वैज्ञानिकों ने मनोभ्रंश के पीछे गुप्त मस्तिष्क ट्रिगर का पर्दाफाश किया

वैज्ञानिकों ने मनोभ्रंश के विकास में एक नए अपराधी की पहचान की है: तारे के आकार के मस्तिष्क समर्थन कोशिकाओं के विशिष्ट क्षेत्रों से मुक्त कण जिन्हें एस्ट्रोसाइट्स कहा जाता है।

न्यूयॉर्क में वेइल कॉर्नेल मेडिसिन के शोधकर्ताओं ने अपना शोध माइटोकॉन्ड्रिया, एस्ट्रोसाइट्स और अन्य कोशिकाओं में छोटी संरचनाओं पर केंद्रित किया जो भोजन से पोषक तत्व लेते हैं और उन्हें रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।

जबकि माइटोकॉन्ड्रिया शरीर को कार्य करने के लिए आवश्यक अधिकांश ऊर्जा बनाते हैं, वे प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां (आरओएस), अणु भी छोड़ते हैं जिन्हें आमतौर पर मुक्त कण के रूप में जाना जाता है। सामान्य स्तर पर, आरओएस आवश्यक कोशिका कार्यों को विनियमित करने में मदद करता है, लेकिन अत्यधिक या खराब समय पर उत्पादन कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकता है।

रोगग्रस्त एस्ट्रोसाइट्स में, बाहरी ट्रिगर, जैसे सूजन वाले अणु या अल्जाइमर से जुड़े अमाइलॉइड-बीटा प्रोटीन, माइटोकॉन्ड्रिया में एक विशिष्ट साइट के कारण गलत समय और स्थान पर आरओएस का अधिक उत्पादन करते हैं।

जब टीम ने फ्रंटोटेम्पोरल डिमेंशिया की मॉडलिंग करने वाले चूहों को S3QEL नामक एक यौगिक दिया, तो एस्ट्रोसाइट्स कम सक्रिय हो गए, पूरे मस्तिष्क में सूजन के संकेत कम हो गए और डिमेंशिया से जुड़े ताऊ प्रोटीन में कमी आई।

उल्लेखनीय रूप से, ये प्रभाव तब भी दिखाई दिए जब मनोभ्रंश के लक्षण शुरू होने के बाद उपचार शुरू हुआ।

टीम ने यह भी बताया कि अपने भोजन में प्रायोगिक उपचार लेने वाले चूहे S3QEL के बिना मानक किबल खाने वाले चूहों की तुलना में अधिक समय तक जीवित रहे।

यह प्रक्रिया अत्यधिक लक्षित है. इसमें विशिष्ट संकेत शामिल होते हैं जो कोशिका के माइटोकॉन्ड्रिया में एक विशेष स्थान पर मुक्त कणों को सक्रिय करते हैं, जिससे प्रोटीन के एक चुनिंदा समूह को नुकसान होता है।

उन्होंने चूहों को यह दवा या तो उनके विशेष भोजन में मिलाकर या इंजेक्शन के जरिए दी। फिर, उन्होंने कई महीनों तक मनोभ्रंश-ग्रस्त चूहों का इलाज किया। यह देखने के लिए कि क्या दवा काम कर रही है, उन्होंने महत्वपूर्ण बदलावों पर ध्यान दिया।

उन्होंने चूहों के व्यवहार, जैसे उनकी गतिविधि और समन्वय का परीक्षण किया, यह देखने के लिए कि क्या उनके लक्षणों में सुधार हुआ है। उन्होंने चूहों के मरने के बाद उनके मस्तिष्क में सूजन और हानिकारक प्रोटीन के लक्षणों की माइक्रोस्कोप से जांच की।

उसी समय, उन्होंने आनुवंशिक रूप से संशोधित माउस पिल्लों से ली गई न्यूरॉन्स, एस्ट्रोसाइट्स और माइक्रोग्लिया सहित निकाली गई मस्तिष्क कोशिकाओं पर प्रयोगशाला में एक प्रयोग किया।

उन्होंने CIII को बायपास करने के लिए आनुवंशिक रूप से सुसज्जित होने के लिए चूहों को पाला। फिर, उन्होंने अपने मस्तिष्क में एस्ट्रोसाइट्स के संस्कृति नमूने लिए।

टीम का लक्ष्य यह साबित करना था कि उनके निष्कर्ष विशेष रूप से एस्ट्रोसाइट्स में कॉम्प्लेक्स III (CIII) मार्ग के कारण थे, माइटोकॉन्ड्रिया के भीतर विशिष्ट प्रक्रिया जहां कॉम्प्लेक्स III हानिकारक मुक्त कण उत्पन्न करता है जो मस्तिष्क में एस्ट्रोसाइट्स और पूरे शरीर में अन्य कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाता है।

