Minocycline hydrochloride as a PAD4 inhibitor suppresses NETs formation: attenuated inflammation with enhanced neutrophil antibacterial capacity in vitro
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि मिनोसाइक्लिन हाइड्रोक्लोराइड इन विट्रो (in vitro) में PAD4 निषेध के माध्यम से न्यूट्रोफिल एक्स्ट्रासेलुलर ट्रैप के निर्माण को रोकता है, जिससे प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकाइन स्राव कम होता है और साथ ही प्रमुख पेरियोडोंटल रोगजनकों के विरुद्ध न्यूट्रोफिल-जैसे कोशिकाओं की जीवाणुरोधी प्रभावकारिता में वृद्धि होती है।
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मानव शरीर में, प्रतिरक्षा प्रणाली एक नाजुक संतुलन बनाए रखती है, जो हमलावर बैक्टीरिया से लड़ने के लिए न्यूट्रोफिल (neutrophils) नामक विशेष सैनिकों को तैनात करती है। जब ये कोशिकाएं किसी खतरे का सामना करती हैं, तो वे न्यूट्रोफिल एक्स्ट्रासेलुलर ट्रैप (neutrophil extracellular trap) के रूप में एक शक्तिशाली रक्षा तंत्र को मुक्त कर सकती हैं। कल्पना कीजिए कि यह एक डीएनए और विषाक्त प्रोटीनों से बनी जाल है जिसे कोशिका घुसपैठिए को फंसाने और मारने के लिए उसके ऊपर फेंकती है। हालांकि यह रणनीति बैक्टीरिया को रोकने के लिए प्रभावी है, लेकिन यह एक दोधारी तलवार की तरह है। यदि जाल को बहुत अधिक स्वतंत्र रूप से या अत्यधिक मात्रा में छोड़ा जाता है, तो उलझा हुआ जाल और इसमें मौजूद जहरीले रसायन शरीर के अपने ऊतकों को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिससे पुरानी सूजन (chronic inflammation) को बढ़ावा मिलता है। यह विनाशकारी चक्र पीरियडोंटाइटिस (periodontitis) जैसी बीमारियों में एक प्रमुख चालक है, जो मसूड़ों का एक गंभीर संक्रमण है जिससे दांत गिर सकते हैं, और पेरी-इम्प्लांटाइटिस (peri-implantitis), एक समान स्थिति जो डेंटल इम्प्लांट्स के लिए खतरा पैदा करती है।
द दशकों से, डॉक्टर इन संक्रमणों का इलाज माइनोसाइक्लिन हाइड्रोक्लोराइड (minocycline hydrochloride) से करते रहे हैं, जो एक प्रसिद्ध एंटीबायोटिक है जो सीधे बैक्टीरिया को मारता है। हालांकि, वैज्ञानिकों ने हाल ही में खोजा है कि यह दवा केवल सूक्ष्मजीवों को जहर देने से कहीं अधिक काम कर सकती है; ऐसा प्रतीत होता है कि यह प्रतिरक्षा प्रणाली की अति-प्रतिक्रिया पर एक ब्रेक के रूप में कार्य करती है। बीजिंग स्टोमैटोलॉजिकल अस्पताल के शोधकर्ताओं का एक नया अध्ययन ठीक इसी बात की जांच करता है कि यह कैसे काम करता है। वे जानना चाहते थे कि क्या माइनोसाइक्लिन उन हानिकारक डीएनए जालों के निर्माण को रोक सकता है, और क्या उन्हें रोकने से वास्तव में शरीर संक्रमण से बेहतर तरीके से लड़ पाएगा, बजाय इसके कि वह असुरक्षित रह जाए।
शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में मानव कोशिकाओं को उगाईं जिन्हें न्यूट्रोफिल की तरह व्यवहार करने के लिए प्रेरित किया जा सकता था। उन्होंने इन कोशिकाओं को एक रासायनिक संकेत के साथ उपचारित किया ताकि डीएनए जाल के निर्माण को सक्रिय किया जा सके, जो एक सक्रिय संक्रमण का अनुकरण करता है। इस नियंत्रित वातावरण में, उन्होंने यह देखने के लिए विभिन्न सांद्रता (concentrations) में माइनोसाइक्लिन पेश किया कि क्या होता है। उन्होंने पाया कि जब दवा की सांद्रता 600 माइक्रोग्राम प्रति मिलीलीटर तक पहुंच गई, तो इसने सफलतापूर्वक कोशिकाओं को जाल छोड़ने से रोक दिया। दवा ने कोशिका के भीतर एक विशिष्ट एंजाइम को अवरुद्ध करके काम किया, जो एक आणविक मशीन llamada PAD4 है, जो डीएनए को सुलझाने और जाल लॉन्च करने के लिए आवश्यक है। इस एंजाइम के बिना, कोशिकाएं बरकरार रहीं और उन्होंने अपने आसपास के स्थान में अपनी विषाक्त सामग्री नहीं बिखेरी।
