PROM1 and RAC1/PAK1 Transcript Responses to Extracellular Vesicle Preparations from Cancer-Associated Fibroblasts in SW480 Cells
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि कैंसर-संबद्ध फाइब्रोब्लास्ट से प्राप्त बाह्यकोशिकीय पुटिकाएं (एक्स्ट्रासेलुलर वेसिकल्स) SW480 कोलोरेक्टल कैंसर कोशिकाओं में चयापचय गतिविधि को बढ़ाती हैं और PROM1, RAC1, PAK1, SNAI1, तथा ZEB1 ट्रांसक्रिप्ट्स को अपरेगुलेट करती हैं, जिसमें siRNA-मध्यस्थता वाले PROM1 या RAC1 नॉकडाउन के माध्यम से इन ट्यूमर-बढ़ावा देने वाले प्रभावों को आंशिक रूप से कम किया जा सकता है।
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शरीर में, एक ट्यूमर शायद ही कभी केवल कैंसर कोशिकाओं का एक समूह होता है। यह अन्य कोशिकाओं के एक हलचल भरे पड़ोस के भीतर मौजूद होता है, जिसमें कैंसर-जुड़े फाइब्रोब्लास्ट (cancer-associated fibroblasts) भी शामिल हैं। ये फाइब्रोब्लास्ट सहायक कोशिकाएं हैं जो सामान्य रूप से घावों को भरने में मदद करती हैं, लेकिन जब वे ट्यूमर के पास बस जाती हैं, तो उन्हें कैंसर को बढ़ने, फैलने और उपचार का विरोध करने में मदद करने के लिए हाईजैक किया जा सकता है। इन सहायक कोशिकाओं द्वारा कैंसर कोशिकाओं के साथ संवाद करने का एक तरीका बुलबुले जैसे छोटे पैकेज भेजना है जिन्हें एक्स्ट्रासेलुलर वेसिकल्स (extracellular vesicles) कहा जाता है। इन वेसिकल्स को छोटे डिलीवरी ट्रकों के रूप में समझें जो एक कोशिका से दूसरी कोशिका तक निर्देश, प्रोटीन और अन्य सामग्रियां ले जाते हैं। जब एक कैंसर कोशिका इन पैकेजों को प्राप्त करती है, तो वह अपने व्यवहार को बदल सकती है, शायद अधिक आक्रामक बन सकती है या शरीर के नए हिस्सों में जाने की क्षमता प्राप्त कर सकती है। वैज्ञानिक विशेष रूप से यह समझने में रुचि रखते हैं कि ये संदेश वास्तव में क्या कहते हैं और वे प्राप्त करने वाली कैंसर कोशिकाओं को कैसे बदलते हैं, विशेष रूप से कोलोरेक्टल कैंसर (colorectal cancer) में, एक ऐसी बीमारी जहाँ ये अंतःक्रियाएं इस बात में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं कि बीमारी कैसे आगे बढ़ती है।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने SW480 नामक कोलोरेक्टल कैंसर कोशिका के एक विशिष्ट प्रकार में इस संचार की जांच करने के लिए आगे बढ़ी। वे देखना चाहते थे कि क्या होता है जब इन कैंसर कोशिकाओं को कैंसर-जुड़े फाइब्रोब्लास्ट द्वारा भेजे गए वेसिकल पैकेजों के संपर्क में लाया जाता है। विशेष रूप से, वे जीनों के एक सेट को देख रहे थे जो यह नियंत्रित करते हैं कि कैंसर कोशिकाएं कैसे व्यवहार करती हैं। इनमें से कुछ जीन "स्टेमनेस" (stemness) से जुड़े हैं, जो एक ऐसा गुण है जो कैंसर कोशिकाओं को अपरिपक्व, स्वयं को नवीनीकृत करने वाली कोशिकाओं की तरह कार्य करने की अनुमति देता है जिन्हें मारना कठिन होता है। अन्य जीन एपिथेलियल-मेसेनकाइमल ट्रांजिशन (epithelial-mesenchymal transition) नामक एक प्रक्रिया से जुड़े हैं, जो कोशिकाओं को अपना आकार बदलने और चलने में मदद करता है, जो कैंसर फैलने का एक प्रमुख चरण है। शोधकर्ताओं ने उन दो जीन जोड़ों पर भी ध्यान केंद्रित किया जो कोशिकाओं को चलने और विभाजित होने में मदद करने के लिए मिलकर काम करते हैं। अपने विचारों का परीक्षण करने के लिए, उन्होंने प्रयोगशाला में कैंसर कोशिकाओं को उगाया और उन्हें फाइब्रोब्लास्ट वेसिकल्स के एक केंद्रित घोल से उपचारित किया। उन्होंने मापा कि कोशिकाएं कितनी सक्रिय थीं और उन विशिष्ट जीनों के स्तर की जांच की जिनमें उनकी रुचि थी।
