Selectin-Dependent Organ Invasion and Prognostic Impact of Loss of CD2 in Systemic Mastocytosis
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि सिस्टेमिक मास्टोसाइटोसिस में CD2 अभिव्यक्ति की हानि E- और P-सेलेक्टिन द्वारा मध्यस्थ एक विसरित, ल्यूकेमिक अंग आक्रमण को बढ़ावा देती है, जिससे CD2-पॉजिटिव बीमारी की तुलना में रोगी के जीवित रहने की दर काफी कम हो जाती है।
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मानव शरीर के भीतर, मास्ट सेल (mast cell) नामक श्वेत रक्त कोशिकाओं का एक विशिष्ट प्रकार प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा खतरों के प्रति प्रतिक्रिया करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सिस्टेमिक मास्टोसाइटोसिस (systemic mastocytosis) के रूप में ज्ञात एक स्थिति में, ये कोशिकाएं अनियंत्रित रूप से बढ़ती हैं, और बोन मैरो, त्वचा और पाचन तंत्र जैसे अंगों में जमा होने लगती हैं। कई रोगियों के लिए, यह बीमारी प्रबंधनीय रहती है, क्योंकि ये दोषपूर्ण कोशिकाएं घने और संगठित समूहों में ही रहती हैं। हालांकि, अन्य लोगों के लिए, यह बीमारी आक्रामक और खतरनाक हो जाती है। इन गंभीर मामलों में, कोशिकाएं अपने समूहों से मुक्त होकर शरीर में व्यापक रूप से और बिखरे हुए तरीके से फैल जाती हैं, जो ल्यूकेमिया (leukemia) के समान होता है। कुछ कोशिकाएं एक स्थान पर क्यों रहती हैं जबकि अन्य बिखर जाती हैं, इसे समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि एक नियंत्रित अवस्था से फैलने वाली अवस्था में यह बदलाव ही निर्धारित करता है कि रोगी कितने समय तक जीवित रहेगा।
वैज्ञानिक लंबे समय से संदेह कर रहे थे कि इन कोशिकाओं की सतह इनके व्यवहार की कुंजी है। विशेष रूप से, उन्होंने CD2 नामक एक प्रोटीन को देखा, जो एक आणविक गोंद (molecular glue) की तरह कार्य करता है। स्वस्थ प्रतिरक्षा कोशिकाओं में, यह प्रोटीन उन्हें आपस में या अन्य सतहों से जुड़ने में मदद करता है। मास्टोसाइटोसिस के शुरुआती और कम खतरनाक चरणों में, इन कैंसरकारी मास्ट कोशिकाओं की सतह पर आमतौर पर यह प्रोटीन मौजूद होता है। लेकिन जैसे-जैसे बीमारी बिगड़ती है और अधिक आक्रामक होती जाती है, ये कोशिकाएं अक्सर इस CD2 प्रोटीन को पूरी तरह से खो देती हैं। बड़ा सवाल यह था कि क्या इस प्रोटीन का गायब होना बीमारी के बिगड़ने का केवल एक दुष्प्रभाव था, या क्या प्रोटीन के गायब होने के कारण वास्तव में कोशिकाएं बिखर गईं और नए अंगों पर आक्रमण किया।
इस उत्तर को खोजने के लिए, वियना के मेडिकल यूनिवर्सिटी और जर्मनी के उनके सहयोगियों ने मानव मास्ट कोशिकाओं और चूहों का उपयोग करके प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की। उन्होंने मानव मास्ट कोशिकाओं की एक ऐसी रेखा से शुरुआत की जिसमें स्वाभाविक रूप से दो प्रकार के मिश्रण थे: कुछ जिनमें अभी भी CD2 प्रोटीन था और कुछ जिन्होंने इसे खो दिया था। टीम ने इन कोशिकाओं को सावधानीपूर्वक दो अलग-अलग समूहों में विभाजित किया—एक समूह जिसने प्रोटीन बनाए रखा और दूसरा जिसने इसे नहीं रखा। फिर उन्होंने इन कोशिकाओं को उन चूहों के पेट में इंजेक्ट किया जिन्हें एक कार्यशील प्रतिरक्षा प्रणाली की कमी के साथ पाला गया था, जिससे मानव कोशिकाएं बिना किसी हमले के बढ़ सकें।
