A Reproductive Stromal Cell Model Reveals Non-Canonical Foot-and-Mouth Disease Virus Tropism in Cattle
यह अध्ययन बोवाइन गर्भाशय मेसेनकाइमल स्ट्रोमल कोशिकाओं (विशेष रूप से eMSC-4H लाइन) को फुट-एंड-माउथ डिजीज वायरस के लिए एक नवीन, गैर-कैनोनिकल लक्ष्य के रूप में पहचानता है, जो यह प्रदर्शित करता है कि संवेदनशीलता केवल कैनोनिकल इंटीग्रिन रिसेप्टर्स के बजाय JMJD6 अभिव्यक्ति जैसे अद्वितीय कारकों पर निर्भर करती है।
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खुरपका और मुंह का रोग (फुट-एंड-माउथ डिजीज) पशुधन का एक कुख्यात शत्रु है, जो मवेशियों, सूअरों और भेड़ों के झुंडों में भयानक गति से फैलने में सक्षम है। इसे फैलाने वाला वायरस, जिसे FMDV के रूप में जाना जाता है, आक्रमण का एक उस्ताद है, लेकिन वैज्ञानिक लंबे समय से यह मानते रहे हैं कि यह मुख्य रूप से त्वचा और आंतरिक अंगों की रेखा बनाने वाली कोशिकाओं की बाहरी परतों को निशाना बनाता है, ठीक वैसे ही जैसे कोई चोर सामने के दरवाजे का ताला खोलने की कोशिश करता है। सतह की कोशिकाओं पर इस ध्यान ने इस बात की हमारी समझ को आकार दिया है कि यह बीमारी जानवर के शरीर में कैसे चलती है। हालाँकि, जानवर जटिल पारिस्थितिकी तंत्र हैं, और उन बाहरी परतों के नीचे सहायक कोशिकाओं का एक नेटवर्क होता है जिन्हें स्ट्रोमल कोशिकाएं कहा जाता है। ये कोशिकाएं ऊतकों के लिए मचान और रखरखाव दल के रूप में कार्य करती हैं, जिससे क्षति को ठीक करने और प्रतिरक्षा प्रणाली को विनियमित करने में मदद मिलती है। वर्षों तक, यह माना जाता था कि ये गहरी सहायक कोशिकाएं वायरस से सुरक्षित हैं, लेकिन नया शोध बताता है कि वायरस पहले की तुलना में कहीं अधिक बहुमुखी हो सकता है, जो प्रजनन प्रणाली के भीतर अप्रत्याशित स्थानों में अपनी पकड़ बनाने में सक्षम है।
स्पेन के 'नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर एग्रीकल्चरल एंड फूड रिसर्च एंड टेक्नोलॉजी' के शोधकर्ताओं के एक दल ने गायों के प्रजनन ऊतकों पर बारीकी से नज़र रखकर इस संभावना का परीक्षण करने का निर्णय लिया। उन्होंने गर्भाशय में पाई जाने वाली एक विशिष्ट प्रकार की सहायक कोशिका पर ध्यान केंद्रित किया, जिसे मेसेनकाइमल स्ट्रोमल सेल के रूप में जाना जाता है। ये कोशिकाएं गर्भाशय के स्वास्थ्य और गर्भावस्था के शुरुआती चरणों के लिए महत्वपूर्ण हैं, जो माँ और विकसित होते भ्रूण के बीच एक सेतु के रूप में कार्य करती हैं। वैज्ञानिकों ने इन कोशिकाओं की कई अलग-अलग लाइनें लीं, जिनमें से कुछ को प्रारंभिक भ्रूणों से विकसित किया गया था और अन्य को वयस्क गायों के गर्भाशयी अस्तर से निकाला गया था, और उन्हें फुट-एंड-माउथ डिजीज वायरस के दो अलग-अलग उपभेदों (स्ट्रेन) के संपर्क में लाया। वे यह देखना चाहते थे कि क्या वायरस इन गहरी सहायक कोशिकाओं को संक्रमित कर सकता है और यदि हाँ, तो वह इन तक कैसे पहुँचता है।
परिणामों ने संक्रमण का एक चौंकाने वाला और अप्रत्याशित पैटर्न प्रकट किया। जब शोधकर्ताओं ने विभिन्न सेल कल्चरों को वायरस से परिचित कराया, तो उनमें से अधिकांश पूरी तरह से अप्रभावित रहे, जो सूक्ष्मदर्शी के नीचे स्वस्थ और अपरिवर्तित दिखाई दिए। हालाँकि, कोशिकाओं की एक विशिष्ट लाइन, जिसे गर्भाशयी अस्तर से लिया गया था और eMSC-4H नाम दिया गया था, ने हिंसक प्रतिक्रिया दी। एक दिन के भीतर, इन कोशिकाओं ने संकट के स्पष्ट संकेत दिखाने शुरू कर दिए, वे गोल होने लगीं और उस सतह पर अपनी पकड़ खोने लगीं जिस पर वे बढ़ रही थीं। दूसरे दिन तक, वायरस ने व्यापक क्षति पहुँचा दी थी, जिससे कोशिकाओं की परत इस तरह नष्ट हो गई जैसा कि उन मानक प्रयोगशाला कोशिकाओं में देखा गया था जो इस बीमारी के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती हैं। यह एक महत्वपूर्ण खोज थी क्योंकि इसने सिद्ध किया कि वायरस न केवल इन गहरी सहायक कोशिकाओं में प्रवेश कर सकता है, बल्कि उनके भीतर सफलतापूर्वक प्रतिकृति (रेप्लिकेशन) भी बना सकता है, जिससे एक एकल कोशिका प्रकार को नए वायरस कणों के कारखाने में बदल दिया गया।
