Distinct cortical immune-signaling profiles in autism spectrum disorder and severe mental illness

मानव मस्तिष्क एक अलग अंग नहीं है; यह शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ एक निरंतर, शांत संवाद में रहता है। जबकि हम अक्सर प्रतिरक्षा को रक्त में संक्रमण से लड़ने वाली रक्षा शक्ति के रूप में देखते हैं, मस्तिष्क के पास इस प्रणाली का अपना संस्करण है। मस्तिष्क के भीतर विशेष कोशिकाएं पहरेदारों के रूप में कार्य करती हैं, जो सूजन (इन्फ्लेमेशन) को प्रबंधित करने, क्षति की मरम्मत करने और विकास के दौरान मस्तिष्क के कनेक्शन बनाने में मदद करने के लिए साइटोकिन्स नामक रासायनिक संकेत जारी करती हैं। जब यह संचार गलत हो जाता है, तो यह क्रोनिक, निम्न-स्तरीय सूजन की स्थिति की ओर ले जा सकता है, जिसके बारे में शोधकर्ताओं का संदेह है कि यह कई गंभीर मस्तिष्क स्थितियों में भूमिका निभाता है। इनमें से दो सबसे प्रमुख हैं ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर, एक न्यूरोडेवलपमेंटल स्थिति जो लोगों के दुनिया से जुड़ने के तरीके को प्रभावित करती है, और सिज़ोफ्रेनिया और बाइपोलर डिसऑर्डर जैसी गंभीर मानसिक बीमारियाँ, जिनमें सोचने और मनोदशा में गहरा व्यवधान शामिल होता है। वर्षों से, वैज्ञानिक इस बात पर विचार कर रहे थे कि क्या ये बहुत अलग स्थितियाँ एक ही सामान्य मूल कारण साझा कर सकती हैं: एक मस्तिष्क जो सूजन की अवस्था में फंसा हुआ है। यदि ऐसा होता, तो यह सुझाव देता कि एक ही जैविक तंत्र दोनों को संचालित करता है, जो संभावित रूप से सभी के लिए एक ही प्रकार के उपचार की ओर इशारा करता है।

इस विचार का परीक्षण करने के लिए, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस की शोधकर्ताओं की एक टीम ने निर्णय लिया कि वे रक्त परीक्षणों या सिद्धांतों पर निर्भर रहने के बजाय सीधे मस्तिष्क के ऊतकों (टिश्यू) को देखेंगी। उन्होंने एक विशिष्ट क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित किया जिसे सुपीरियर टेम्पोरल गाइरस कहा जाता है, जो ध्वनि और सामाजिक संपर्क को संसाधित करने में शामिल एक क्षेत्र है, जो ऑटिज्म और गंभीर मानसिक बीमारी दोनों में अक्सर परिवर्तित होता है। टीम ने उन बहत्तर लोगों के मस्तिष्क के नमूनों को एकत्र किया जिन्होंने विज्ञान के लिए अपने शरीर दान किए थे। इस समूह में उन उन सत्ताईस लोगों को शामिल किया गया जिनका कोई मनोरोग इतिहास नहीं था, सत्रह लोग जिन्हें ऑटिज्म का निदान किया गया था, और छब्बीस लोग जिन्हें गंभीर मानसिक बीमारी का निदान किया गया था, जिसमें सिज़ोफ्रेनिया, बाइपोलर डिसऑर्डर और संबंधित स्थितियाँ शामिल थीं। एक संवेदनशील तकनीक का उपयोग करते हुए जो एक साथ दर्जनों प्रोटीन को माप सकती है, शोधकर्ताओं ने इन मस्तिष्क नमूनों में अड़तालीस अलग-अलग प्रतिरक्षा-संबंधी रसायनों का विश्लेषण किया। वे एक विशिष्ट पैटर्न की तलाश में थे: एक साझा "हस्ताक्षर" (सिग्नेचर) वाली सूजन, जो ऑटिज्म समूह और गंभीर मानसिक बीमारी समूह दोनों में दिखाई दे, जो एक सामान्य सूजन की स्थिति के सिद्धांत की पुष्टि करे।

हालाँकि, उन्हें जो मिला वह एक साझा हस्ताक्षर नहीं, बल्कि दो अलग और विपरीत कहानियाँ थीं। ऑटिज्म वाले व्यक्तियों के मस्तिष्क के ऊतकों ने प्रतिरक्षा गतिविधि का एक बहुत ही विशिष्ट पैटर्न दिखाया। यह एक सामान्य, व्यापक सूजन नहीं थी जो प्रतिरक्षा प्रणाली के हर हिस्से को प्रभावित करती हो। इसके बजाय, परिवर्तन IL-1 नामक प्रोटीन से संबंधित सिग्नलिंग अणुओं के एक विशेष परिवार पर केंद्रित थे। ऑटिज्म समूह में, IL-1α, IL-18 और FLT-3L नामक एक ग्रोथ फैक्टर का स्तर स्वस्थ नियंत्रणों और गंभीर मानसिक बीमारी समूह दोनों की तुलना में काफी अधिक था। शोधकर्ताओं ने M-CSF का बढ़ा हुआ स्तर भी पाया, जो मस्तिष्क में प्रतिरक्षा कोशिकाओं के रखरखाव में सहायता करने वाले प्रोटीन का एक रूप है। यह संयोजन बताता है कि ऑटिज्म में, मस्तिष्क केवल सूजन से ग्रस्त नहीं है; यह प्रतिरक्षा कोशिकाओं के विकास और रखरखाव का समर्थन करने वाले विशिष्ट मार्गों को सक्रिय रूप से संलग्न कर रहा है, साथ ही एक लक्षित सूजन संबंधी प्रतिक्रिया भी दे रहा है। यह एक अराजक, सामान्य आग के बजाय एक चयनात्मक, संगठित परिवर्तन है।

