B cells modulate Alzheimer’s disease-related pathology in a mouse model of Down syndrome
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि डाउन सिंड्रोम वाले माउस मॉडल में, बी-सेल की कमी और सक्रिय अमाइलॉइड-बीटा टीकाकरण दोनों ही घुलनशील अमाइलॉइड-बीटा के स्तर को कम करते हैं और अल्पकालिक स्थानिक स्मृति में सुधार करते हैं, जो अल्जाइमर रोग से संबंधित पैथोलॉजी में अनुकूल प्रतिरक्षा (एडेप्टिव इम्युनिटी) को एक परिवर्तनीय कारक के रूप में रेखांकित करता है।
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मस्तिष्क कोई अलग-थलग किला नहीं है; यह शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली (इम्यून सिस्टम) के साथ निरंतर संवाद में रहता है, जो संक्रमण से रक्षा करने वाली कोशिकाओं और प्रोटीन का एक नेटवर्क है। दशकों तक, वैज्ञानिकों ने मस्तिष्क को एक ऐसी जगह माना जहाँ प्रतिरक्षा प्रणाली या तो काफी हद तक अनुपस्थित थी या कड़ाई से नियंत्रित थी। हालाँकि, अब हम जानते हैं कि प्रतिरक्षा कोशिकाएं मस्तिष्क की सीमाओं की गश्त करती हैं और यहाँ तक कि इसके ऊतकों में भी प्रवेश करती हैं, जो स्वास्थ्य और रोग दोनों में एक जटिल भूमिका निभाती हैं। यह संबंध अल्जाइमर रोग में विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है, एक ऐसी स्थिति जहाँ एमाइलॉयड-बीटा नामक जहरीले प्रोटीन आपस में जुड़कर गुच्छे बनाने लगते हैं, जिससे मस्तिष्क की कोशिकाओं के बीच संचार बाधित होता है और याददाश्त कम होने लगती है। हालाँकि इस बीमारी का अध्ययन सामान्य आबादी में किया जाता है, लेकिन यह डाउन सिंड्रोम वाले लोगों को भयानक गति से प्रभावित करती है। डाउन सिंड्रोम वाले लगभग सभी लोग 60 वर्ष की आयु तक अल्जाइमर के मस्तिष्क संबंधी परिवर्तनों का अनुभव करते हैं, जो उन्हें यह समझने के लिए एक महत्वपूर्ण समूह बनाता है कि यह रोग कैसे शुरू होता है। पहेली स्वयं प्रतिरक्षा प्रणाली में निहित है: डाउन सिंड्रोम वाले व्यक्तियों की प्रतिरक्षा प्रणाली पुरानी रूप से सक्रिय और असंतुलित होती है, लेकिन यह स्पष्ट नहीं था कि यह विशिष्ट प्रतिरक्षा अराजकता केवल बीमारी का एक दुष्प्रभाव है या एक ऐसा कारक जो सक्रिय रूप से मस्तिष्क की क्षति को बदतर बनाता है।
इजराइल के बार-इलान विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने डाउन सिंड्रोम वाले लोगों में पाए जाने वाले आनुवंशिक पदार्थ की एक अतिरिक्त प्रति वाले चूहों के एक विशेष स्ट्रेन का उपयोग करके इस संबंध को सुलझाने का प्रयास किया। ये चूहे, जिन्हें Dp1Tyb कहा जाता है, उम्र बढ़ने के साथ अल्जाइमर पैथोलॉजी के शुरुआती लक्षणों को विकसित करते हैं, जिसमें उनके मस्तिष्क में एमाइलॉयड प्रोटीन में परिवर्तन और स्मृति एवं गतिशीलता में कठिनाइयाँ शामिल हैं। टीम ने पहले उस बात की पुष्टि की जो पहले से ही संदिग्ध थी: जैसे-जैसे ये चूहे बड़े हुए, उनकी प्रतिरक्षा प्रणाली ने असंतुलन का एक विशिष्ट पैटर्न दिखाया। परिपक्व बी-कोशिकाओं (B cells) की संख्या, जो एक प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका है और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को समन्वित करने में मदद करती है, उनके रक्त, प्लीहा और यहाँ तक कि मस्तिष्क के चारों ओर की सुरक्षात्मक परतों में काफी कम हो गई। इसी समय, टी-कोशिकाएं (T cells), जो प्रतिरक्षा कोशिकाओं का एक अन्य प्रमुख प्रकार है, इन्हीं क्षेत्रों में अधिक संख्या में हो गईं। यह बदलाव मस्तिष्क में घुलनशील एमाइलॉयड-बीटा प्रोटीन में वृद्धि और चूहों की भूलभुलैया (maze) में रास्ता खोजने या वस्तुओं को रखी गई जगह को याद रखने की क्षमता में गिरावट के साथ हुआ।
