H2-Ab1 deficiency in macrophages ameliorates spinal cord injury by regulating phagocytosis processing
यह अध्ययन दर्शाता है कि मैक्रोफेज-विशिष्ट रूप से H2-Ab1 जीन के विलोपन से M1 ध्रुवीकरण और फोमी मैक्रोफेज गठन को रोककर स्पाइनल कॉर्ड इंजरी में सुधार होता है, जिससे सूजन संबंधी साइटोकाइन स्राव, ROS संचय और न्यूरोनल एपोप्टोसिस कम हो जाता है।
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जब रीढ़ की हड्डी में चोट लगती है, तो शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली एक जटिल और अक्सर अराजक प्रतिक्रिया शुरू कर देती है। इस प्रतिक्रिया में प्रमुख खिलाड़ियों में मैक्रोफेज (macrophages) शामिल हैं, जो श्वेत रक्त कोशिकाओं का एक प्रकार हैं और एक कोशिकीय सफाई दल के रूप में कार्य करते हैं। उनका काम आघात के बाद बचे हुए मृत ऊतकों और मलबे को साफ करना है। हालाँकि, रीढ़ की हड्डी के सीमित स्थान में, यह सफाई कभी-कभी बहुत अधिक हो सकती है। जब ये कोशिकाएं बहुत अधिक मलबे का सेवन कर लेती हैं, तो वे अत्यधिक भारित हो सकती हैं और "फोमी" (foamy) कोशिकाओं में बदल सकती हैं जो हानिकारक सूजन संबंधी रसायनों को छोड़ती हैं। यह अत्यधिक सूजन स्वस्थ तंत्रिका कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाती है और रीढ़ की हड्डी को ठीक होने से रोकती है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि रिकवरी के लिए इस सफाई प्रक्रिया को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है, लेकिन वे उस विशिष्ट आणविक स्विच की तलाश कर रहे थे जो इन कोशिकाओं को यह बताता है कि उन्हें कब रुकना है और कब समस्या पैदा करना शुरू करना है।
सन यत-सेन विश्वविद्यालय के थर्ड एफिलिएटेड हॉस्पिटल के शोधकर्ताओं के एक हालिया अध्ययन ने ऐसे ही एक स्विच की पहचान की है। टीम ने H2-Ab1 नामक एक विशिष्ट जीन पर ध्यान केंद्रित किया, जो मेजर हिस्टोकम्पैटिबिलिटी कॉम्प्लेक्स क्लास II (Major Histocompatibility Complex Class II) के रूप में ज्ञात एक बड़े तंत्र का हिस्सा है। सरल शब्दों में, यह प्रणाली कोशिकाओं को यह पहचानने में मदद करती है कि शरीर में क्या है और क्या नहीं। शोधकर्ता यह समझना चाहते थे कि चोट लगने के बाद यह जीन वास्तव में कहाँ सक्रिय होता है और यदि इसे बंद कर दिया जाए तो क्या होगा। चूहों में जेनेटिक इंजीनियरिंग और विस्तृत अवलोकन के संयोजन का उपयोग करके, उन्होंने पाया कि यह जीन मुख्य रूप से उन मैक्रोफेज में सक्रिय है जो रक्त से चोट वाली जगह पर पहुँचते हैं, न कि उन निवासी प्रतिरक्षा कोशिकाओं में जो मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में स्थायी रूप से रहती हैं। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि उन्होंने पाया कि उन यात्रा करने वाले मैक्रोफेज में इस जीन को बंद करने से कोशिकाएं अत्यधिक भारित होने से रुक जाती हैं, हानिकारक सूजन कम हो जाती है, और रीढ़ की हड्डी बहुत बेहतर तरीके से ठीक हो पाती है।
इस जीन की गतिविधि के स्थान का पता लगाने के लिए, शोधकर्ताओं ने पहले चोट के बाद विभिन्न समयों पर घायल रीढ़ की हड्डी में जेनेटिक गतिविधि को देखा। उन्होंने पाया कि H2-Ab1 जीन बहुत सक्रिय हो गया, जो चोट के लगभग सात दिनों बाद अपने चरम पर पहुँच गया। यह समय प्रतिरक्षा कोशिकाओं के एक बड़े समूह के आगमन के साथ मेल खाता था। हालाँकि, एक चुनौती बनी हुई थी: रीढ़ की हड्डी में दो प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिकाएं होती हैं जो देखने में बहुत समान होती हैं। एक प्रकार, जिसे माइक्रोग्लिया (microglia) कहा जाता है, जन्म से रीढ़ की हड्डी के अंदर रहती है। दूसरा प्रकार, मैक्रोफेज, चोट के बाद रक्तप्रवाह से क्षेत्र में प्रवेश करता है। दोनों H2-Ab1 जीन को व्यक्त कर सकते हैं, जिससे यह बताना कठिन हो जाता कि कौन सा नुकसान पहुंचा रहा है। इसे हल करने के लिए, वैज्ञानिकों ने विशेष चूहे पैदा किए जहाँ वे एक कोशिका प्रकार को लाल चमक के साथ चमका सकते थे जबकि दूसरे को अंधेरे में छोड़ सकते थे। जब उन्होंने घायल रीढ़ की हड्डी की जांच की, तो उन्होंने देखा कि H2-Ab1 जीन की लाल चमक उन कोशिकाओं में अत्यधिक मौजूद थी जो रक्त से यात्रा करके आई थीं, न कि उन कोशिकाओं में जो मूल रूप से वहां रहती थीं। इसने पुष्टि की कि समस्या विशेष रूप से आक्रमण करने वाले मैक्रोफेज के साथ थी।