परिणामों ने दिखाया कि जब कैंसर कोशिकाओं को फाइब्रोब्लास्ट वेसिकल्स के संपर्क में लाया गया, तो वे अधिक मेटाबॉलिक रूप से सक्रिय हो गईं, जिसका अर्थ है कि वे अधिक मेहनत कर रही थीं और अधिक तेजी से बढ़ रही थीं। साथ ही, जिन जीनों पर शोधकर्ता नज़र रख रहे थे, उनके स्तर भी बढ़ गए। इसमें स्टेमनेस से जुड़े जीन और आकार बदलने तथा चलने की क्षमता वाले जीन, साथ ही वे जीन भी शामिल थे जो कोशिकाओं के प्रवास (migrate) और विभाजन में मदद करते हैं। इन जीनों के विशिष्ट योगदान को समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने 'स्मॉल इंटरफेयरिंग आरएनए' (small interfering RNA) नामक एक उपकरण का उपयोग किया। यह उपकरण एक सटीक स्विच की तरह कार्य करता है जो किसी विशिष्ट जीन की आवाज़ को कम कर सकता है। उन्होंने दो अलग-अलग प्रयोग बनाए: एक जहाँ उन्होंने स्टेमनेस जीन को कम किया और दूसरा जहाँ उन्होंने माइग्रेशन-संबंधित जीन को कम किया। दोनों ही मामलों में, जब उन्होंने लक्षित जीन को साइलेंस (silence) किया, तो संयुक्त उपचार समूहों में वेसिकल-मात्र समूहों की तुलना में संबंधित ट्रांसक्रिप्ट्स और मेटाबॉलिक गतिविधि संख्यात्मक रूप से कम थी। उदाहरण के लिए, जब उन्होंने स्टेमनेस जीन को साइलेंस किया, तो कोशिकाओं के चलने में मदद करने वाले जीनों के स्तर संख्यात्मक रूप से कम थे, और कोशिकाएं वेसिकल अकेले प्राप्त करने की तुलना में कम सक्रिय थीं। इसी तरह, जब उन्होंने माइग्रेशन जीन को साइलेंस किया, तो उसके साथी जीन और समग्र सेल गतिविधि, वेसिकल प्राप्त करने वाले समूह की तुलना में संख्यात्मक रूप से कम थी।
यह अध्ययन एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है कि कैसे सहायक कोशिकाओं से आने वाले ये छोटे वेसिकल पैकेज कोलोरेक्टल कैंसर कोशिकाओं में बढ़ी हुई गतिविधि और आनुवंशिक निर्देशों में बदलाव से जुड़े हैं। शोधकर्ताओं ने देखा कि जब विशिष्ट जीनों को साइलेंस किया गया, तो ट्रांसक्रिप्ट स्तर और मेटाबॉलिक प्रतिक्रियाएं वेसिकल-ओनली समूहों की तुलना में संख्यात्मक रूप से कम हो गईं। हालांकि, लेखक नोट करते हैं कि प्रयोगों में एक जीन मॉड्यूल के दूसरे पर प्रभाव का परीक्षण नहीं किया गया था, जिसका अर्थ है कि अध्ययन दो जीन-प्रतिक्रिया पैटर्न के बीच सीधे क्रॉसटॉक (crosstalk) का प्रमाण प्रदान नहीं करता है। यह कार्य एक आधार के रूप में कार्य करता है, जो यह दिखाता है कि ये अंतःक्रियाएं होती हैं और मापने योग्य हैं, लेकिन यह भविष्य के अध्ययनों के लिए द्वार खुला छोड़ देता है ताकि विवरणों की पुष्टि की जा सके और यह देखा जा सके कि क्या इन विशिष्ट जीनों को रोकना रोगियों में इस बीमारी के इलाज में मदद कर सकता है।
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