Pooled Human BM-MSCs and Hyaluronic Acid Restore Disc Matrix Homeostasis and Histological Architecture in a Rat Disc Degeneration Model of Lower Back Pain

मानव रीढ़ की हड्डी हड्डियों का एक अद्भुत ढेर है, लेकिन प्रत्येक कशेरुका (vertebra) के बीच एक कोमल, कुशन जैसी संरचना होती है जिसे इंटरवर्टेब्रल डिस्क कहा जाता है। ये डिस्क शॉक एब्जॉर्बर (आघात अवशोषक) के रूप में कार्य करती हैं, जिससे रीढ़ को झुकने और मुड़ने की अनुमति मिलती है और साथ ही इसके भीतर की तंत्रिकाओं की रक्षा भी होती है। समय के साथ, या किसी चोट के बाद, ये कुशन घिस सकते हैं। इनका जेल जैसा केंद्र, जो सामान्यतः डिस्क को फूला हुआ और कार्यात्मक बनाए रखने के लिए पानी को थामे रखता है, सूखने और सिकुड़ने लगता है। इस जेल को बनाए रखने वाली कोशिकाएं अपना काम करने की क्षमता खो देती हैं, और ऊतक अक्सर सख्त और दागदार हो जाते हैं, जिसे डिस्क डिजनरेशन (डिस्क का क्षय) नामक स्थिति कहा जाता है। यह प्रक्रिया पुराने निचले पीठ दर्द का एक प्रमुख कारण है, जो लाखों लोगों को प्रभावित करती है और दैनिक जीवन को गंभीर रूप से सीमित कर सकती है। हालांकि डॉक्टरों के पास दर्द को प्रबंधित करने के कई तरीके हैं, जैसे कि दवा या सर्जरी, लेकिन बहुत कम उपचार वास्तव में क्षति को रोकते हैं या डिस्क को स्वयं ठीक होने में मदद करते हैं। वैज्ञानिक इस बात की खोज कर रहे हैं कि क्या जीवित कोशिकाओं, विशेष रूप से मेसेनकाइमल स्ट्रोमल कोशिकाओं (mesenchymal stromal cells) के रूप में जानी जाने वाली कोशिकाओं का उपयोग इन क्षतिग्रस्त डिस्क की मरम्मत के लिए किया जा सकता है, लेकिन एक सुसंगत और प्रभावी उपचार बनाना कठिन रहा है।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक विशिष्ट रणनीति का परीक्षण करने के लिए एक प्रयोग किया ताकि वे देख सकें कि क्या वे एक जीवित मॉडल में इस क्षति को उलट सकते हैं। उन्होंने स्टेम्प्यूसेल (Stempeucel) नामक एक थेरेपी पर ध्यान केंद्रित किया, जो मानव अस्थि मज्जा (bone marrow) कोशिकाओं के मिश्रण को हयालूरोनिक एसिड (hyaluronic acid) नामक जेल जैसे पदार्थ के साथ जोड़ती है। विचार यह था कि इस मिश्रण को सीधे एक क्षतिग्रस्त डिस्क में इंजेक्ट किया जाए ताकि यह देखा जा सके कि क्या यह ऊतक की प्राकृतिक संरचना को बहाल कर सकता है और दर्द को रोक सकता है। इसे करने के लिए, उन्हें पहले प्रयोगशाला सेटिंग में मानव स्थिति की नकल करने वाले एक विश्वसनीय तरीके से एक क्षतिग्रस्त डिस्क बनाने की आवश्यकता थी। विभिन्न उपकरणों के परीक्षण के बाद, उन्होंने निर्धारित किया कि एक मानक 22-गेज की सुई चूहे की निचली पीठ की डिस्क में छेद करने के लिए सही आकार थी। यह सुई आवश्यक चोट पहुँचाने के लिए पर्याप्त बड़ी थी ताकि क्षय (degeneration) का अनुकरण किया जा सके, लेकिन इतनी छोटी भी थी कि अत्यधिक, अनियंत्रित क्षति या उपचार सामग्री का रिसाव न हो। उन्होंने इस पद्धति का उपयोग चूहों में डिस्क डिजनरेशन का मॉडल बनाने के लिए किया, जिससे उसी प्रकार का ऊतक क्षय और निशान (scarring) उत्पन्न हुआ जो मनुष्यों में देखा जाता है।

