Alpha- and Gamma-Synuclein Proteins Define Complementary Metabolic and Invasive Programs in Melanoma Development, Progression, and Prognosis
यह अध्ययन प्रकट करता है कि अल्फा- और गामा-सिन्यूक्लिन मेलानोमा में पूरक, प्रति-सहसंबंधित (anti-correlated) घातक अवस्थाओं को परिभाषित करते हैं, जहाँ अल्फा-सिन्यूक्लइन माइटोकॉन्ड्रियल कार्य से जुड़ी एक चयापचय प्रक्रिया को संचालित करता है और गामा-सिन्यूक्लइन इंटीग्रिन-FAK-MAPK सिग्नलिंग के माध्यम से एक आक्रामक प्रक्रिया को बढ़ावा देता है, जिसमें उच्च गामा-सिन्यूक्लिन अभिव्यक्ति खराब परिणामों के लिए एक रोगनिदान संबंधी बायोमार्कर के रूप में कार्य करती है।
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त्वचा का कैंसर, विशेष रूप से मेलानोमा नामक एक प्रकार, इस बीमारी के सबसे खतरनाक रूपों में से एक है क्योंकि यह तेजी से फैलता है और अक्सर उपचार का विरोध करता है। दशकों से, वैज्ञानिक उन आनुवंशिक उत्परिवर्तनों (म्यूटेशन) पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं जो इन ट्यूमर को संचालित करते हैं, लेकिन एक नया अध्ययन बताता है कि इन कैंसर कोशिकाओं का व्यवहार दो प्रोटीन के जोड़े द्वारा भी नियंत्रित होता है जो मस्तिष्क संबंधी विकारों में अपनी भूमिका के लिए बेहतर जाने जाते हैं। ये प्रोटीन, जिन्हें अल्फा-सिन्यूक्लिन और गामा-सिन्यूक्लिन कहा जाता है, आमतौर पर तंत्रिका कोशिकाओं में पाए जाते हैं, जहाँ वे न्यूरॉन्स के बीच संचार प्रबंधित करने में मदद करते हैं। जब वे मस्तिष्क में खराब हो जाते हैं, तो वे आपस में गुच्छे बना लेते हैं और पार्किंसंस रोग का कारण बनते हैं। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने पाया है कि ये समान प्रोटीन मेलानोमा में भी सक्रिय हैं, जहाँ वे एक टीम के रूप में कार्य नहीं करते हैं, बल्कि विपरीत शक्तियों के रूप में कार्य करते हैं जो कैंसर को दो बहुत अलग दिशाओं में धकेलते हैं।
अर्जेंटीना और स्पेन के वैज्ञानिकों की एक टीम ने यह समझने के लिए प्रयास किया कि ये दो प्रोटीन मेलानोमा कोशिकाओं के जीवन और मृत्यु को कैसे प्रभावित करते हैं। उन्होंने पाया कि ये प्रोटीन कैंसर कोशिकाओं के लिए दो विशिष्ट अवस्थाओं को परिभाषित करते हैं। एक प्रोटीन, अल्फा-सिन्यूक्लिन, कैंसर कोशिकाओं को उनकी मूल त्वचा-कोशिका पहचान के अधिक करीब रखती है। ये कोशिकाएं ऊर्जा और पिगमेंट (वर्णक) बनाने में व्यस्त रहती हैं, ठीक वैसे ही जैसे स्वस्थ त्वचा कोशिकाएं करती हैं। दूसरा प्रोटीन, गामा-सिन्यूक्लिन, कोशिकाओं को एक खतरनाक, आक्रामक मोड में धकेल देता है। इस अवस्था में, कैंसर कोशिकाएं पिगमेंट बनाना बंद कर देती हैं, अत्यधिक गतिशील हो जाती हैं, और आसपास के ऊतकों पर आक्रमण करने तथा मानक कीमोथेरेपी दवाओं का विरोध करने की क्षमता विकसित कर लेती हैं। अध्ययन से पता चलता है कि ये दो प्रोटीन शायद ही कभी एक ही कोशिका में एक ही समय में उच्च स्तर पर पाए जाते हैं; इसके बजाय, वे एक स्विच की तरह कार्य करते हैं, जिसमें एक के बढ़ने पर दूसरा गिरता है, जिससे यह निर्धारित होता है कि ट्यूमर अपेक्षाकृत नियंत्रित रहेगा या फैलने वाला खतरा बनेगा।
