Therapeutic Potential of a novel SIRT1 Activator "CWR tripeptide" in LPS-Induced Acute Lung Injury: An evidence from Biochemical and Histopathological studies

फेफड़े नाजुक, स्पंजी अंग हैं जिन्हें ऑक्सीजन को कार्बन डाइऑक्साइड से बदलने के लिए बनाया गया है, लेकिन वे हमारे द्वारा ली जाने वाली हवा के खिलाफ शरीर की अग्रिम पंक्ति भी हैं। जब इस अग्रिम पंक्ति को किसी गंभीर संक्रमण या बैक्टीरिया के विषाक्त पदार्थों के भारी उत्सर्जन द्वारा तोड़ा जाता है, तो फेफड़े एक हिंसक, आत्मघाती सूजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं जिसे तीव्र फेफड़ों की चोट (एक्यूट लंग इंजरी) के रूप में जाना जाता है। इस अवस्था में, सूक्ष्म वायु कोष (एयर सैक) तरल पदार्थ से भर जाते हैं, उनके बीच की दीवारें मोटी और सूज जाती हैं, और प्रतिरक्षा कोशिकाएं उस लड़ाई को लड़ने के लिए उमड़ पड़ती हैं जो अक्सर मूल खतरे की तुलना में अधिक नुकसान पहुंचाती है। यह स्थिति जीवन के लिए खतरा पैदा करने वाली है, और हालांकि डॉक्टर ऑक्सीजन और वेंटिलेशन के साथ मरीजों की सहायता कर सकते हैं, वर्तमान में ऐसा कोई विशिष्ट दवा नहीं है जो अंतर्निहित सूजन संबंधी प्रक्रिया (इन्फ्लेमेटरी कैस्केड) को रोक सके। वैज्ञानिक लंबे समय से इस तूफान को शांत करने का तरीका खोज रहे हैं, जिसके लिए हमारी कोशिकाओं के भीतर एक विशिष्ट प्रोटीन को लक्षित करना आवश्यक है जिसे SIRT1 कहा जाता है। SIRT1 को एक कोशिकीय प्रबंधक (सेलुलर मैनेजर) के रूप में समझें जो सूजन को नियंत्रित रखने में मदद करता है और कोशिका के पावर प्लांट को टूटने से बचाता है। हालांकि इस प्रबंधक को सक्रिय करने वाले अन्य पदार्थों ने प्रयोगशाला में आशाजनक परिणाम दिखाए हैं, वे अक्सर अपने लक्ष्य तक पर्याप्त मात्रा में पहुंचने में संघर्ष करते हैं या शरीर द्वारा बहुत जल्दी तोड़ दिए जाते हैं।

GITAM विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब एक नए, छोटे अणु (स्मॉल मॉलिक्यूल) का परीक्षण किया है जिसे इन समस्याओं को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उन्होंने अमीनो एसिड की एक विशिष्ट तीन-भाग वाली श्रृंखला पर ध्यान केंद्रित किया, जिसे वे CWR पेप्टाइड कहते हैं, यह देखने के लिए कि क्या यह SIRT1 की सुरक्षात्मक शक्तियों को अनलॉक करने के लिए एक कुंजी के रूप में कार्य कर सकता है। इसका परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने एक माउस मॉडल (चूहे के मॉडल) का उपयोग किया जो मानव स्थिति की नकल करता है। उन्होंने चूहों को लिपोपॉलीसेकेराइड (LPS) के संपर्क में रखा, जो कुछ बैक्टीरिया की सतह पर पाया जाने वाला एक जहरीला घटक है और जो गंभीर फेफड़ों की चोट को ट्रिगर करने के लिए जाना जाता है। चूहों के एक समूह को केवल यह टॉक्सिन दिया गया, जबकि दूसरे समूह को उसी टॉक्सिन के संपर्क में आने से पहले CWR पेप्टाइड दिया गया। लक्ष्य यह देखना था कि क्या पेप्टाइड फेफड़ों को तरल में डूबने और सूजन से सूजने से रोक सकता है।

परिणामों ने दिखाया कि टॉक्सिन ने गंभीर क्षति पहुंचाई, जिससे स्वस्थ चूहों की तुलना में फेफड़ों में जमा होने वाले तरल की मात्रा प्रभावी रूप से तीन गुना बढ़ गई। ऊतक मोटे और भारी हो गए, और वायु कोषों की सूक्ष्म संरचना स्पष्ट रूप से विकृत हो गई। हालांकि, जिन चूहों को CWR पेप्टाइड दिया गया था, उनकी स्थिति काफी बेहतर रही। उनके फेफड़ों में तरल की मात्रा काफी कम थी, और ऊतकों को हुआ शारीरिक नुकसान बहुत कम था। जब शोधकर्ताओं ने सूक्ष्मदर्शी के नीचे फेफड़ों के ऊतकों को देखा, तो उन्होंने पाया कि पेप्टाइड ने न्यूट्रोफिल (एक प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका) के भारी आगमन को रोक दिया था, जो आमतौर पर चोट के दौरान फेफड़ों में भर जाते हैं और ऐसे संक्षारक रसायन छोड़ते हैं जो ऊतकों को नष्ट कर देते हैं। उपचारित चूहों में, ये कोशिकाएं फेफड़ों के ऊतकों में नहीं जा सकीं, जिससे वायु कोषों की नाजुक संरचना सुरक्षित रही।