एक बार जब चोट स्थापित हो गई, तो शोधकर्ताओं ने जानवरों को विभिन्न समूहों में विभाजित किया। कुछ चूहों को कोई उपचार नहीं दिया गया, कुछ को केवल जेल वाहक (gel carrier) दिया गया, और अन्य को तीन अलग-अलग स्तरों पर सेल थेरेपी दी गई: 5 मिलियन, 10 मिलियन, या 15 मिलियन कोशिकाएं। कोशिकाएं एक विशेष "पूल की गई" (pooled) मिश्रण थीं, जिसका अर्थ है कि उन्हें तीन अलग-अलग स्वस्थ मानव दाताओं से एकत्र किया गया और मिलाया गया था। यह दृष्टिकोण यह सुनिश्चित करने के लिए चुना गया था कि कोशिकाएं लगातार काम करें, न कि केवल एक व्यक्ति की कोशिकाओं पर निर्भर रहें, जिसकी गुणवत्ता भिन्न हो सकती है। शोधकर्ताओं ने बारह सप्ताह की अवधि तक जानवरों की निगरानी की, न केवल सूक्ष्मदर्शी के नीचे डिस्क कैसी दिखती है, बल्कि यह भी देखा कि जानवर कैसे चलते हैं और उन्हें दर्द कैसे महसूस होता है। उन्होंने गर्म प्रकाश से अपनी पूंछ को कितनी जल्दी दूर खींचते हैं या अपने पंजों पर हल्के दबाव के प्रति उनकी प्रतिक्रिया क्या होती है, इसका अवलोकन करके दर्द को मापा। उन्होंने जानवरों के चलने के पैटर्न का भी विश्लेषण किया ताकि यह देखा जा सके कि उपचार के प्रभाव के साथ उनके समन्वय (coordination) में सुधार हुआ या नहीं।

परिणामों ने दिखाया कि उपचार ने काम किया, विशेष रूप से जब उच्च खुराक का उपयोग किया गया। बारह सप्ताह के अध्ययन के अंत तक, उच्च खुराक वाली सेल थेरेपी प्राप्त करने वाले चूहों में दर्द में महत्वपूर्ण कमी और सामान्य चलने के पैटर्न की वापसी देखी गई। जब शोधकर्ताओं ने सूक्ष्मदर्शी के नीचे डिस्क की जांच की, तो उन्होंने देखा कि उपचारित डिस्क अनुपचारित डिस्क की तुलना में बहुत स्वस्थ दिख रही थीं। ऊतक ने अपनी संरचना को पुनः प्राप्त कर लिया था, और कोशिकाओं ने डिस्क को स्वस्थ रखने के लिए आवश्यक बिल्डिंग ब्लॉक्स, जैसे कि प्रोटीन जो पानी को थामे रखते हैं और ऊतक को नरम रखते हैं, का उत्पादन करना शुरू कर दिया था। महत्वपूर्ण रूप से, उपचार ने उस निशान और सख्त होने को उलटने में मदद की जो आमतौर पर चोट के बाद होता है। उपचारित डिस्क की कोशिकाएं फिर से स्वस्थ कार्टिलेज कोशिकाओं की तरह व्यवहार करने लगीं, जिससे डिस्क के मूल को पुनर्गठित करने के लिए आवश्यक सामग्री का उत्पादन हुआ। इसके विपरीत, अनुपचारित जानवरों की डिस्क क्षतिग्रस्त बनी रहीं, जिसमें निरंतर निशान और स्वस्थ जेल जैसी सामग्री की हानि के संकेत मिले।

महत्वपूर्ण रूप से, अध्ययन ने यह भी देखा कि क्या उपचार से शरीर के बाकी हिस्सों को कोई नुकसान हुआ। शोधकर्ताओं ने उपचारित जानवरों के मस्तिष्क, हृदय, फेफड़े, यकृत, गुर्दे और अन्य अंगों की जांच की और क्षति या असामान्यता के कोई संकेत नहीं पाए। कोशिकाएं वहीं रहीं जहाँ उन्हें इंजेक्ट किया गया था और उन्होंने कहीं और कोई समस्या पैदा नहीं की। यह सुझाव देता है कि थेरेपी सुरक्षित है और शरीर में विषाक्त प्रतिक्रिया उत्पन्न नहीं करती है। निष्कर्ष बताते हैं कि मानव कोशिकाओं के मिश्रण को एक सहायक जेल के साथ मिलाने से एक क्षतिग्रस्त डिस्क को स्वयं ठीक होने में मदद मिल सकती है, जिससे उसका आकार और कार्य बहाल हो जाता है और दर्द कम हो जाता है। हालांकि यह अध्ययन चूहों में किया गया था और शोधकर्ता नोट करते हैं कि मनुष्यों में इसका परीक्षण करने से पहले बड़े पशु मॉडल की आवश्यकता होगी, फिर भी परिणाम एक आशाजनक मार्ग प्रदान करते हैं। यह कार्य यह प्रदर्शित करता है कि न केवल टूटी हुई डिस्क के लक्षणों का प्रबंधन करना संभव है, बल्कि शरीर को अंतर्निहित क्षति की मरम्मत करने के लिए प्रोत्साहित करना भी संभव है, जो एक ऐसे भविष्य की आशा प्रदान करता है जहाँ डिस्क के घिसावट के कारण होने वाले निचले पीठ दर्द का इलाज रीढ़ को स्वयं ठीक होने में मदद करके किया जा सकता है।