Can Leukocyte Glucose Consumption Explain the HbA1c Reduction After BCG Vaccination in Long-Standing Type 1 Diabetes? A Quantitative Plausibility Analysis
यह मात्रात्मक संभाव्यता विश्लेषण इस निष्कर्ष पर पहुँचता है कि बीसीजी टीकाकरण के बाद ल्यूकोसाइट ग्लूकोज खपत में वृद्धि, लंबे समय से चली आ रही टाइप 1 मधुमेह में देखी गई HbA1c की कमी की व्याख्या करने के लिए तब तक असंभावित है जब तक कि अत्यधिक अनुमत धारणाओं के तहत संपूर्ण प्रतिरक्षा प्रणाली का व्यापक पुनर्गठन न हो जाए।
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टाइप 1 मधुमेह एक ऐसी स्थिति है जिसमें शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली गलती से उन कोशिकाओं को नष्ट कर देती है जो इंसुलिन का उत्पादन करती हैं, जिससे रक्त शर्करा का स्तर खतरनाक रूप से बढ़ जाता है। दशकों से, इस बीमारी के प्रबंधन के लिए उस गायब इंसुलिन को बदलने पर निर्भर किया जाता रहा है, लेकिन शोधकर्ता लंबे समय से ऐसे तरीकों की तलाश कर रहे हैं जिनसे शरीर स्वयं चीनी को नियंत्रित करने में सक्षम हो सके या बाहरी खुराक की आवश्यकता को कम किया जा सके। जांच का एक दिलचस्प मार्ग 'बैसिलस कैलमेट-गुएरिन' (BCG) वैक्सीन है। मूल रूप से तपेदिक (टीबी) को रोकने के लिए विकसित इस टीके ने लंबे समय से टाइप 1 मधुमेह वाले कुछ लोगों में अप्रत्याशित दुष्प्रभाव दिखाए हैं, जिससे उनके औसत रक्त शर्करा के स्तर में कई वर्षों तक गिरावट आई है। वैज्ञानिकों ने इस गिरावट का एक विशिष्ट कारण प्रस्तावित किया है: उनका मानना है कि यह टीका शरीर की श्वेत रक्त कोशिकाओं (वाइट ब्लड सेल्स) को पुनर्गठित (रीप्रोग्राम) करता है, जिससे वे सामान्य से कहीं अधिक ग्लूकोज का सेवन करती हैं। यदि ये कोशिकाएं एक विशाल स्पंज की तरह काम कर रही हैं, जो रक्तप्रवाह से चीनी सोख लेती हैं, तो वे सैद्धांतिक रूप से यह समझा सकती हैं कि अतिरिक्त इंसुलिन की आवश्यकता के बिना रक्त शर्करा का स्तर क्यों गिर जाता है। हालांकि, इस विचार के सही होने के लिए, प्रतिरक्षा प्रणाली के पास भारी मात्रा में चीनी सोखने की क्षमता होनी चाहिए, जो कि मानव प्रतिरक्षा प्रणाली के वास्तविक आकार और ऊर्जा आवश्यकताओं के विरुद्ध कभी भी गणना नहीं की गई थी।
एक शोध दल यह परीक्षण करने के लिए कि क्या यह जैविक स्पष्टीकरण बड़े पैमाने पर काम कर सकता है, एक टीम के रूप में काम करने के लिए आगे आया। उन्होंने रोगियों के साथ कोई नया क्लिनिकल ट्रायल नहीं किया; इसके बजाय, उन्होंने संख्याओं को तौलने के लिए एक परिष्कृत कंप्यूटर सिमुलेशन बनाया। उनका लक्ष्य दो चीजों की तुलना करना था: वह अतिरिक्त चीनी जो शरीर को खोने की आवश्यकता होगी ताकि BCG वैक्सीन परीक्षणों में देखी गई सुधार से मेल खा सके, और अधिकतम चीनी जो प्रतिरक्षा प्रणाली वास्तव में उपभोग कर सकती है यदि उसकी कोशिकाएं अपनी पूर्ण क्षमता पर काम कर रही हों। शोधकर्ताओं ने पिछले अध्ययनों के ज्ञात परिणामों से शुरुआत की, जहाँ रोगियों ने तीन वर्षों के बाद रक्त शर्करा के मार्कर में दस प्रतिशत और चार वर्षों के बाद अठारह प्रतिशत की गिरावट देखी थी। उन्होंने इन प्रतिशत को वास्तविक मात्रा में अनुवादित किया कि शरीर को रक्तप्रवाह से हर मिनट कितनी चीनी गायब करनी होगी ताकि यह परिवर्तन हो सके। इस गणना से पता चला कि शरीर को शरीर की प्राकृतिक चीनी प्रसंस्करण प्रक्रिया के आधार पर, लगभग छह से लेकर लगभग चालीस मिलीग्राम ग्लूकोज प्रति मिनट कहीं भी निपटना होगा।