यह समझने के लिए कि क्यों केवल यह एक समूह पीड़ित हुआ जबकि इसके पड़ोसी सुरक्षित रहे, वैज्ञानिकों ने उन आणविक उपकरणों की जांच की जिनका उपयोग कोशिकाएं अपने वातावरण के साथ बातचीत करने के लिए करती हैं। उन्होंने विशिष्ट रिसेप्टर्स की तलाश की, जो कोशिका की सतह पर डॉकिंग स्टेशन की तरह होते हैं जिनका उपयोग वायरस जुड़ने और प्रवेश करने के लिए करते हैं। उन्होंने पाया कि संवेदनशील और प्रतिरोधी दोनों कोशिकाओं में कई समान डॉकिंग स्टेशन थे, जिसमें अल्फा-वी-बीटा-6 नामक एक सामान्य रिसेप्टर भी शामिल था। इसका मतलब था कि केवल इस रिसेप्टर का होना ही कोशिका को असुरक्षित बनाने के लिए पर्याप्त नहीं था। मुख्य अंतर JMJD6 नामक एक विशिष्ट प्रोटीन में था, जो केवल संवेदनशील गर्भाशयी कोशिकाओं में उच्च मात्रा में मौजूद था। शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि प्रतिरोधी कोशिकाओं में यह प्रोटीन पूरी तरह से अनुपस्थित था। यह सुझाव देता है कि वायरस को सफल होने के लिए कारकों के एक बहुत ही विशिष्ट संयोजन की आवश्यकता होती है, और इन गर्भाशयी कोशिकाओं के मामले में, JMJD6 की उपस्थिति वह लापता कड़ी प्रतीत होती है जो वायरस को अपना प्रवेश पूरा करने की अनुमति देती है।
जांच केवल सही चाबियों की पहचान करने तक ही सीमित नहीं थी; टीम यह भी जानना चाहती थी कि वायरस ने दरवाजा कैसे खोला। उन्होंने यह परीक्षण किया कि क्या वायरस कोशिका में प्रवेश करने के लिए सामान्य मार्गों का उपयोग करता है, जैसे कि कोशिका झिल्ली में कोलेस्ट्रॉल या कोशिका के आंतरिक कंकाल की गति से जुड़े मार्ग। जब उन्होंने इन सामान्य मार्गों को अवरुद्ध किया, तब भी वायरस अंदर घुसने में सफल रहा। हालाँकि, जब उन्होंने विशिष्ट रासायनिक संकेतों से जुड़े एक अलग, कम सामान्य मार्ग को रोकने के लिए जिन्स्टीन (genistein) नामक पदार्थ का उपयोग किया, तो संक्रमण काफी कम हो गया। यह इंगित करता है कि वायरस इन गर्भाशयी कोशिकाओं में आक्रमण करने के लिए एक अद्वितीय, गैर-मानक मार्ग का उपयोग करता है, जो एक विशिष्ट प्रकार के कोशिकीय ग्रहण (सेलुलर अपटेक) पर निर्भर करता है जो त्वचा या आंत की कोशिकाओं को संक्रमित करने के तरीके से भिन्न है।
ये निष्कर्ष फुट-एंड-माउथ डिजीज के बारे में हमारी समझ को नया रूप देते हैं कि यह एक संक्रमित जानवर के भीतर कहाँ छिप सकता है और फैल सकता है। यह तथ्य कि वायरस गर्भाशयी अस्तर में प्रतिकृति बना सकता है, जो प्रजनन और प्रतिरक्षा नियमन के लिए एक महत्वपूर्ण ऊतक है, नए प्रश्न खड़े करता है। यह बताता है कि वायरस प्रजनन पथ में अपनी जगह बना सकता है, जो संभावित रूप से जीवित रहने या नए मेजबानों तक जाने के लिए इन सहायक कोशिकाओं का उपयोग कर सकता है। हालाँकि यह अध्ययन यह सिद्ध नहीं करता है कि जीवित जानवरों में ऐसा होता है, लेकिन यह प्रदर्शित करता है कि वायरस में ऐसा करने की क्षमता है। यह उजागर करते हुए कि वायरस इन विशिष्ट सहायक कोशिकाओं को लक्षित करने के लिए संक्रमण के सामान्य नियमों को दरकिनार कर सकता है, यह शोध वायरस और मेजबान के बीच के युद्ध की जटिलता को दर्शाता है, जो दिखाता है कि दुश्मन उन वातावरणों में अनुकूल होने में सक्षम है जिन्हें वैज्ञानिक कभी सुरक्षित मानते थे।
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