इसके विपरीत, गंभीर मानसिक बीमारी समूह के मस्तिष्क के ऊतकों ने एक अलग कहानी सुनाई। इस समूह में ऑटिज्म में देखे गए IL-1 परिवार के प्रोटीनों का व्यापक स्तर नहीं दिखा। इसके बजाय, उनका सबसे प्रमुख अंतर ईओटाक्सिन (eotaxin) नामक एक एकल, तीव्र वृद्धि थी। जहाँ ऑटिज्म समूह में कई प्रोटीनों से जुड़े परिवर्तनों का एक जटिल जाल था, वहीं गंभीर मानसिक बीमारी समूह इस विशिष्ट मार्कर और कुछ अन्य सूक्ष्म बदलावों द्वारा परिभाषित था। जब शोधकर्ताओं ने पूरे प्रोटीन प्रोफाइल को एक साथ देखने के लिए उन्नत सांख्यिकीय विधियों का उपयोग किया, तो तीनों समूह—स्वस्थ नियंत्रण, ऑटिज्म और गंभीर मानसिक बीमारी—एक दूसरे से स्पष्ट रूप से अलग खड़े थे। डेटा ने दिखाया कि हालांकि दोनों नैदानिक समूहों में स्वस्थ मस्तिष्क की तुलना में परिवर्तित प्रतिरक्षा सिग्नलिंग थी, लेकिन उस परिवर्तन की प्रकृति मौलिक रूप से भिन्न थी। यह विचार कि ये स्थितियाँ एक ही, समान सूजन की स्थिति साझा करती हैं, साक्ष्य द्वारा खारिज कर दिया गया; इसके बजाय, प्रत्येक स्थिति का अपना अनूखा प्रतिरक्षा प्रोफाइल प्रतीत होता है।

अध्ययन ने यह भी देखा कि उम्र बढ़ने के साथ ये प्रतिरक्षा संकेत कैसे बदलते हैं। स्वस्थ मस्तिष्क में, ईओटाक्सिन और FGF-2 जैसे कुछ प्रोटीन उम्र बढ़ने के साथ एक अनुमानित तरीके से बढ़ते हैं। हालाँकि, ऑटिज्म और गंभीर मानसिक बीमारी दोनों समूहों में इस पैटर्न में व्यवधान आया। उदाहरण के लिए, स्वस्थ नियंत्रणों की तुलना में नैदानिक समूहों में ईओटाक्सिन और आयु के बीच संबंध कमजोर था। यह सुझाव देता है कि मस्तिष्क की प्रतिरक्षा प्रणाली उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के साथ कैसे परस्पर क्रिया करती है, यह इन स्थितियों में परिवर्तित हो जाता है, लेकिन फिर से, यह परिवर्तन दोनों के लिए एक जैसा नहीं है। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि उनके मस्तिष्क के ऊतकों में जो निष्कर्ष मिले, वे रक्त परीक्षणों में जो देखे जाते हैं उससे हमेशा मेल नहीं खाते। उदाहरण के लिए, जबकि रक्त अध्ययन कभी-कभी ऑटिज्म में IL-1β के उच्च स्तर दिखाते हैं, यह प्रोटीन उनके मस्तिष्क के नमूनों में मापने योग्य रूप से बहुत दुर्लभ था, और उन्होंने IL-1α के उच्च स्तर पाए। यह एक महत्वपूर्ण बिंदु को उजागर करता है: रक्त में जो होता है वह आवश्यक रूप से यह प्रतिबिंबित नहीं करता है कि मस्तिष्क के भीतर क्या हो रहा है।

अंततः, ये निष्कर्ष हमारी समझ को परिष्कृत करते हैं कि प्रतिरक्षा प्रणाली मस्तिष्क के विकारों से कैसे संबंधित है। वे पुष्टि करते हैं कि न्यूरोइम्यून सिग्नलिंग वास्तव में ऑटिज्म और गंभीर मानसिक बीमारी दोनों में परिवर्तित होती है, लेकिन वे इस धारणा को खारिज करते हैं कि यह एक साझा, जेनेरिक समस्या है। इसके बजाय, ऑटिज्म में मस्तिष्क चयनात्मक प्रतिरक्षा-कोशिका सहायता और विशिष्ट सूजन संबंधी सिग्नलिंग के मार्ग पर चल रहा है, जबकि गंभीर मानसिक बीमारी में मस्तिष्क एक अलग प्रक्षेपवक्र का अनुसरण करता है, जो ईओटाक्सिन जैसे विशिष्ट रासायनिक परिवर्तनों द्वारा चिह्नित है। ये परिणाम बताते हैं कि हालांकि प्रतिरक्षा प्रणाली इन विविध स्थितियों के लिए एक अभिसरण बिंदु है, लेकिन जिस तरह से यह गलत होती है, वह स्थिति-विशिष्ट है। यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि इसका तात्पर्य है कि सामान्य सूजन को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया उपचार सभी के लिए काम नहीं कर सकता है, और भविष्य के उपचारों को प्रत्येक विकार के अद्वितीय प्रतिरक्षा हस्ताक्षरों को लक्षित करने की आवश्यकता हो सकती है। यह अध्ययन मस्तिष्क के प्रतिरक्षा परिदृश्य का एक स्पष्ट, अधिक सूक्ष्म मानचित्र प्रदान करता है, यह दिखाते हुए कि भले ही विभिन्न स्थितियाँ सूजन के एक सामान्य विषय को साझा करती प्रतीत हों, प्रत्येक द्वारा बजाई जाने वाली धुन पूरी तरह से अपनी है।