Cholinergic signals regulate acute myeloid leukemia and chemotherapy response
यह अध्ययन प्रकट करता है कि ऑटोनोमिकिक कोलीनर्जिक सिग्नलिंग निकोटिनिक रिसेप्टर्स के माध्यम से ल्यूकेमिक कोशिकाओं की प्रत्यक्ष सक्रियता और बोन मैरो निच (bone marrow niche) में स्टेम सेल क्विएसेंस (quiescence) की अप्रत्यक्ष प्रेरण के एक दोहरे तंत्र के माध्यम से एक्यूट माइलॉयड ल्यूकेमिया की प्रगति और कीमोरेसिस्टेंस को संचालित करती है, जो यह सुझाव देता है कि इस मार्ग को लक्षित करने से AML उपचार के परिणामों में सुधार किया जा सकता है।
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हमारी हड्डियों के खोखलेपन के भीतर एक हलचल भरा, सूक्ष्म शहर बसा है जिसे बोन मैरो (अस्थि मज्जा) कहा जाता है। यहीं पर शरीर की रक्त आपूर्ति का निर्माण होता है, एक ऐसी प्रक्रिया जो विशेष स्टेम कोशिकाओं द्वारा संचालित होती है जो लगातार विभाजित होती हैं और लाल रक्त कोशिकाओं, श्वेत रक्त कोशिकाओं और प्लेटलेट्स में बदल जाती हैं जिनकी हमें जीवित रहने के लिए आवश्यकता होती है। हालाँकि, ये स्टेम कोशिकाएं अकेले काम नहीं करती हैं; वे एक सावधानीपूर्वक निर्मित पड़ोस में रहती हैं जिसे 'निश' (niche) कहा जाता है, जो संरचनात्मक कोशिकाओं के एक नेटवर्क द्वारा समर्थित है और शरीर की तंत्रिका प्रणाली द्वारा नियंत्रित होती है। तंत्रिका प्रणाली एक कुशल कंडक्टर की तरह कार्य करती है, जो रासायनिक संकेत भेजती है कि इन कोशिकाओं को कब आराम करना है, कब विभाजित होना है और कब आगे बढ़ना है। दशकों से, वैज्ञानिक समझते आए हैं कि इस तंत्रिका प्रणाली की एक शाखा, सिम्पैथेटिक सिस्टम (sympathetic system), रक्त कोशिकाओं के उत्पादन को कैसे प्रभावित करती है। लेकिन एक दूसरी शाखा, पैरासिम्पैथेटिक सिस्टम (parasympathetic system), जो एक अलग रासायनिक संदेशवाहक का उपयोग करती है, रक्त कैंसर के संदर्भ में एक रहस्य बनी हुई है।
एक्यूट माइलॉयड ल्यूकेमिया (Acute myeloid leukemia) एक खतरनाक बीमारी है जहाँ बोन मैरो अपरिपक्व, दोषपूर्ण श्वेत कोशिकाओं से भर जाता है जो स्वस्थ कोशिकाओं को बाहर धकेल देती हैं। इन कैंसर कोशिकाओं का एक विशेष रूप से जिद्दी समूह, जिसे ल्यूकेमिया स्टेम सेल कहा जाता है, बोन मैरो में छिप सकता है, जो उन कीमोथेरेपी दवाओं से बचने के लिए चुपचाप सो जाता है जो केवल सक्रिय, विभाजित होने वाली कोशिकाओं को मारती हैं। जब उपचार रुक जाता है, तो ये सोई हुई कोशिकाएं जाग जाती हैं और कैंसर को वापस ला देती हैं। यह समझना कि तंत्रिका प्रणाली इन कैंसर कोशिकाओं और उनके सुरक्षात्मक पड़ोस के साथ कैसे संवाद करती है, उन्हें जगाने और दोबारा उभरने से पहले उन्हें नष्ट करने के नए तरीके खोजने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
