APOE ε4 carriage is associated with pallido-putaminal diffusion alterations in early Parkinson’s disease
यह अध्ययन प्रकट करता है कि प्रारंभिक, ड्रग-नाइव (दवा-रहित) पार्किंसंस रोग वाले APOE ε4 वाहक, गैर-वाहकों की तुलना में पैलिडों-पुटामिनल (pallido-putaminal) क्षेत्रों में विशिष्ट सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तनों को प्रदर्शित करते हैं, जो इस रोग के प्रारंभिक चरणों में इस आनुवंशिक जोखिम कारक और विशिष्ट तंत्रिका संबंधी परिवर्तनों के बीच एक संबंध का सुझाव देता है।
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पार्किंसंस रोग एक ऐसी स्थिति है जो धीरे-धीरे मस्तिष्क की गति को नियंत्रित करने की क्षमता को बाधित करती है, लेकिन यह केवल एक साधारण मोटर समस्या से कहीं अधिक है। यह एक जटिल विकार है जहाँ मस्तिष्क की कोशिकाएं धीरे-धीरे टूटती हैं, जिससे अक्सर याददाश्त खोना और अन्य गैर-गति संबंधी समस्याएं भी होती हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि किसी व्यक्ति के जीन इस बात में भूमिका निभाते हैं कि रोग कैसे शुरू होता है और कितनी तेजी से आगे बढ़ता है। एक विशिष्ट जीन, जिसे APOE कहा जाता है, अल्जाइमर रोग के साथ अपने संबंध के लिए प्रसिद्ध है; इस जीन के एक विशेष संस्करण, जिसे एप्सिलॉन-4 (epsilon-4) वेरिएंट कहा जाता है, को धारण करने से अल्जाइमर विकसित होने का जोखिम काफी बढ़ जाता है। हालांकि, पार्किंसंस में इसकी भूमिका अधिक अस्पष्ट रही है। हालांकि यह स्वयं पार्किंसंस का कारण नहीं बनता प्रतीत होता है, साक्ष्य बताते हैं कि यह एक मॉडिफायर (परिवर्तक) के रूप में कार्य कर सकता है, जो उन लोगों में रोग के व्यवहार को बदल देता है जिन्हें पहले से ही यह बीमारी है। इसे समझने के लिए, शोधकर्ता मस्तिष्क की सूक्ष्म संरचना का अध्ययन करते हैं। वे एक विशेष प्रकार के मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग (MRI) का उपयोग करते हैं जो ट्रैक करता है कि मस्तिष्क के ऊतकों (tissue) के माध्यम से पानी कैसे चलता है। यदि ऊतक स्वस्थ और कसकर संगठित है, तो पानी एक विशिष्ट दिशा में चलता है। यदि ऊतक क्षतिग्रस्त है या अपनी संरचना खो रहा है, तो पानी अधिक स्वतंत्र रूप से और अराजक रूप से चलता है। यह गति मस्तिष्क के भीतर क्या हो रहा है, इसका एक सूक्ष्म संकेत है, जो मानक स्कैन पर बड़े पैमाने पर क्षति दिखाई देने से बहुत पहले ही मिल जाता है।
इटली के IRCC सेंट्रो न्यूरोलेसी के शोधकर्ताओं की एक टीम यह जांचने के लिए आगे बढ़ी कि क्या यह विशिष्ट जीन वेरिएंट पार्किंसंस के बहुत शुरुआती चरणों में मस्तिष्क की सूक्ष्म संरचना को बदल देता है। उन्होंने उन लोगों के एक समूह का अध्ययन किया जिन्हें अभी-अभी यह बीमारी हुई थी और जिन्होंने अभी तक दवा लेना शुरू नहीं किया था, जिससे यह सुनिश्चित हुआ कि उनके मस्तिष्क के स्कैन बीमारी के प्रभाव के बजाय स्वयं बीमारी को दर्शाते हैं। उन्होंने इन रोगियों की तुलना स्वस्थ व्यक्तियों के एक समूह से की, विशेष रूप से उन लोगों को देखा जो एप्सिलॉन-4 वेरिएंट को धारण करते थे बनाम वे जो इसे धारण नहीं करते थे। वैज्ञानिकों ने मस्तिष्क के गहरे केंद्रों पर ध्यान केंद्रित किया जो गति के लिए जिम्मेदार हैं, जिन्हें बेसल गैन्ग्लिया (basal ganglia) कहा जाता है, जिसमें पैलिडम (pallidum) और पुटामेन (putamen) जैसी संरचनाएं शामिल हैं। वे यह देखना चाहते थे कि क्या जीन वेरिएंट मस्तिष्क पर एक अनूठा सूक्ष्म निशान छोड़ता जिसे बीमारी के कारण महत्वपूर्ण संकुचन या आयतन हानि होने से पहले पहचाना जा सके।
इस अध्ययन में कुल 121 लोग शामिल थे: 75 पार्किंसंस के शुरुआती चरण वाले रोगी और 46 स्वस्थ नियंत्रण समूह। रोगी समूह के भीतर, 25 लोग एप्सिलॉन-4 वेरिएंट को धारण करते थे, जबकि शेष नहीं। शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क के ऊतकों के माध्यम से पानी के संचलन को मापने के लिए उन्नत इमेजिंग का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि एप्सिलॉन-4 जीन वाले पार्किंसंस के रोगियों में स्पष्ट अंतर था। गति को नियंत्रित करने वाली मस्तिष्क की गहरी संरचनाओं में, पानी के संचलन के पैटर्न में बदलाव देखा गया, जो यह संकेत देता था कि ऊतक कम संगठित था। विशेष रूप से, पानी उन दिशाओं में अधिक स्वतंत्र रूप से चला जो आमतौर पर संरचनात्मक अखंडता की कमी को दर्शाते हैं। यह मस्तिष्क के बाएं हिस्से के पैलिडम और पुटामेन में सबसे अधिक स्पष्ट था। इसके विपरीत, वही जीन वेरिएंट धारण करने वाले स्वस्थ लोगों में ऐसा कोई परिवर्तन नहीं देखा गया। उनके मस्तिष्क के ऊतक स्वस्थ लोगों के ऊतकों के समान ही थे। यह एक महत्वपूर्ण खोज है क्योंकि यह सुझाव देती है कि जीन का प्रभाव रोग के वातावरण के लिए विशिष्ट है; यह स्वस्थ लोगों में अपने आप मस्तिष्क को नुकसान नहीं पहुंचाता है, बल्कि यह पार्किंसंस के साथ मिलकर इन शुरुआती सूक्ष्म परिवर्तनों को उत्पन्न करता है।
