Integrative genomic analyses reveal regional and cellular convergence between uterine fibroids and endometriosis

महिलाओं को प्रभावित करने वाली दो सबसे आम स्त्री रोग संबंधी स्थितियाँ गर्भाशय के फाइब्रॉइड (uterine fibroids) और एंडोमेट्रियोसिस (endometriosis) हैं। फाइब्रॉइड चिकनी मांसपेशियों से बने सौम्य उभार होते हैं जो गर्भाशय की दीवार के भीतर विकसित होते हैं, जिससे अक्सर भारी रक्तस्राव और दर्द होता है। एंडोमेट्रियोसिस तब होता है जब गर्भाशय के अस्तर के समान ऊतक गर्भाशय के बाहर बढ़ने लगते हैं, जिससे पुराना दर्द और बांझपन होता है। हालांकि ये स्थितियां प्रजनन प्रणाली के विभिन्न हिस्सों को प्रभावित करती हैं और सूक्ष्मदर्शी के नीचे अलग दिखती हैं, लेकिन इनमें एक आश्चर्यजनक समानता है: दोनों ही एस्ट्रोजन द्वारा संचालित होती हैं और परिवारों में होने की प्रवृत्ति रखती हैं। दशकों से, वैज्ञानिक जानते हैं कि एक महिला की आनुवंशिक संरचना दोनों स्थितियों के जोखिम को प्रभावित करती है, और ये दोनों अक्सर एक ही परिवारों में एक साथ दिखाई देती हैं। हालांकि, इस सटीक आनुवंशिक संबंध की प्रकृति एक रहस्य बनी रही। यह स्पष्ट नहीं था कि क्या ये दोनों बीमारियां एक व्यापक, सामान्य आनुवंशिक संवेदनशीलता साझा करती हैं, या क्या उनके जोखिम डीएनए के विशिष्ट, ओवरलैपिंग पॉकेट में केंद्रित हैं। इस अंतर को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह निर्धारित करता है कि क्या ये स्थितियां वास्तव में अलग-अलग स्थानों पर प्रकट होने वाली एक ही समस्या हैं, या वे अलग-अलग बीमारियां हैं जो कुछ सामान्य जोखिम कारकों को साझा करती हैं।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने हजारों महिलाओं के आनुवंशिक ब्लूप्रिंट की जांच करके इस पहेली को सुलझाने का प्रयास किया। उन्होंने एक विशाल फिनिश अध्ययन के डेटा का विश्लेषण किया जिसमें फाइब्रॉइड वाली 31,000 से अधिक और एंडोमेट्रियोसिस वाली 15,000 से अधिक महिलाओं की जानकारी शामिल थी। इन महिलाओं के डीएनए की तुलना मानव आनुवंशिक भिन्नता के एक विशाल संदर्भ पुस्तकालय से करके, वैज्ञानिक यह माप सके कि हमारे जीन के स्तर पर दोनों स्थितियों में कितना ओवरलैप है। उनके पहले प्रमुख निष्कर्ष ने उस बात की पुष्टि की जिसे कई लोग संदिग्ध मानते थे लेकिन कभी सटीक रूप से माप नहीं पाए थे: दोनों विकारों के बीच एक मध्यम, सकारात्मक आनुवंशिक संबंध है। इसका अर्थ यह है कि समान प्रकार के सामान्य आनुवंशिक परिवर्तन दोनों स्थितियों के जोखिम में योगदान करते हैं, लेकिन यह संबंध पूर्ण नहीं है; बीमारियां संबंधित हैं, फिर भी वे जुड़वां भाई-बहन की तरह एक जैसी नहीं हैं।

गहराई से जांच करने के लिए, शोधकर्ताओं ने जीनोम को हजारों छोटे, स्वतंत्र क्षेत्रों में विभाजित किया ताकि यह देखा जा सके कि ओवरलैप कहां सबसे मजबूत है। उन्होंने पाया कि साझा आनुवंशिक जोखिम पूरे जीनोम में समान रूप से फैला हुआ नहीं है। इसके बजाय, यह सोलह विशिष्ट क्षेत्रों में केंद्रित है। इन विशिष्ट क्षेत्रों में, दोनों बीमारियों के आनुवंशिक संकेत एक ही दिशा में इशारा करते हैं, जिससे पता चलता है कि डीएनए के ये पॉकेट महत्वपूर्ण केंद्र हैं जहां दोनों स्थितियां मिलती हैं। इन सोलह क्षेत्रों के बाहर, दोनों बीमारियों की आनुवंशिक संरचना काफी भिन्न हो जाती है, जिसमें प्रत्येक स्थिति के अपने स्वयं के अद्वितीय जोखिम जीन होते हैं। यह निष्कर्ष इस विचार का खंडन करता है कि दोनों बीमारियां एक एकल, समान आनुवंशिक तंत्र द्वारा संचालित होती हैं। इसके बजाय, वे विशिष्ट स्थानों में साझा कमजोरियों और अन्य स्थानों पर विशिष्ट, बीमारी-विशिष्ट कारकों का मिश्रण प्रतीत होती हैं।

