DNA methylation analysis of progression patterns in ductal carcinoma in situ of triple-negative breast cancer

स्तन कैंसर अक्सर एक शांत, सीमित वृद्धि के रूप में शुरू होता है जिसे डक्टल कार्सिनोमा इन सीटू (ductal carcinoma in situ) या DCIS कहा जाता है। इस प्रारंभिक अवस्था में, असामान्य कोशिकाएं स्तन की दूध नलिकाओं (milk ducts) के भीतर फंसी होती हैं, जो शरीर के अन्य हिस्सों में फैलने में असमर्थ होती हैं। कई महिलाओं के लिए, यह स्थिति हमेशा के लिए हानिरहित बनी रहती है। हालांकि, अन्य लोगों के लिए, ये समान कोशिकाएं अंततः डक्ट वॉल (नलिका की दीवार) को तोड़ देती हैं और आक्रामक (invasive) हो जाती हैं, जिससे वे आसपास के ऊतकों में और संभावित रूप से दूर के अंगों तक फैल जाती हैं। डॉक्टरों के लिए चुनौती यह है कि वर्तमान परीक्षण विश्वसनीय रूप से यह भविष्यवाणी नहीं कर सकते कि कौन से मरीज किस समूह में आते हैं। यह अनिश्चितता सभी के लिए आक्रामक उपचार की ओर ले जाती है, जिसमें वे लोग भी शामिल हैं जिनका कैंसर शायद कभी विकसित ही नहीं होता। इस समस्या को हल करने के लिए, वैज्ञानिक कोशिकाओं के भीतर छिपे आणविक सुरागों की तलाश कर रहे हैं, विशेष रूप से इस बात पर कि जीन कैसे चालू या बंद होते हैं बिना जेनेटिक कोड को बदले। एक ऐसी प्रक्रिया DNA मिथाइलेशन (DNA methylation) है, जो एक रासायनिक टैग की तरह है जो जीन्स के लिए 'डिम्मर स्विच' (dimmer switch) के रूप में कार्य करता है, और जब इसे गलत स्थान पर रखा जाता है तो यह अक्सर जीन्स को शांत (silence) कर देता है। यह समझना कि एक सीमित वृद्धि से आक्रामक कैंसर में संक्रमण के दौरान ये स्विच कब और कैसे बदलते हैं, एक दिन डॉक्टरों को यह अंतर करने में मदद कर सकता है कि कौन सा घाव तत्काल सर्जरी की आवश्यकता वाला है और किसे सुरक्षित रूप से देखा जा सकता है।

ओकायामा यूनिवर्सिटी अस्पताल और सुकीओकी क्लिनिक के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक विशेष रूप से आक्रामक स्तन कैंसर, जिसे ट्रिपल-नेगेटिव ब्रेस्ट कैंसर (triple-negative breast cancer) के रूप में जाना जाता है, में इन विशिष्ट आणविक स्विचों को खोजने का प्रयास किया। यह उपप्रकार उन तीन सामान्य रिसेप्टर्स की अनुपस्थिति द्वारा परिभाषित है जो आमतौर पर कैंसर की वृद्धि को संचालित करते हैं, जिससे मानक हार्मोन थेरेपी के साथ इसका इलाज करना कठिन हो जाता है। शोधकर्ताओं ने एक अनूठी स्थिति पर ध्यान केंद्रित किया जहाँ एक ही रोगी के ट्यूमर में गैर-आक्रामक (contained) और आक्रामक (invasive) दोनों कोशिकाएं अगल-बगल मौजूद थीं। इन मिश्रित ट्यूमर का अध्ययन करके, वे सीधे दोनों प्रकार की कोशिकाओं की तुलना कर सके, जिससे अलग-अलग रोगियों के बीच के अंतर के कारण होने वाला भ्रम दूर हो गया। उन्होंने उन रोगियों के नमूने भी शामिल किए जिनमें केवल बीमारी का सीमित रूप था, ताकि एक चरण-दर-चरण प्रगति देखी जा सके। एक स्पष्ट दृश्य प्राप्त करने के लिए, वैज्ञानिकों ने 'लेजर कैप्चर माइक्रोडिसेक्शन' (laser capture microdissection) नामक एक सटीक उपकरण का उपयोग किया, जो एक सूक्ष्म स्कैल्पल की तरह कार्य करता है जो ऊतक के नमूने से केवल विशिष्ट कैंसर कोशिकाओं को काट कर निकाल देता है, और स्वस्थ कोशिकाओं को पीछे छोड़ देता है। इसके बाद उन्होंने इन अलग की गई कोशिकाओं के DNA पर रासायनिक टैग का विश्लेषण किया ताकि यह देखा जा सके कि कैंसर के आक्रामक होने के साथ कौन से टैग बदले हैं।

