Persistent HPV16 E7 Expression Establishes a Preconditioned Epithelial State and Reveals Amplified Transcriptional Responses in Females During Oral Carcinogenesis

सिर और गर्दन का कैंसर, जो मुंह और गले को प्रभावित करने वाले रोगों का एक समूह है, किसी एक कारण से उत्पन्न नहीं होता है। दशकों से, डॉक्टरों ने इन ट्यूमरों की ओर ले जाने वाले दो अलग-अलग रास्तों को पहचाना है। एक मार्ग तंबाकू और अल्कोहल में पाए जाने वाले कठोर रसायनों के लंबे समय तक संपर्क में रहने से प्रेरित होता है, जो मुंह की परत की कोशिकाओं के डीएनए को नुकसान पहुंचाते हैं। दूसरा मार्ग मानव पेपिलोमावायरस (एचपीवी) नामक एक सामान्य वायरस द्वारा संचालित होता है, जो स्वस्थ कोशिकाओं में अपने स्वयं के आनुवंशिक निर्देश डाल देता है, जिससे उन्हें अनियंत्रित रूप से बढ़ने के लिए मजबूर किया जाता है। हालांकि ये दोनों मार्ग एक ही गंतव्य—एक खतरनाक कैंसर—की ओर ले जाते हैं, लेकिन लंबे समय तक यह माना जाता रहा कि वे अलग-अलग जैविक परिदृश्यों के माध्यम से यात्रा करते हैं। एक महत्वपूर्ण प्रश्न अनुत्तरित रह गया था: क्या वायरस कैंसर प्रकट होने से पहले ही मुंह के परिदृश्य को बदल देता है, और क्या शरीर का लिंग, पुरुष या महिला, इस वायरल आक्रमण के प्रति कोशिकाओं की प्रतिक्रिया को बदल देता है? इन शुरुआती बदलावों को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि वह वातावरण जिसमें ट्यूमर शुरू होता है, अक्सर यह निर्धारित करता है कि वह कैसा व्यवहार करेगा और रोगी के जीवित रहने की संभावना कितनी होगी।

क्वींसलैंड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस छिपे हुए परिदृश्य का मानचित्रण करने का लक्ष्य रखा। उन्होंने एक विशिष्ट वायरल प्रोटीन, HPV16 E7 पर ध्यान केंद्रित किया, जो एक मास्टर स्विच की तरह कार्य करता है, जो कोशिकाओं को तेजी से विभाजित होने का निर्देश देता है। यह देखने के लिए कि ट्यूमर बनने से पहले क्या होता है, उन्होंने एक विशेष माउस मॉडल का उपयोग किया जो अपने मुंह की परत में इस वायरल स्विच को वहन करता है। उन्होंने इन चूहों की तुलना सामान्य चूहों से की, और दोनों समूहों को एक ऐसे रसायन के संपर्क में लाने से पहले और बाद में देखा जो कैंसर का कारण माना जाता है, ठीक वैसे ही जैसे तंबाकू मानव ऊतकों को नुकसान पहुंचाता है। वैज्ञानिकों ने नर और मादा चूहों के बीच के अंतर पर भी बारीकी से ध्यान दिया, जो प्रारंभिक कैंसर अध्ययनों में अक्सर अनदेखा किया जाने वाला कारक है। सूक्ष्मदर्शी के नीचे कोशिकाओं की जांच करके, प्रतिरक्षा कोशिकाओं की गिनती करके, और कोशिकाओं के भीतर आनुवंशिक निर्देशों को पढ़कर, उन्होंने पाया कि वायरस केवल कोशिका वृद्धि को तेज नहीं करता है; बल्कि यह कैंसर दृश्यमान होने से बहुत पहले ही ऊतक के वातावरण के नियमों को मौलिक रूप से फिर से लिख देता है।

शोधकर्ताओं ने पाया कि वायरल प्रोटीन की उपस्थिति ने मुंह की परत में निरंतर तत्परता की स्थिति पैदा कर दी। किसी भी कैंसर पैदा करने वाले रसायन को पेश करने से पहले ही, वायरस-युक्त चूहों के मुंह के ऊतक सामान्य चूहों के ऊतकों की तुलना में अधिक मोटे थे और अधिक विभाजित होने वाली कोशिकाओं से भरे हुए थे। यह केवल आकार की बात नहीं थी; इन कोशिकाओं के भीतर की आनुवंशिक गतिविधि नाटकीय रूप रूप से बदल गई थी। कोशिकाएं तीव्र विभाजन और सूजन से जुड़े प्रोग्राम चला रही थीं, जो अनिवार्य रूप से ऊतक को 'हाई अलर्ट' पर रख रही थीं। इस स्थिति के साथ प्रतिरक्षा प्रणाली का पुनर्गठन भी हुआ। वायरस-युक्त चूहों की मुंह की परत में प्रतिरक्षा कोशिकाओं का एक अलग मिश्रण था, जिसमें संदेशवाहक के रूप में कार्य करने वाली कोशिकाओं और एक विशिष्ट प्रकार की टी-सेल (T cell) की उल्लेखनीय वृद्धि देखी गई जो एक "ब्रेक" सिग्नल (जिसे CTLA4 के रूप में जाना जाता है) ले जाती है। यह सिग्नल प्रतिरक्षा प्रणाली को रोकने का निर्देश देता है, जो एक ऐसा तंत्र है जो वायरस को शरीर की रक्षा प्रणाली से छिपने में मदद कर सकता है।