स्विस, यूनाइटेड किंगडम और स्पेन के विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अब इस बीमारी में पैरासिम्पैथेटिक तंत्रिका प्रणाली की एक आश्चर्यजनक और जटिल भूमिका का खुलासा किया है। उन्होंने पाया कि एक्यूट माइलॉयड ल्यूकेमिया बीमारी अपने फायदे के लिए शरीर के अपने ही तंत्रिका संकेतों को सक्रिय रूप से हेरफेर करती है। रोगियों के रक्त के नमूनों का विश्लेषण करके और चूहों पर प्रयोग करके, टीम ने पाया कि बीमारी के कारण 'एसिटाइलकोलाइन' (acetylcholine) नामक एक रसायन में महत्वपूर्ण वृद्धि होती है। यह रसायन पैरासिम्पैथेटिक तंत्रिका प्रणाली द्वारा उपयोग किया जाने वाला प्राथमिक संकेत है। स्वस्थ लोगों में, यह प्रणाली दैनिक लय को विनियमित करने में मदद करती है, लेकिन ल्यूकेमिया में, कैंसर कोशिकाएं ऐसा प्रतीत होता है कि अपने विकास और अस्तित्व को ईंधन देने के लिए इस संकेत का अपहरण कर लेती हैं।
शोधकर्ताओं ने देखा कि ल्यूकेमिया से ग्रस्त चूहों में, वे तंत्रिका तंतु जो आमतौर पर एक अलग रसायन, नॉरएड्रेनालिन (noradrenaline) को छोड़ते हैं, गायब हो रहे थे। इसके विपरीत, एसिटाइलकोलाइन छोड़ने वाले तंतु बरकरार और सक्रिय रहे। आगे की जांच से पता चला कि ल्यूकेमिया कोशिकाएं स्वयं 'इंटरल्यूकिन-6' (interleukin-6) नामक एक प्रोटीन का उच्च स्तर पैदा कर रही थीं, जो एक स्विच की तरह कार्य करता है, जिससे पास की तंत्रिका कोशिकाओं को अपना व्यवहार बदलने के लिए मजबूर किया जाता है। ये तंत्रिकाएं, जो सामान्यतः नॉरएड्रेनालिन छोड़ती हैं, पुन: प्रोग्राम की गईं ताकि वे इसके बजाय एसिटाइलकोलाइन छोड़ सकें। इस बदलाव ने बोन मैरो में एसिटाइलकोलाइन की बाढ़ ला दी, जिसे कैंसर कोशिकाओं ने उत्सुकता से अवशोषित कर लिया।
जब शोधकर्ताओं ने उन रिसेप्टर्स (ग्राही) को अवरुद्ध किया जिनका उपयोग ल्यूकेमिया कोशिकाएं इन एसिटाइलकोलाइन संकेतों को प्राप्त करने के लिए करती हैं, तो कैंसर कोशिकाएं अपनी संख्या बढ़ाने और स्टेम जैसी विशेषताओं को बनाए रखने की क्षमता खो देती हैं। अध्ययन ने दिखाया कि यह रासायनिक संकेत सीधे कैंसर कोशिकाओं के भीतर एक विशिष्ट मार्ग को सक्रिय करता है जो उनके विकास को प्रेरित करता है। यह ऐसा है जैसे कैंसर कोशिकाओं ने शरीर के अपने "विकास" संकेत को विस्तार करने के निरंतर आदेश में बदलने का तरीका ढूंढ लिया हो। यह निष्कर्ष बताता है कि रोगियों के रक्त में पाए जाने वाले उच्च स्तर के एसिटाइलकोलाइन एक चेतावनी संकेत के रूप में काम कर सकते हैं, जो अधिक आक्रामक बीमारी और जीवित रहने की कम संभावना का संकेत देते हैं।
हालाँकि, यह कहानी पूरी तरह से एकतरफा नहीं है। शोधकर्ताओं ने यह भी खोजा कि तंत्रिका प्रणाली की एक दोहरी भूमिका है, जो कैंसर कोशिकाओं और उनके रहने वाले सुरक्षात्मक पड़ोस पर अलग-अलग तरह से कार्य करती है। जबकि एसिटाइलकोलाइन सीधे ल्यूकेमिया कोशिकाओं के विकास को प्रोत्साहित करता है, यह बोन मैरो के संरचनात्मक कोशिकाओं पर भी कार्य करता है ताकि ल्यूकेमिया कोशिकाएं सो सकें। ये संरचनात्मक कोशिकाएं, जो स्टेम कोशिकाओं को सहारा देती हैं, एसिटाइलकोलाइन के लिए अपने स्वयं के रिसेप्टर्स रखती हैं। जब ये रिसेप्टर्स सक्रिय होते हैं, तो वे एक ऐसा रसायन छोड़ते हैं जो ल्यूकेमिया स्टेम कोशिकाओं को गहरी, सुप्त अवस्था में जाने का निर्देश देता है। यह सुप्तावस्था (dormancy) एक दोधारी तलवार है: यह कैंसर कोशिकाओं को कीमोथेरेपी से बचाती है, क्योंकि कीमोथेरेपी विभाजित होने वाली कोशिकाओं को लक्षित करती है, लेकिन यह उन्हें बढ़ने से भी रोकती है।