इसके बाद टीम ने परीक्षण किया कि यदि वे केवल उन आक्रमण करने वाली कोशिकाओं में इस जीन को बंद कर सकें तो क्या होगा। उन्होंने दो समूहों के चूहे बनाए: एक समूह जहाँ जीन को आक्रमण करने वाले मैक्रोफेज में अक्षम कर दिया गया था, और दूसरा जहाँ इसे निवासी माइक्रोग्लिया में अक्षम किया गया था। जब इन चूहों को रीढ़ की हड्डी की चोट लगी, तो परिणाम चौंकाने वाले थे। वे चूहे जिनमें आक्रमण करने वाले मैक्रोफेज में जीन को बंद कर दिया गया था, उनमें काफी बेहतर सुधार देखा गया। वे अपने पिछले पैरों को अधिक प्रभावी ढंग से हिला सके, अधिक स्थिर चाल के साथ चले, और उनके मस्तिष्क से पैरों तक अधिक मजबूत विद्युत संकेत यात्रा कर रहे थे। इसके विपरीत, निवासी माइक्रोग्लिया में जीन को बंद करने से परिणाम में कोई अंतर नहीं आया। इससे सिद्ध हुआ कि आक्रमण करने वाले मैक्रोफेज ही महत्वपूर्ण कारक थे, और उनका व्यवहार H2-Ab1 जीन द्वारा संचालित हो रहा था।
गहराई से जांच करते हुए, शोधकर्ताओं ने खोजा कि यह जीन इतनी समस्या क्यों पैदा करता है। उन चूहों में जहाँ यह जीन सक्रिय था, आक्रमण करने वाले मैक्रोफेज को भारी मात्रा में मलबा निगलते हुए देखा गया, जिसमें तंत्रिकाओं के सुरक्षात्मक आवरण के टुकड़े और वसा की बूंदें शामिल थीं। इस अत्यधिक खाने से वे "फोमी" कोशिकाओं में बदल गए जो विषाक्त रसायन छोड़ते हैं। इन रसायनों ने रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज (reactive oxygen species) का एक तूफान पैदा किया, जो अस्थिर अणु हैं जो पास की तंत्रिका कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाते हैं और उन्हें मार देते हैं। हालाँकि, उन चूहों में जहाँ जीन को बंद कर दिया गया था, मैक्रोफेज फोमी नहीं हुए। उन्होंने कम मलबा खाया, बहुत कम विषाक्त रसायन छोड़े, और उतनी मात्रा में रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज उत्पन्न नहीं की। परिणामस्वरूप, घायल क्षेत्र में तंत्रिका कोशिकाएं बहुत बड़ी संख्या में जीवित रहीं, और निशान वाला ऊतक (scar tissue) जो आमतौर पर उपचार को रोकता है, छोटा और कम घना था।
अध्ययन ने यह भी देखा कि ये कोशिकाएं अपने व्यवहार में कैसे बदलीं। सामान्यतः, जब मैक्रोफेज फोमी हो जाते हैं, तो वे सूजन और ऊतक विनाश को बढ़ावा देने वाले मोड में बदल जाते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि जब H2-Ab1 जीन मौजूद था, तो कोशिकाएं इस विनाशकारी मोड के मार्करों से भरी हुई थीं। लेकिन जब जीन को हटा दिया गया, तो कोशिकाएं एक शांत, उपचार मोड की ओर बढ़ गईं जो ऊतकों की मरम्मत में मदद करता है। इस बदलाव का अर्थ था कि चोट के आसपास का वातावरण कम शत्रुतापूर्ण हो गया, जिससे रीढ़ की हड्डी को मरम्मत की धीमी प्रक्रिया शुरू करने का अवसर मिला। शोधकर्ताओं ने लैब में कोशिकाओं को डिश में उगाकर और उन्हें उन्हीं जेनेटिक परिवर्तनों के साथ उपचारित करके इन निष्कर्षों की पुष्टि की, और हानिकारक रसायनों तथा कोशिका मृत्यु में उसी कमी को देखा।
यह कार्य एक विशिष्ट तंत्र की स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है जो रीढ़ की हड्डी की चोटों को बदतर बनाता है। यह दिखाता है कि शरीर का अपना सफाई दल एक दायित्व बन सकता है यदि इसे ठीक से नियंत्रित नहीं किया जाता है, और एक एकल जीन आक्रमण करने वाली कोशिकाओं में यह तय कर सकता है कि सफाई मदद करेगी या नुकसान। H2-Ab1 को इस हानिकारक प्रक्रिया के चालक के रूप में पहचानकर, यह अध्ययन उपचार के लिए एक संभावित नए लक्ष्य की ओर संकेत करता है। यदि डॉक्टर भविष्य में चोट के बाद रीढ़ की हड्डी में प्रवेश करने वाली प्रतिरक्षा कोशिकाओं में विशेष रूप से इस जीन को रोकने में सक्षम होते हैं, तो वे सूजन और कोशिका मृत्यु के चक्र को रोक सकते हैं, जिससे रोगियों को गति और कार्य को पुनः प्राप्त करने का बेहतर अवसर मिल सकता है। निष्कर्ष बताते हैं कि उपचार की कुंजी पूरी तरह से प्रतिरक्षा प्रणाली को रोकने में नहीं है, बल्कि इसके व्यवहार को सूक्ष्म रूप से ट्यून करने में है ताकि यह चोट से अधिक नुकसान न पहुँचा सके।
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