भौतिक संरचना के अलावा, अध्ययन ने कोशिकाओं के भीतर रासायनिक वातावरण का भी परीक्षण किया। शोधकर्ताओं ने पाया कि टॉक्सिन ने साइट्रेट सिंथेज़ (साइट्रेट सिंथेज़) की गतिविधि में महत्वपूर्ण गिरावट पैदा की, जो एक महत्वपूर्ण एंजाइम है जो माइटोकॉन्ड्रिया (कोशिकाओं के भीतर ऊर्जा पैदा करने वाली इकाइयां) के स्वास्थ्य के पैमाने के रूप में कार्य करता है। जब माइटोकॉन्ड्रिया विफल हो जाते हैं, तो कोशिकाएं ठीक से कार्य नहीं कर पाती हैं, जिससे आगे ऊतकों की मृत्यु होती है। CWR पेप्टाइड ने इस एंजाइम की गतिविधि को सफलतापूर्वक बहाल कर दिया, जो यह सुझाव देता है कि इसने हमले के बावजूद कोशिकीय पावर प्लांट को चालू रखने में मदद की। दिलचस्प बात यह है कि जबकि पेप्टाइड सूजन को रोकने और माइटोकॉन्ड्रिया की रक्षा करने में अत्यधिक प्रभावी था, इसने शरीर के सामान्य एंटीऑक्सीडेंट बचाव को बढ़ाने या ऊतकों में वसा के टूटने में महत्वपूर्ण बदलाव नहीं किया। यह बताता है कि इसकी प्राथमिक कार्यप्रणाली केवल शरीर की सामान्य एंटीऑक्सीडेंट रक्षा को बढ़ाना नहीं है, बल्कि विशेष रूप से सूजन संबंधी प्रतिक्रिया को विनियमित करना और कोशिकीय ऊर्जा को संरक्षित करना है।

अध्ययन ने फेफड़ों की कोशिकाओं के भीतर आनुवंशिक निर्देशों का भी अध्ययन किया कि पेप्टाइड ने शरीर की चेतावनी प्रणाली को कैसे प्रभावित किया। टॉक्सिन ने दो प्रमुख सूजन संबंधी संकेतों, TNF-अल्फा और IL-6 के उत्पादन में भारी उछाल पैदा किया, जो चोट के स्थान पर अधिक प्रतिरक्षा कोशिकाओं को बुलाने वाले सायरन की तरह कार्य करते हैं। CWR पेप्टाइड से उपचारित चूहों में, इन संकेतों को वापस लगभग सामान्य स्तर पर लाया गया। हालांकि, पेप्टाइड का अन्य रासायनिक संकेतों, विशेष रूप से केमोकाइन्स (CCL3 और CCL10) पर कोई मजबूत प्रभाव नहीं पड़ा, जो आमतौर पर प्रतिरक्षा कोशिकाओं को विशिष्ट स्थानों तक निर्देशित करते हैं। यह इंगित करता है कि पेप्टाइड की शक्ति शरीर द्वारा भेजे जाने वाले प्रत्येक संकेत को ब्लॉक करने के बजाय सूजन की मुख्य आवाज को कम करने में निहित है।

हालांकि निष्कर्ष उत्साहजनक हैं, शोधकर्ता सावधानी से यह नोट करते हैं कि यह एक प्रीक्लिनिकल अध्ययन है, जिसका अर्थ है कि इसे मनुष्यों में नहीं बल्कि जानवरों में किया गया था। यह कार्य प्रदर्शित करता है कि यह विशिष्ट पेप्टाइड SIRT1 को सक्रिय करके माउस मॉडल में फेफड़ों की चोट से रक्षा कर सकता है, लेकिन यह अभी तक यह सिद्ध नहीं करता है कि वही तंत्र मनुष्यों में काम करता है या पेप्टाइड मानव उपयोग के लिए सुरक्षित है। अध्ययन पुष्टि करता है कि CWR पेप्टाइड जहरीले हमले के दौरान तरल के संचय को कम कर सकता है, प्रतिरक्षा कोशिकाओं के आक्रमण को रोक सकता है, और कोशिकीय ऊर्जा को संरक्षित कर सकता है। यह भविष्य के अनुसंधान के लिए एक नया मार्ग प्रदान करता है, जो यह सुझाव देता है कि एक छोटा, स्थिर अणु एक दिन उपचार के रूप में विकसित हो सकता है जो सबसे गंभीर सूजन संबंधी तूफानों के दौरान फेफड़ों को जीवित रहने में मदद करे।