शोधकर्ताओं ने यह भी देखने के लिए अध्ययन किया कि क्या पानी के संचलन में ये सूक्ष्म परिवर्तन रोग के अन्य संकेतों से जुड़े हैं। उन्होंने पाया कि रोगियों में, जहाँ पानी अधिक स्वतंत्र रूप से चला, वे क्षेत्र रक्त में एक प्रोटीन के उच्च स्तर से जुड़े थे जिसे न्यूरोफिलामेंट लाइट चेन (neurofilment light chain) कहा जाता है। यह प्रोटीन तंत्रिका क्षति (nerve damage) का एक ज्ञात मार्कर है; जब तंत्रिका कोशिकाएं घायल होती हैं, तो यह प्रोटीन रक्तप्रवाह में लीक हो जाता है। यह संबंध बताता है कि जीन वेरिएंट इन विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्रों में तंत्रिका क्षति की एक तेज़ या अधिक तीव्र प्रक्रिया से जुड़ा हो सकता है। हालांकि, अध्ययन में यह नहीं पाया गया कि जीन वेरिएंट ने उस तरह से नुकसान को और अधिक तेज़ किया जैसा कि वे सिद्ध करने की उम्मीद कर रहे थे। संबंध मौजूद था, लेकिन इसने अगले दो वर्षों में तेजी से गिरावट की भविष्यवाणी नहीं की। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क के क्षेत्रों के भौतिक संकुचन की जांच की और इसमें कुछ भी नहीं पाया। परिवर्तन पूरी तरह से सूक्ष्म थे, जो संगठन के उस स्तर पर हो रहे थे जिसे मानक स्कैन नहीं देख सकते।
ब्रेन स्कैन के अलावा, टीम ने कई वर्षों तक रोगियों के महसूस करने और प्रदर्शन करने के तरीके को भी ट्रैक किया। उन्होंने देखा कि जीन वेरिएंट वाले रोगियों ने बिना जीन वाले लोगों की तुलना में अपनी दैनिक गतिविधियों, जैसे चलने या कपड़े पहनने में अधिक कठिनाई महसूस की। यह इस बात का एक व्यक्तिपरक माप था कि बीमारी ने उनके जीवन को कैसे प्रभावित किया, न कि डॉक्टर के परीक्षण का स्कोर। उन्होंने यह भी देखा कि चार वर्षों में स्पाइनल फ्लूइड (रीढ़ की हड्डी के तरल पदार्थ) में अल्जाइमर पैथोलॉजी से संबंधित एक प्रोटीन का स्तर तेजी से बढ़ा। दिलचस्प बात यह है कि दो साल के निशान पर जीन धारकों के स्मृति प्रदर्शन में एक अस्थायी उछाल देखा गया, लेकिन यह स्थायी नहीं रहा। ये निष्कर्ष संकेत देते हैं कि जीन यह प्रभावित कर सकता है कि बीमारी रोगी को कैसा महसूस कराती है और कुछ जैविक मार्कर कैसे बदलते हैं, लेकिन मस्तिष्क की सूक्ष्म संरचना के साथ संबंध सबसे ठोस खोज बनी हुई है।
अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि पार्किंसंस रोग के शुरुआती चरणों में एप्सिलॉन-4 जीन वेरिएंट को धारण करना मस्तिष्क के गहरे संचलन केंद्रों में विशिष्ट, सूक्ष्म परिवर्तनों से जुड़ा है। ये परिवर्तन उन्नत इमेजिंग के माध्यम से दृश्यमान हैं, जो ऊतकों के माध्यम से पानी के संचलन में व्यवधान को दर्शाते हैं, जो संरचनात्मक व्यवस्था की हानि का संकेत देते हैं। यह बिना मस्तिष्क के सिकुड़ने के होता है, जो यह सुझाव देता है कि क्षति ऊतक के नष्ट होने से पहले कोशिकीय स्तर पर हो रही है। हालांकि यह जीन स्वस्थ लोगों में इन परिवर्तनों का कारण नहीं बनता है, लेकिन यह पार्किंसंस वाले लोगों के मस्तिष्क पर एक विशिष्ट छाप छोड़ता प्रतीत होता है। शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि हालांकि ये निष्कर्ष आशाजनक हैं, उन्हें बड़े समूहों के साथ पुष्टि करने और समय के साथ बार-बार स्कैन करने की आवश्यकता है ताकि यह समझा जा सके कि क्या ये शुरुआती संकेत भविष्यवाणी कर सकते हैं कि कौन अधिक बीमार होगा। फिलहाल, यह कार्य एक स्पष्ट चित्र प्रदान करता है कि आनुवंशिकी और रोग शुरुआत में एक साथ कैसे क्रिया करते हैं, जो मस्तिष्क को देखने का एक संभावित नया तरीका प्रदान करता है जो नग्न आंखों से दिखने वाली सीमाओं से परे है।
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