अध्ययन ने फिर इन सोलह साझा क्षेत्रों के भीतर स्थित जीनों पर ध्यान केंद्रित किया। उन जीनों के माध्यम से आनुवंशिक संकेतों को समूहीकृत करने की एक विधि का उपयोग करते हुए, जो वे प्रभावित करते हैं, शोधकर्ताओं ने दस विशिष्ट जीनों की पहचान की जो फाइब्रॉइड और एंडोमेट्रियोसिस दोनों से महत्वपूर्ण रूप से जुड़े थे। इन दस में से सात जीन पहले पहचाने गए सोलह उच्च-जोखिम वाले क्षेत्रों के भीतर पाए गए, जिससे एक मजबूत, अभिसरण संकेत बना। ये जीन हार्मोन सिग्नलिंग और प्रजनन ऊतकों के विकास जैसी प्रक्रियाओं में शामिल हैं। महत्वपूर्ण रूप से, शोधकर्ताओं ने पाया कि जबकि ये दस जीन साझा हैं, प्रत्येक बीमारी को संचालित करने वाले अधिकांश जीन उस विशिष्ट स्थिति के लिए अद्वितीय हैं। 137 जीन केवल फाइब्रॉइड से जुड़े थे और 28 केवल एंडोमेट्रियोसिस से जुड़े थे, जो इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि हालांकि बीमारियां एक आधार साझा करती हैं, लेकिन वे बहुत अलग संरचनात्मक आधारों पर निर्मित हैं।

यह समझने के लिए कि ये साझा जीन वास्तव में शरीर के भीतर क्या कर रहे हैं, टीम ने अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं में उनके व्यवहार का अध्ययन किया। उन्होंने सिंगल-सेल अध्ययनों के डेटा का विश्लेषण किया, जो वैज्ञानिकों को ऊतकों के मिश्रण के बजाय व्यक्तिगत कोशिकाओं में जीन गतिविधि देखने की अनुमति देते हैं। इस विश्लेषण से पता चला कि साझा आनुवंशिक जोखिम स्ट्रोमल कोशिकाओं (stromal cells) में अत्यधिक केंद्रित है। ये संयोजी ऊतक कोशिकाएं हैं जो अंगों के लिए संरचनात्मक ढांचा प्रदान करती हैं और इस बात में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं कि ऊतक हार्मोन के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। निष्कर्ष बताते हैं कि फाइब्रॉइड और एंडोमेट्रियोसिस के बीच का साझा सूत्र हार्मोन-प्रतिक्रियाशील संयोजी ऊतकों में एक साझा संवेदनशीलता है। जबकि फाइब्रॉइड अपनी चिकनी मांसपेशियों की सामग्री के लिए जाने जाते हैं और एंडोमेट्रियोसिस अपने सूजन संबंधी स्वभाव के लिए, आनुवंशिक डेटा बताता है कि स्ट्रोमल कोशिकाएं वह साझा आधार हैं जहां दोनों स्थितियों का जोखिम उत्पन्न होता है।

अंत में, शोधकर्ताओं ने इन साझा क्षेत्रों के भीतर विशिष्ट डीएनए विविधताओं की जांच की ताकि यह देखा जा सके कि क्या एक एकल आनुवंशिक परिवर्तन दोनों बीमारियों के जोखिम की व्याख्या कर सकता है। उन्होंने पाया कि तस्वीर अधिक जटिल है। कई प्रमुख क्षेत्रों में, आनुवंशिक संकेत एक एकल उत्परिवर्तन (mutation) के कारण नहीं, बल्कि कई, निकटता से जुड़े विविधताओं के एक समूह के कारण है। यह एलीलिक जटिलता (allelic complexity) दर्शाती है कि दोनों बीमारियों के बीच के संबंध को "एक जीन, दो बीमारियां" के सरल मॉडल तक सीमित नहीं किया जा सकता है। आनुवंशिक संरचना जटिल है, जिसमें विभिन्न संयोजनों के वेरिएंट्स ऐसे तरीकों से जोखिम में योगदान करते हैं जिन्हें आगे के अध्ययन के बिना सुलझाना कठिन है।

संक्षेप में, यह शोध गर्भाशय के फाइब्रॉइड और एंडोमेट्रियोसिस के बीच के संबंध की एक सूक्ष्म तस्वीर पेश करता है। वे एक ही बीमारी नहीं हैं, न ही वे पूरी तरह से असंबंधित हैं। वे एक मध्यम आनुवंशिक संबंध साझा करते हैं जो जीनोम के विशिष्ट क्षेत्रों में केंद्रित है और हार्मोन-प्रतिक्रियाशील संयोजी ऊतक की जीव विज्ञान पर आधारित है। हालांकि, यह साझा संवेदनशीलता एक बड़ी मात्रा में अद्वितीय आनुवंशिक संरचना के साथ आती है जो प्रत्येक स्थिति को अलग से परिभाषित करती है। अध्ययन ने एक स्पष्ट मानचित्र प्रदान किया है कि ये दोनों सामान्य विकार कहां ओवरलैप होते हैं और कहां अलग होते हैं, जो भविष्य के अनुसंधान के लिए एक आधार प्रदान करता है ताकि प्रत्येक बीमारी को चलाने वाले विशिष्ट जैविक तंत्रों को समझा जा सके। साझा स्ट्रोमल संदर्भ और अभिसरण के विशिष्ट क्षेत्रों की पहचान करके, वैज्ञानिकों के पास अब इन स्थितियों के विकास और भविष्य में इनके उपचार को समझने के लिए एक अधिक सटीक लक्ष्य है।