इसका परीक्षण करने के लिए, टीम ने उन चूहों का उपयोग किया जिनमें इन संकेतों को भेजने के लिए जिम्मेदार विशिष्ट तंत्रिका तंतुओं का अभाव था। इन तंत्रिका तंतुओं के बिना, ल्यूकेमिया स्टेम कोशिकाएं इस सुरक्षात्मक नींद मोड में नहीं जा सकीं। इसके बजाय, वे सक्रिय और विभाजित होती रहीं। जब इन चूहों को कीमोथेरेपी दी गई, तो दवाएं बहुत अधिक प्रभावी रहीं क्योंकि कैंसर कोशिकाएं जागृत और असुरक्षित थीं। उपचार ने कैंसर के एक बड़े हिस्से को खत्म कर दिया, और चूहे बीमारी के वापस आने के बिना काफी लंबे समय तक जीवित रहे।
शोधकर्ताओं ने फिर एक अलग दृष्टिकोण अपनाया, जिसमें एक ऐसी दवा का उपयोग किया गया जो ल्यूकेमिया कोशिकाओं और उनके सहायक पड़ोस पर एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर्स को ब्लॉक करती है। मानक कीमोथेरेपी के साथ संयोजन में, इस दवा ने कैंसर कोशिकाओं को सुप्त अवस्था में छिपने से रोका। यह संयोजन चिकित्सा अत्यधिक सफल रही, जिसने चूहों के रोग-मुक्त रहने के समय को अकेले कीमोथेरेपी की तुलना में दोगुना कर दिया। फिर भी, अध्ययन ने एक चेतावनी भी दी। उन कुछ कैंसर कोशिकाओं में, जो इस आक्रामक संयोजन उपचार से बच निकलीं, इस सुरक्षात्मक संकेत की कमी के कारण वे और भी तेजी से और अधिक आक्रामक रूप से वापस बढ़ीं। यह सुझाव देता है कि हालांकि इन संकेतों को रोकना कैंसर कोशिकाओं को जगाने और उन्हें दवाओं के प्रति संवेदनशील बनाने में मदद कर सकता है, लेकिन उपचार का समय और खुराक सटीक होनी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सभी खतरनाक कोशिकाएं दोबारा उभरने से पहले पूरी तरह समाप्त हो जाएं।
यह कार्य एक जीवंत चित्र प्रस्तुत करता है कि कैसे एक कैंसर खुद को बनाए रखने के लिए शरीर के अपने संचार नेटवर्क को फिर से व्यवस्थित (rewire) कर सकता है। यह दिखाता है कि बीमारी केवल अपने आप नहीं बढ़ती है; यह एक सुरक्षित ठिकाना और विकास का इंजन बनाने के लिए तंत्रिका तंत्र को सक्रिय रूप से भर्ती करती है। इन विशिष्ट रासायनिक संकेतों और रिसेप्टर्स की पहचान करके, शोधकर्ताओं ने उपचार के लिए एक नया द्वार खोल दिया है। इन कोलिनर्जिक (cholinergic) संकेतों को लक्षित करने से संभावित रूप से ल्यूकेमिया स्टेम कोशिकाओं को उनके छिपने के स्थानों से बाहर निकाला जा सकता है, जिससे वे मौजूदा दवाओं के प्रति संवेदनशील हो जाती हैं और बीमारी को वापस आने से रोकने के लिए एक नई रणनीति प्रदान करती हैं। निष्कर्ष बताते हैं कि इस आक्रामक कैंसर के इलाज का भविष्य न केवल ट्यूमर पर सीधे हमला करने में, बल्कि उन तंत्रिका संकेतों को बाधित करने में भी निहित है जो इसे जीवित रहने में मदद करते हैं।
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