महत्वपूर्ण रूप से, अध्ययन ने दिखाया कि डीएनए जालों के इस दमन ने प्रतिरक्षा कोशिकाओं को कमजोर नहीं छोड़ा। वास्तव में, इसके विपरीत हुआ। जब शोधकर्ताओं ने इन उपचारित कोशिकाओं को मसूड़ों की बीमारी पैदा करने वाले विशिष्ट बैक्टीरिया के साथ मिलाया, तो कोशिकाओं और दवा का यह संयोजन अकेले कोशिकाओं या दवा द्वारा प्राप्त किए जाने वाले प्रभाव की तुलना में बैक्टीरिया को मारने में कहीं अधिक प्रभावी साबित हुआ। दवा केवल वहां बैठी नहीं रही; ऐसा लगा जैसे इसने शिकार करने और हमलावरों को नष्ट करने की कोशिकाओं की क्षमता को बढ़ा दिया। यह सुझाव देता है कि माइनोसाइक्लिन एक दोहरे उद्देश्य वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है: यह प्रतिरक्षा प्रणाली के विनाशकारी पक्ष को शांत करता है और साथ ही इसकी आक्रामक क्षमताओं को तेज करता है।
टीम ने सूजन के संकेतों, जिन्हें साइटोकिन्स (cytokines) कहा जाता है, के स्तर को भी मापा। उन्होंने देखा कि दवा ने दर्द और ऊतक विनाश को चलाने वाले कई प्रमुख रसायनों के स्राव को काफी कम कर दिया। दिलचस्प बात यह है कि अध्ययन ने खुलासा किया कि दवा ने इन सूजन संबंधी संकेतों में से कुछ को डीएनए जाल को रोकने के तंत्र के माध्यम से कम किया, जबकि उसने अन्य को पूरी तरह से एक अलग, स्वतंत्र पथ के माध्यम से कम किया। इसका मतलब है कि दवा कई कोणों से सूजन की समस्या पर प्रहार करती है।
हालांकि निष्कर्ष उत्साहजनक हैं, शोधकर्ता नोट करते हैं कि लैब डिश में इन प्रभावों को प्राप्त करने के लिए आवश्यक दवा की सांद्रता काफी अधिक है और उस स्तर के करीब है जहां यह कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकती है। यह सुझाव देता है कि केवल वर्तमान रूप में तैयार दवा को लेना ही इन विशिष्ट लाभों को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है। यह अध्ययन स्मार्ट वितरण विधियों की ओर इशारा करता है, जैसे कि स्थानीय उपचार जो सीधे मसूड़े के ऊतकों को लक्षित करते हैं, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि दवा दुष्प्रभावों के बिना सही जगह पर सही ताकत के साथ पहुंचे।
अंततः, यह कार्य पहला स्पष्ट प्रमाण प्रदान करता है कि माइनोसाइक्लिन संक्रमण के दौरान प्रतिरक्षा कोशिकाओं के व्यवहार को पुनर्गठित (reprogram) कर सकता है। केवल बैक्टीरिया को मारने के बजाय, यह ऐसा प्रतीत होता है जैसे यह शरीर की रक्षा प्रणाली को बिना किसी सहवर्ती क्षति (collateral damage) के अधिक कुशलता से लड़ने के लिए सिखाता है। यह खोज एक नया दृष्टिकोण प्रदान करती है कि कैसे एक परिचित एंटीबायोटिक को पुराने सूजन संबंधी रोगों के इलाज के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे एक मानक उपचार को उपचार के एक अधिक परिष्कृत उपकरण में बदला जा सकता है।
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