यह परीक्षण करने के लिए कि क्या यह प्रतिरक्षा असंतुलन वास्तव में मस्तिष्क की समस्याओं का कारण था, वैज्ञानिकों ने दो अलग-अलग प्रयोग किए। पहले प्रयोग में, उन्होंने पुराने नर चूहों को एक एंटीबॉडी से उपचारित किया जो विशेष रूप से शरीर से बी-कोशिकाओं को हटा देती है। लक्ष्य यह देखना था कि इन कोशिकाओं को हटाने से चूहों को मदद मिलेगी या नुकसान। आश्चर्यजनक रूप से, बी-कोशिकाओं को हटाने से चूहों की अल्पकालिक स्मृति में सुधार हुआ। उपचारित चूहे भूलभुलैया में रास्ता खोजने में तेज़ थे और नई जगहों को बेहतर ढंग से याद रख सके। जैव रासायनिक रूप से, इस उपचार ने मस्तिष्क में हानिकारक घुलनशील एमाइलॉयड-बीटा प्रोटीन के स्तर को भी कम कर दिया। हालाँकि, इस उपचार ने चूहों के मोटर कौशल या उनके चिंता जैसे व्यवहारों को ठीक नहीं किया, जिससे पता चलता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली का प्रभाव मस्तिष्क के कुछ विशिष्ट कार्यों के प्रति विशिष्ट है। शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि जब बी-कोशिकाओं को हटाया गया, तो रक्त और मस्तिष्क के आसपास के ऊतकों में टी-कोशिकाओं की संख्या बढ़ गई, जो संकेत देता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली एक कसकर जुड़ी हुई नेटवर्क है जहाँ एक हिस्से को बदलने से दूसरे हिस्से बदल जाते हैं।
दूसरे प्रयोग में, टीम ने समान आयु के मादा चूहों पर ध्यान केंद्रित किया। कोशिकाओं को हटाने के बजाय, उन्होंने इन चूहों को एक डीएनए-आधारित इंजेक्शन से टीका लगाया जिसे उनकी प्रतिरक्षा प्रणाली को एमाइलॉयड-बीटा प्रोटीन को पहचानने और उन पर हमला करने के लिए प्रशिक्षित करने हेतु डिज़ाइन किया गया था। इस दृष्टिकोण को, जिसे सक्रिय टीकाकरण (active immunization) कहा जाता है, बी-सेल हटाने से अलग तरीके से काम करते हुए देखा गया। टीकाकृत चूहों ने भी अल्पकालिक स्मृति में सुधार और घुलनशील एमाइलॉयड-बीटा प्रोटीन में कमी दिखाई। इसके अतिरिक्त, इस उपचार ने मस्तिष्क की प्रतिरक्षा कोशिकाओं, जिन्हें माइक्रोग्लिया (microglia) कहा जाता है, को शांत करने में भी मदद की, जो अनुपचारित चूहों में अत्यधिक जटिल और प्रतिक्रियाशील हो गई थीं। टीकाकृत चूहों के माइक्रोग्लिया स्वस्थ नियंत्रण समूहों के समान आकार में वापस आ गए, जो मस्तिष्क के आंतरिक वातावरण के आंशिक बहाली का सुझाव देते हैं।
अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि डाउन सिंड्रोम में प्रतिरक्षा प्रणाली केवल टूटी हुई या कमजोर नहीं है; बल्कि इसे इस तरह से पुनर्गठित किया गया है जो सक्रिय रूप से अल्जाइमर से संबंधित क्षति में योगदान देती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि दो बहुत ही अलग रणनीतियाँ—बी-कोशिकाओं को पूरी तरह से हटाना या एमाइलॉयड से लड़ने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली को प्रशिक्षित करना—दोनों ही समान लाभों की ओर ले गईं: मस्तिष्क में कम जहरीला प्रोटीन और बेहतर स्मृति। यह सुझाव देता है कि ऐसे कई मार्ग हैं जिनके माध्यम से प्रतिरक्षा प्रणाली रोग को प्रभावित कर सकती है। हालाँकि यह अध्ययन चूहों पर किया गया था और यह अभी तक यह सिद्ध नहीं करता है कि ये तरीके मनुष्यों में काम करेंगे, फिर भी यह इस बात का पुख्ता प्रमाण प्रदान करता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली डाउन सिंड्रोम वाले अल्जाइमर की प्रगति में एक परिवर्तनीय कारक है। बी-कोशिकाओं और अन्य प्रतिरक्षा घटकों के मस्तिष्क प्रोटीन के साथ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, इसे समझकर, वैज्ञानिक अंततः इस विनाशकारी संज्ञानात्मक गिरावट को धीमा करने या रोकने के नए तरीके खोज सकते हैं जो इस स्थिति से पीड़ित इतने सारे लोगों को प्रभावित करती है।
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