इस अध्ययन में कुल पांच रोगी शामिल थे। उनमें से तीन के ट्यूमर में दोनों (सीमित और आक्रामक) भाग शामिल थे, जबकि दो में केवल सीमित रूप था। मिश्रित ट्यूमर में आक्रामक हिस्से छोटे थे, जिनका आकार एक सेंटीमीटर से कम था, जिसने शोधकर्ताओं को आक्रमण के शुरुआती चरणों पर ध्यान केंद्रित करने में मदद की। कोशिकाओं को सावधानीपूर्वक अलग करने और उनके DNA को तैयार करने के बाद, टीम ने पूरे जीनोम में सैकड़ों हजारों साइटों पर मिथाइलेशन स्तरों को मापने के लिए एक हाई-टेक चिप का उपयोग किया। उन्होंने उन पैटर्न की तलाश की जो तब दिखाई दिए जब कैंसर सीमित अवस्था से आक्रामक अवस्था में परिवर्तित हुआ। मिश्रित ट्यूमर के सीमित और आक्रामक भागों के बीच की तुलना में, शोधकर्ताओं ने सैकड़ों ऐसी साइटें पाईं जहाँ रासायनिक टैग बदल गए थे। इनमें से अधिकांश परिवर्तन टैग की वृद्धि से संबंधित थे, जिसे हाइपरमिथाइलेशन (hypermethylation) कहा जाता है, जो आमतौर पर जीन्स को बंद कर देता है। RASSF1 नामक जीन के पास का एक विशिष्ट क्षेत्र काफी उल्लेखनीय रहा, जिसमें सीमित कोशिकाओं की तुलना में आक्रामक कोशिकाओं में इन टैगों में महत्वपूर्ण वृद्धि देखी गई। हालांकि, अध्ययन छोटा होने के कारण, सांख्यिकीय प्रमाण इस निष्कर्ष को एक निश्चित नियम घोषित करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं था, और शोधकर्ताओं ने इसे आगे के परीक्षण के लिए एक आशाजनक संकेत के रूप में वर्णित किया।

शोधकर्ताओं ने सीमित ट्यूमर वाले मरीजों के सीमित सेल्स की तुलना उन मरीजों के सीमित सेल्स से भी की जिनमें कोई आक्रामक कैंसर नहीं था। यहाँ, उन्हें एक अलग पैटर्न मिला। टैग की वृद्धि के बजाय, आक्रामक कैंसर के बगल में स्थित सीमित कोशिकाओं में टैग की कमी देखी गई। यह सुझाव देता है कि आक्रामक घटक की उपस्थिति ट्यूमर के भीतर एक अलग रासायनिक वातावरण से जुड़ी हो सकती है, भले ही आक्रमण होने से पहले ही ऐसा हो। इसके अलावा, टीम ने सैकड़ों ऐसी साइटों की पहचान की जहाँ रासायनिक टैग तीन समूहों के बीच एक स्थिर, चरण-दर-चरण तरीके से बदले: सीमित-मात्र समूह से शुरू होकर, मिश्रित समूह के सीमित भाग तक, और अंत में आक्रामक भाग तक। इनमें से कुछ साइटों ने टैग में निरंतर वृद्धि दिखाई, जबकि अन्य ने निरंतर कमी दिखाई। ये क्रमिक परिवर्तन कैंसर के विकास का एक संभावित रोडमैप प्रदान करते हैं, जो यह सुझाव देते हैं कि आक्रमण की ओर बदलाव एक अचानक होने वाली घटना नहीं है बल्कि आणविक परिवर्तनों का एक क्रमिक संचय है।

इन दिलचस्प पैटर्न के बावजूद, लेखक इस बात पर जोर देने में सावधानी बरतते हैं कि उनके निष्कर्ष अन्वेषणात्मक हैं। इस अध्ययन में केवल पांच रोगी शामिल थे, जो इस प्रकार के जेनेटिक अनुसंधान के लिए बहुत छोटी संख्या है। इस छोटे आकार के कारण, सांख्यिकीय विश्वास इतना उच्च नहीं था कि परिणामों के संयोग से होने की संभावना को खारिज किया जा सके। शोधकर्ता स्पष्ट रूप रूप से कहते हैं कि वर्तमान में इनमें से किसी भी निष्कर्ष का उपयोग चिकित्सा निर्णय लेने के लिए नहीं किया जाना चाहिए। RASSF1 क्षेत्र, जिसमें सबसे नाटकीय परिवर्तन देखा गया था, को रोगियों के बड़े समूहों में पुष्टि की आवश्यकता है। इसके अतिरिक्त, अध्ययन में सामान्य स्तन ऊतकों को शामिल नहीं किया गया था, इसलिए यह स्पष्ट नहीं है कि ये परिवर्तन कैंसर बनने से पहले शुरू हुए थे या केवल आक्रामक होने पर प्रकट हुए। टीम ने यह भी नोट किया कि उनके पास जानकारी नहीं थी कि क्या रोगियों में वंशानुगत जेनेटिक म्यूटेशन थे, जो परिणामों को प्रभावित कर सकते हैं।

इस कार्य का मूल्य अंतिम उत्तर के बजाय इसकी पद्धति और दिशा में निहित है। विशिष्ट कोशिकाओं को अलग करके और एक ही रोगी के भीतर उनकी तुलना करके, शोधकर्ताओं ने पिछले अध्ययनों की तुलना में—जिन्होंने विभिन्न रोगियों को मिला दिया था—सीमित और आक्रामक कैंसर के बीच आणविक अंतर की अधिक स्पष्ट तस्वीर बनाई है। उन्होंने उम्मीदवार जीन्स और क्षेत्रों की एक सूची की पहचान की है जो आक्रमण के मार्कर के रूप में कार्य कर सकते हैं। ये उम्मीदवार, जिनमें RASSF1 क्षेत्र और सैकड़ों क्रमिक रूप से बदलने वाली साइटें शामिल हैं, अब भविष्य के अनुसंधान के लिए एक शुरुआती बिंदु के रूप में कार्य करते हैं। अगले चरणों में इन संकेतों को रोगियों के बड़े समूहों में परीक्षण करना और यह जांचना शामिल होगा कि क्या वे भविष्यवाणी कर सकते हैं कि कौन से सीमित कैंसर अंततः आक्रामक बनेंगे। तब तक, यह अध्ययन उन अदृश्य रासायनिक परिवर्तनों के एक सतर्क, वैज्ञानिक अन्वेषण के रूप में बना हुआ है जो एक दिन डॉक्टरों को अनावश्यक सर्जरी से बचाने और दूसरों को आवश्यक उपचार दिलाने में मदद कर सकते हैं।