इसके बाद, टीम ने एक 'शुगर सिंक' (चीनी सोखने वाले गड्ढे) के रूप में प्रतिरक्षा प्रणाली की क्षमता का अनुमान लगाया। उन्होंने एक औसत वयस्क में प्रतिरक्षा कोशिकाओं के कुल वजन की गणना की और यह निर्धारित किया कि उन कोशिकाओं को जीवित रहने के लिए सामान्यतः कितने ग्लूकोज की आवश्यकता होती है। फिर, उन्होंने मॉडल बनाया कि क्या होगा यदि ये कोशिकाएं चीनी को बहुत तेज़ी से जलाने के लिए "रीप्रोग्राम" की जाती हैं, ठीक वैसे ही जैसे किसी कार के इंजन को अधिक जोर लगाने पर वह तेज़ रफ्तार से चलता है। उन्होंने यह देखने के लिए तीन अलग-अलग परिदृश्य परीक्षण किए कि प्रतिरक्षा प्रणाली के कितने हिस्से को बदलने की आवश्यकता होगी। पहले परिदृश्य में, केवल टी-कोशिकाओं (T cells), जो श्वेत रक्त कोशिकाओं का एक विशिष्ट प्रकार है, को पुनर्गठित किया गया। दूसरे परिदृश्य में, माइलॉयड वंश (myeloid lineage) नामक एक व्यापक समूह को प्रभावित किया गया। तीसरे और सबसे चरम परिदृश्य में, पूरे प्रतिरक्षा तंत्र को पुनर्गठित माना गया। सिमुलेशन सैकड़ों हजार बार चलाया गया, जिसमें इस बात के विभिन्न संभावित मानों को मिलाया गया कि कोशिकाएं कितनी तेज़ी से चीनी जलाती हैं और प्रतिरक्षा प्रणाली का कितना हिस्सा वास्तव में शामिल है, ताकि यह देखा जा सके कि क्या प्रतिरक्षा प्रणाली की चीनी की भूख कभी रक्त शर्करा को कम करने की आवश्यकता से मेल खा सकती है।
इन व्यापक गणनाओं के परिणाम बहुत ही स्पष्ट थे। जब शोधकर्ताओं ने उस परिदृश्य को देखा जहाँ केवल टी-कोशिकाओं को पुनर्गठित किया गया था, तो प्रतिरक्षा प्रणाली की चीनी उपभोग करने की क्षमता पूरी तरह से अपर्याप्त थी; इसकी क्षमता आवश्यक मात्रा का केवल 0.6% थी। यहाँ तक कि जब उन्होंने माइलॉयड वंश को शामिल करने के लिए परिदृश्य का विस्तार किया, तब भी प्रतिरक्षा प्रणाली इतनी चीनी का उपभोग नहीं कर सकी कि रक्त शर्करा में देखी गई गिरावट की व्याख्या की जा सके; यह बड़ी 18% की कमी के लिए केवल 5.7% सिमुलेशन में ही इस आवश्यकता को पूरा कर पाई। एकमात्र समय जब संख्याएँ मेल खाने के करीब आईं, वह सबसे चरम मामला था, जहाँ पूरे प्रतिरक्षा तंत्र को पुनर्गठित माना गया और शरीर की प्राकृतिक चीनी प्रसंस्करण प्रक्रिया को बहुत कुशल माना गया। तब भी, प्रतिरक्षा प्रणाली के पास केवल आधे सिमुलेशन के लिए 10% की छोटी कमी को समझाने के लिए पर्याप्त क्षमता थी, लेकिन 18% की बड़ी कमी के लिए केवल 28% के लिए ही पर्याप्त थी। जब शोधकर्ताओं ने धारणाओं को कम अनुकूल बनाया, तो प्रतिरक्षा प्रणाली के एकमात्र कारण होने की संभावना शून्य के करीब पहुँच गई।
अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि हालांकि टीका स्पष्ट रूप से इस बात को ट्रिगर करता है कि प्रतिरक्षा कोशिकाएं ऊर्जा का उपयोग कैसे करती हैं, लेकिन यह अत्यधिक असंभावित है कि बढ़ी हुई चीनी खपत ही रोगियों में रक्त शर्करा के स्तर गिरने का मुख्य कारण है। प्रतिरक्षा प्रणाली के पास इतनी बड़ी मात्रा में चीनी को सोखने के लिए पर्याप्त द्रव्यमान या चयापचय शक्ति (मेटाबॉलिक पावर) नहीं है कि वह रक्त शर्करा में इतनी नाटकीय कमी लाने के प्राथमिक इंजन के रूप में कार्य कर सके। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि टीका संभवतः एक अधिक जटिल, अप्रत्यक्ष मार्ग के माध्यम से काम कर रहा है, शायद यह बदलकर कि यकृत या अन्य अंग चीनी को कैसे संभालते हैं, या शरीर की इंसुलिन के प्रति संवेदनशीलता को बदलकर, न कि श्वेत रक्त कोशिकाओं द्वारा सीधे चीनी खाने के माध्यम से। इसका मतलब यह नहीं है कि टीका अप्रभावी है या जैविक परिवर्तन वास्तविक नहीं हैं; इसका केवल यह अर्थ है कि श्वेत रक्त कोशिकाओं के एक विशाल 'शुगर स्पंज' के रूप में कार्य करने का विशिष्ट विचार क्लिनिकल परिणामों के लिए एक संभावित स्पष्टीकरण नहीं है। वास्तविक तंत्र अभी भी एक रहस्य बना हुआ है, लेकिन इस विश्लेषण ने एक लोकप्रिय सिद्धांत को खारिज कर दिया है, जिससे भविष्य के वैज्ञानिकों को उत्तर की तलाश में कहीं और देखने के लिए मार्गदर्शन मिला है।
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