मृत्यु और फाइब्रोसिस के महत्वपूर्ण लक्षण दिखाई दिए।
अध्ययन का सुझाव है कि यह विधि एक कठिन समस्या के लिए एक चतुर समाधान प्रदान करती है। वाहिका बनाने वाली कोशिकाओं को सीधे उगाने और प्रत्यारोपित करने के बजाय—एक ऐसी प्रक्रिया जो अक्सर उन्हें कमजोर कर देती है—शोधकर्ताओं ने स्वाभाविक रूप से उन्हें बुलाने के लिए वसा के अपने ही स्टेम सेल्स का उपयोग किया। संशोधित स्टेम सेल्स ने एक स्थानीय भर्ती केंद्र के रूप में कार्य किया, जो शरीर के अपने परिसंचरण से आवश्यक सहायकों को ठीक उसी समय और स्थान पर खींच लाया जहाँ उनकी आवश्यकता थी। इस दृष्टिकोण ने फैट ग्राफ्ट को तेजी से रक्त आपूर्ति स्थापित करने की अनुमति दी, जिससे उसका अस्तित्व सुरक्षित हो गया। हालांकि शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि यह तकनीक अभी भी प्रयोगात्मक चरण में है और मानव उपयोग के लिए तैयार नहीं है, लेकिन निष्कर्ष एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करते हैं। स्टेम सेल्स को एक संकेत (beacon) के रूप में कार्य करने के लिए इंजीनियर करके, फैट ग्राफ्टिंग को एक बहुत अधिक विश्वसनीय और अनुमानित प्रक्रिया बनाना संभव हो सकता है, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि ऊतक अपने नए घर में जीवित रहे और फले-फूले।
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