परिणाम चौंकाने वाले थे। जिन चूहों को CD2 प्रोटीन वाली कोशिकाएं दी गईं, उनमें फेफड़ों और अन्य ऊतकों में मास्ट कोशिकाओं के छोटे, सीमित समूह विकसित हुए। कोशिकाएं एक साथ टिकी रहीं, और हर जगह फैलने के बजाय स्पष्ट गांठें बनाती रहीं। इसके विपरीत, जिन चूहों में CD2 प्रोटीन खो चुकी कोशिकाओं को इंजेक्ट किया गया था, उनमें एक बहुत अलग पैटर्न देखा गया। व्यवस्थित समूहों के बजाय, ये कोशिकाएं व्यापक रूप से फैल गईं, और अंगों में ढीले और विस्तृत रूप से घुस गईं। इस व्यवहार के अंतर का चूहों के जीवन पर सीधा प्रभाव पड़ा। CD2-नेगेटिव (CD2-negative) कोशिकाओं वाले जानवरों की मृत्यु बहुत पहले हुई, जिनका औसत जीवनकाल केवल 69 दिन था, जबकि CD2-पॉजिटिव (CD2-positive) कोशिकाओं वाले चूहों का जीवनकाल 85 दिन था। प्रोटीन के नुकसान ने एक नियंत्रित समस्या को तेजी से फैलने वाली समस्या में बदल दिया।
शोधकर्ताओं ने फिर यह समझने की कोशिश की कि ये कोशिकाएं अंगों पर आक्रमण करने में कैसे सक्षम हुईं। उन्हें संदेह था कि कोशिकाएं रक्त वाहिकाओं की दीवारों पर विशिष्ट "डॉकिंग" (docking) प्रोटीनों का उपयोग करके पकड़ बना रही हैं और आगे बढ़ रही हैं। इसका परीक्षण करने के लिए, उन्होंने चूहों के एक विशेष समूह का उपयोग किया जिनमें E-selectin और P-selectin नामक दो विशिष्ट डॉकिंग प्रोटीन की कमी थी। जब उन्होंने मानव मास्ट कोशिकाओं को इन चूहों में इंजेक्ट किया, तो कोशिकाएं प्रभावी ढंग से अंगों में प्रवेश नहीं कर सकीं। चाहे कोशिकाओं में CD2 प्रोटीन हो या न हो, वे उन सेलेक्टिन (selectin) डॉकिंग बिंदुओं के बिना फेफड़ों के ऊतकों में नहीं जा सकीं या शरीर में नहीं फैल सकीं। इससे यह सिद्ध हुआ कि आक्रमण की प्रक्रिया काफी हद तक इन सेलेक्टिन अणुओं पर निर्भर करती है, जो कोशिकाओं के रक्त से अंगों में जाने के लिए एक आवश्यक सेतु के रूप में कार्य करते हैं।
यह देखने के लिए कि क्या ये निष्कर्ष वास्तविक लोगों पर लागू होते हैं, टीम ने 113 सिस्टेमिक मास्टोसाइटोसिस रोगियों के चिकित्सा रिकॉर्ड का अध्ययन किया। उन्होंने जांच की कि क्या रोगियों की मास्ट कोशिकाओं में CD2 प्रोटीन था और रोगियों के जीवित रहने की अवधि का भी पता लगाया। डेटा उनके चूहे के प्रयोगों से पूरी तरह मेल खाता था। जिन रोगियों की मास्ट कोशिकाओं में अभी भी CD2 प्रोटीन था, वे लंबे समय तक जीवित रहे और उनका भविष्य बेहतर रहा। इसके अलावा, उन्नत और आक्रामक रूपों में CD2 का नुकसान बहुत अधिक सामान्य था। अध्ययन बताता है कि जब ये कैंसर कोशिकाएं CD2 प्रोटीन खो देती हैं, तो वे एक साथ जुड़े रहने की अपनी क्षमता खो देती हैं, जिससे वे स्वतंत्र होकर व्यापक रूप से फैल जाती हैं, जो रोग की अधिक गंभीर स्थिति का कारण बनता है।
शोध में कोशिकाओं की आनुवंशिक संरचना का भी अध्ययन किया गया ताकि यह देखा जा सके कि क्या CD2 खोने से अन्य परिवर्तन भी शुरू हुए। हालांकि कोशिकाओं में सक्रिय होने वाले जीन में कुछ अंतर दिखाई दिए, लेकिन व्यवहार में बदलाव लाने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक स्वयं CD2 का नुकसान था। बिना CD2 वाली कोशिकाएं परिसंचारी कैंसर कोशिकाओं (circulating cancer cells) की तरह व्यवहार करती थीं, जो अलग होने और यात्रा करने के लिए तैयार थीं, जबकि CD2 वाली कोशिकाएं स्थिर ऊतक निवासी (stationary tissue residents) की तरह कार्य करती थीं। यह खोज एक विशिष्ट आणविक स्विच (molecular switch) को उजागर करती है जो यह नियंत्रित करता है कि बीमारी नियंत्रित रहेगी या एक व्यापक खतरा बन जाएगी। यह पहचानना कि CD2 का नुकसान बीमारी के बढ़ने का एक महत्वपूर्ण चरण है, यह दर्शाता है कि क्यों कुछ रोगी दूसरों की तुलना में अधिक खराब स्थिति में होते हैं, और यह बताता है कि शरीर में कैंसर कोशिकाओं के घूमने के तरीके में आसंजन अणुओं (adhesion molecules) का क्या महत्व है।
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