S3QEL यौगिकों को विशेष रूप से माइटोकॉन्ड्रिया के भीतर मुक्त कण उत्पादन को कम करने की उम्मीद में इस मार्ग को लक्षित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

एस्ट्रोसाइट्स से निकलने वाले हानिकारक मुक्त कण मस्तिष्क की सूजन को बढ़ाने वाले जीन को सक्रिय करते पाए गए।

ग्राफ जीवित रहने के लाभ को दर्शाता है जो बीमार उपचारित चूहों (tauP301S (120) और tauP301S (240)) को मानक चाउ (tauP301S) प्राप्त करने वाले चूहों की तुलना में था। उपचार (एनटीजी (120) और एनटीजी (240)) दिए जाने पर स्वस्थ चूहों की जीवित रहने की क्षमता में बिना इसके (एनटीजी (0)) की तुलना में सुधार हुआ।

लेकिन जब उन्होंने प्रायोगिक यौगिक प्रशासित किया, तो वह प्रतिक्रिया कम हो गई, जैसे कि स्टीरियो पर वॉल्यूम नॉब को नीचे करना।

इसके बाद टीम ने बीमार चूहों का S3QEL या प्लेसिबो से इलाज किया और उनके आंदोलन, समन्वय और समग्र गतिविधि के स्तर का आकलन करने के लिए हफ्तों तक परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित की, यह देखने के लिए कि क्या उपचार उनके दैनिक कार्य और लक्षणों में सुधार कर रहा है।

जब बीमार चूहों को पूंछ से पकड़ा गया तो उनके पैर असामान्य रूप से मुड़ गए, जो खराब मोटर नियंत्रण का संकेत था, लेकिन दवा ने इसे कम कर दिया।

जब चूहों को मानवीय तरीके से इच्छामृत्यु दी गई, तो शोधकर्ताओं ने पाया कि इलाज किए गए चूहों के मस्तिष्क में सूजन के निशान कम थे और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की प्रतिरक्षा कोशिकाएं माइक्रोग्लिया कम सक्रिय थीं।

उनमें विषैले ताऊ प्रोटीन भी कम थे, जो अल्जाइमर रोग के विकास में प्राथमिक भूमिका निभाते हैं।

स्वस्थ मस्तिष्क कोशिकाओं में, ताऊ आंतरिक संरचनाओं को स्थिर करने में मदद करता है। लेकिन मनोभ्रंश के मामलों में, वे अलग हो जाते हैं और न्यूरॉन्स के अंदर विषाक्त उलझनों में फंस जाते हैं, जो अंततः उन्हें मार देता है।

चूहों के एक अलग समूह में जिन्हें इच्छामृत्यु नहीं दी गई थी, उपचारित चूहे भी प्लेसीबो प्राप्त करने वाले अपने समकक्षों की तुलना में 17 से 20 प्रतिशत अधिक समय तक जीवित रहे।

संबंधित लेखक डॉ. एडम ऑर ने कहा: ‘अध्ययन ने वास्तव में मुक्त कणों के बारे में हमारी सोच को बदल दिया है और जांच के कई नए रास्ते खोल दिए हैं।’

वर्तमान में, अधिकांश अल्जाइमर उपचार सीधे हॉलमार्क प्रोटीन पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जिसमें न्यूरॉन्स में ताऊ और अमाइलॉइड सजीले टुकड़े शामिल हैं।

लेकिन वेइल कॉर्नेल के नवीनतम निष्कर्षों ने पहली बार एक नए लक्ष्य, अतिसक्रिय एस्ट्रोसाइट्स की पहचान की।

उनका सुझाव है कि न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारी के लिए प्रभावी उपचार सिर्फ न्यूरॉन्स से अतिरिक्त ताऊ जैसे अपशिष्ट को साफ करने के बारे में नहीं हो सकता है, बल्कि सूजन को शांत करने के बारे में भी हो सकता है जो क्षति को बढ़ने देता है।

हालाँकि मानव उपयोग के लिए एक दवा विकसित करने और उसका परीक्षण करने में कई साल लगेंगे, यह काम एक ऐसे भविष्य की ओर इशारा करता है जहाँ मनोभ्रंश को एक लक्षित, अच्छी तरह से सहन करने वाली दवा द्वारा प्रबंधित किया जा सकता है जो बीमारी के विनाशकारी पाठ्यक्रम को धीमा कर देता है।

उनके परीक्षण के परिणाम नेचर मेटाबोलिज्म पत्रिका में प्रकाशित हुए थे।

अनुमानतः सात मिलियन अमेरिकी मनोभ्रंश के साथ जी रहे हैं। इनमें से लगभग 6.7 मिलियन मामले विशेष रूप से अल्जाइमर डिमेंशिया के हैं।