जब शोधकर्ताओं ने सामान्य चूहों में कैंसर पैदा करने वाले रसायन को पेश किया, तो उनके मुंह के ऊतकों में एक बड़ा परिवर्तन हुआ। कोशिकाओं ने उन्हीं विकास और सूजन संबंधी कार्यक्रमों को सक्रिय करने के लिए संघर्ष किया जो पहले से ही वायरस-युक्त चूहों में चल रहे थे। हालांकि, जब वही रसायन उन चूहों को दिया गया जिनमें पहले से ही वायरल प्रोटीन मौजूद था, तो ऊतकों में बहुत कम परिवर्तन हुआ। ऐसा लग रहा था जैसे वायरस ने पहले ही जमीन तैयार कर दी थी, इसलिए रसायन के पास करने के लिए कोई नया काम नहीं बचा था। सामान्य चूहों को शून्य से एक नया घर बनाना पड़ा, जबकि वायरस-युक्त चूहे पहले से ही एक ऐसे घर में रह रहे थे जिसका नवीनीकरण किया जा रहा था। इन अलग-अलग आणविक यात्राओं के बावजूद, दोनों समूहों के चूहों में अंततः समान गंभीरता और आकार के ट्यूमर विकसित हुए। इसने एक महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान की: वायरस केवल कैंसर को तेजी से नहीं बनाता है; यह रोग प्रक्रिया की मूल प्रकृति को बदल देता है, जिससे ऊतक को एक ही गंतव्य तक पहुँचने के लिए एक अलग आणविक पथ पर मोड़ दिया जाता है।

अध्ययन में नर और मादा चूहों के बीच एक चौंकाने वाला अंतर भी सामने आया। सामान्य और वायरस-युक्त दोनों समूहों में, मादा चूहों ने वायरल प्रोटीन और कैंसर पैदा करने वाले रसायन के प्रति बहुत अधिक मुखर और जटिल प्रतिक्रिया दिखाई। उनकी कोशिकाओं ने नर चूहों की तुलना में उनके आनुवंशिक गतिविधि को अधिक व्यापक रूप से बदला। यह बढ़ी हुई संवेदनशीलता प्रतिरक्षा प्रणाली और ऊतक दोनों में देखी गई, जो यह सुझाव देती है कि जैविक लिंग, वायरल खतरों और रासायनिक चोट के प्रति मुंह की परत के अनुकूलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हालांकि नर और मादा चूहों में अंततः समान ट्यूमर विकसित हुए, लेकिन जिस पथ से मादाएं गुजरीं, उसमें उनकी कोशिकाओं का अधिक व्यापक और तीव्र पुनर्गठन शामिल था।

अपने निष्कर्षों को मनुष्यों के लिए प्रासंगिक बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने अपने माउस डेटा की तुलना सिर और गर्दन के कैंसर वाले मानव रोगियों के आनुवंशिक रिकॉर्ड से की। उन्होंने पाया कि चूहों में जो पैटर्न उन्होंने देखे, और वायरस से होने वाले मानव ट्यूमर में पाए जाने वाले पैटर्न के बीच एक मजबूत समानता है। वायरस-युक्त चूहों में सक्रिय आनुवंशिक कार्यक्रम मानव रोगियों में HPV-पॉजिटिव कैंसर के साथ निकटता से मेल खाते थे, जबकि सामान्य चूहों में देखे गए पैटर्न वायरस-नेगेटिव कैंसर वाले रोगियों के साथ मेल खाते थे। यह क्रॉस-स्पीशीज सहमति बताती है कि चूहों में देखे गए प्रारंभिक परिवर्तन केवल प्रयोगशाला की जिज्ञासा नहीं हैं, बल्कि वे मानव मुंह में होने वाली वास्तविक जैविक घटनाओं को दर्शाते हैं।

यह कार्य निष्कर्ष निकालता है कि वायरल प्रोटीन के साथ निरंतर संक्रमण मुंह की परत में एक अद्वितीय, पूर्व-निर्धारित अवस्था स्थापित करता है। यह अवस्था तीव्र कोशिका वृद्धि, सूजन और एक पुनर्गठित प्रतिरक्षा वातावरण द्वारा लक्षित है जो केवल रसायनों द्वारा होने वाले कैंसर से भिन्न है। वायरस रोग प्रक्रिया (carcinogenesis) के मार्ग को पुनर्निर्देशित करता प्रतीत होता है, जिससे एक विशिष्ट जैविक संदर्भ बनता है जिसमें रोग विकसित होता है। इसके अलावा, अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि शरीर का लिंग इस प्रक्रिया को प्रभावित करता है, जिसमें मादाएं वायरस और रासायनिक चोट दोनों के प्रति अधिक सशक्त ट्रांसक्रिप्शनल प्रतिक्रिया दिखाती हैं। ये निष्कर्ष बताते हैं कि इन कैंसरों के उपचार या रोकथाम के लिए ऐसी रणनीतियों की आवश्यकता हो सकती है जो वायरस द्वारा बनाए गए विशिष्ट आणविक परिदृश्य और रोगी के जैविक लिंग को ध्यान में रखें, न कि सभी सिर और गर्दन के कैंसर को एक एकल, समान बीमारी के रूप में देखें।