इन निष्कर्षों तक पहुँचने के लिए, शोधकर्ताओं ने मेलानोमा वाले रोगियों के विशाल डेटा का परीक्षण किया, जिसमें कोशिकाओं के भीतर के आनुवंशिक निर्देशों और उनके द्वारा उत्पादित वास्तविक प्रोटीनों, दोनों को देखा गया। उन्होंने हजारों रोगियों के नमूनों का विश्लेषण किया और व्यक्तिगत कोशिकाओं का अध्ययन किया कि ये प्रोटीन वास्तव में कहाँ स्थित हैं। उन्होंने पाया कि अल्फा-सिन्यूक्लिन मुख्य रूप से उन कोशिकाओं में पाया जाता है जो अभी भी सामान्य त्वचा कोशिकाओं की तरह कार्य कर रही हैं, जबकि गामा-सिन्यूक्लिन उन कोशिकाओं में केंद्रित है जिन्होंने अपनी त्वचा जैसी विशेषताओं को खो दिया है और आगे बढ़ने के लिए तैयार हैं। यह पैटर्न विभिन्न रोगियों के समूहों में और प्रयोगशाला में भी, जहाँ वैज्ञानिकों ने डिश में कैंसर कोशिकाएं उगाई थीं, सही साबित हुआ। जब उन्होंने सूक्ष्मदर्शी के नीचे कोशिकाओं को देखा, तो उन्होंने पाया कि गामा-सिन्यूक्लिन की उपस्थिति उन कोशिकाओं से जुड़ी थी जो अपना आकार बदल रही थीं, अधिक लंबी हो रही थीं, और यात्रा करने के लिए तैयार थीं।
इसके बाद टीम ने प्रयोगशाला में इन प्रोटीनों के स्तर को बदलकर परीक्षण किया। जब उन्होंने अल्फा-सिन्यूक्लिन की मात्रा कम की, तो कैंसर कोशिकाओं को ऊर्जा उत्पादन में संघर्ष करना पड़ा और पिगमेंट बनाने की उनकी क्षमता कम हो गई। इसके विपरीत, जब उन्होंने गामा-सिन्यूक्लिन को कम किया, तो कोशिकाएं कम आक्रामक हो गईं और आश्चर्यजनक रूप से, कैंसर दवाओं के प्रति अधिक संवेदनशील हो गईं। इससे पता चलता है कि गामा-सिन्यूक्लिन उपचार के दौरान कैंसर को जीवित रखने में मदद करने वाला एक प्रमुख कारक है। शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि ये प्रोटीन एक कोशिका से दूसरी कोशिका में स्थानांतरित किए जा सकते हैं, ठीक वैसे ही जैसे मस्तिष्क में एक संकेत प्रसारित होता है। जब उन्होंने बाहरी रूप से इन प्रोटीनों को कैंसर कोशिकाओं में जोड़ा, तो कोशिकाओं ने उन्हें अवशोषित कर लिया और वे तुरंत अधिक सक्रिय हो गईं, तेजी से बढ़ने लगीं और अधिक तेजी से चलने लगीं। यह इंगित करता है कि कैंसर कोशिकाएं अपने अस्तित्व और प्रसार को बढ़ाने के लिए अपने वातावरण से इन प्रो morirों का उपयोग कर सकती हैं।
शायद सबसे महत्वपूर्ण खोज इस बात से संबंधित है कि ये प्रोटीन रोगी के भविष्य को कैसे प्रभावित करते हैं। शोधकर्ताओं ने नैदानिक रिकॉर्डों की जांच की कि क्या इन प्रोटीनों के स्तर से रोगी के परिणाम का पूर्वानुमान लगाया जा सकता है। उन्होंने पाया कि अल्फा-सिन्यूक्लिन का उच्च स्तर आम तौर पर खराब परिणाम से जुड़ा था, लेकिन गामा-सिन्यूक्लिन के मामले में कहानी अधिक जटिल थी। उन्नत चरण की बीमारी वाले रोगियों के एक विशिष्ट समूह में, उच्च स्तर के गामा-सिन्यूक्लिन वाले लोगों में, कम स्तर वालों की तुलना में कैंसर के वापस आने या फैलने का समय बहुत कम था। यह सुझाव देता है कि गामा-सिन्यूक्लिन डॉक्टरों के लिए एक चेतावनी संकेत के रूप में कार्य कर सकता है, जिससे उन्हें उन रोगियों की पहचान करने में मदद मिल सकती है जिनमें कैंसर के अत्यधिक आक्रामक और उपचार के प्रति प्रतिरोधी होने का उच्चतम जोखिम है।
अध्ययन ने यह समझने के लिए कोशिकाओं के आंतरिक कामकाज की भी खोज की कि ये प्रोटीन इतने अलग प्रभाव क्यों डालते हैं। उन्होंने पाया कि अल्फा-सिन्यूक्लिन कोशिका के पावर प्लांट, जिन्हें माइटोकॉन्ड्रिया कहा जाता है, से मजबूती से जुड़ा हुआ है। उच्च स्तर वाले कोशिकाओं में ऊर्जा उत्पादन बहुत सक्रिय होता है, लेकिन यह गतिविधि उन्हें कुछ प्रकार के तनाव के प्रति संवेदनशील बनाती है। दूसरी ओर, गामा-सिन्यूक्लिन संकेतों के एक अलग सेट से जुड़ा है जो कोशिका की गति और अन्य संरचनाओं से जुड़ने को नियंत्रित करता है। यह एक ऐसे मार्ग को सक्रिय करता है जो कोशिका को बाधाओं को तोड़ने और शरीर के माध्यम से चलने में मदद करता है, जबकि साथ ही उन संकेतों को कम कर देता है जो सामान्यतः कोशिका को कीमोथेरेपी के प्रति संवेदनशील बनाते हैं। यह एक ऐसी स्थिति बनाता है जहाँ कैंसर न केवल बढ़ रहा है, बल्कि सक्रिय रूप से उन उपचारों से छिप रहा है जो इसे मारने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
यह शोध इस तरीके को बदल सकता है जिससे वैज्ञानिक मेलानोमा के उपचार के बारे में सोचते हैं। केवल कैंसर कोशिकाओं को मारने के बजाय, निष्कर्ष बताते हैं कि डॉक्टर इन प्रोटीनों को लक्षित करके कोशिकाओं के व्यवहार को बदल सकते हैं। यदि कोई उपचार गामा-सिन्यूक्लिन के स्तर को कम कर सकता है, तो यह आक्रामक कैंसर कोशिकाओं को कम गतिशील और दवाओं के प्रति अधिक संवेदनशील बना सकता है। वैकल्पिक रूप से, यह समझना कि कैंसर कोशिकाएं अपने परिवेश से इन प्रोटीनों को कैसे अवशोषित करती हैं, प्रसार को रोकने के नए रास्ते खोल सकता है। यह अध्ययन आज कोई नया इलाज पेश नहीं करता है, लेकिन यह उन आणविक स्विचों का एक स्पष्ट मानचित्र प्रदान करता है जो यह नियंत्रित करते हैं कि मेलानोमा एक जगह टिका रहेगा या हमले पर निकलेगा। इन विशिष्ट प्रोटीनों की पहचान करके, शोधकर्ताओं ने चिकित्सा जगत को बीमारी के मार्ग का बेहतर अनुमान लगाने और इसे रोकने के लिए अधिक प्रभावी रणनीतियां विकसित करने के लिए नए उपकरण दिए हैं।
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