মিথিলিন ব্লু আৰু ফেৰোপ্ট’ছিছ: লোহা, লিপিড পাৰঅক্সিডেচন আৰু কোষৰ মৃত্যু

ফেৰোপ্ট’ছিছ হৈছে আৱৰণৰ ক্ষতিৰ ফলত হোৱা কোষৰ মৃত্যু। আৱৰণত থকা বহু-অসম্পৃক্ত চৰ্বি এক শৃংখল বিক্ৰিয়াত অক্সিডাইজ হয়, আৱৰণে কাৰ্যক্ষমতা হেৰুৱায় আৰু কোষটো মৰে। এই ৰাসায়নিক প্ৰক্ৰিয়াৰ বাবে লোহাৰ প্ৰয়োজন। এই বাক্যতেই সমগ্ৰ ধাৰণাটো আছে, আৰু এই প্ৰবন্ধৰ প্ৰতিটো বিষয় সেই ধাৰণাৰ কোনো এটা অংশৰ পৰীক্ষা।

ইয়াত প্ৰশ্নটো অধিক নিৰ্দিষ্ট: কোষৰ পৰীক্ষাত মিথিলিন ব্লুৱে সেই শৃংখলত কি কৰে, আৰু সেই ফলাফলে প্ৰকৃততে কি দেখুৱায়। চমু উত্তৰটো হ’ল, দুটা পৰীক্ষাগাৰৰ অধ্যয়নত নেনোমোলাৰ ঘনত্বৰ মিথিলিন ব্লুৱে মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ লিপিড পাৰঅক্সিডেচন কমাইছিল আৰু সাধাৰণতে ফেৰোপ্ট’ছিছ ঘটোৱা উদ্দীপক প্ৰয়োগৰ পিছতো কোষবোৰ জীয়াই ৰাখিছিল। বিশদ উত্তৰটো অধিক গুৰুত্বপূৰ্ণ, কাৰণ শৃংখলটোৰ প্ৰতিটো সংযোগ পৃথক হস্তক্ষেপেৰে পৰীক্ষা কৰা হৈছিল, আৰু প্ৰতিটো হস্তক্ষেপৰ সীমাবদ্ধতা আছে।

এটা অনুচ্ছেদত ফেৰোপ্ট’ছিছ

বহু-অসম্পৃক্ত ফেটি এচিডৰ পুচ্ছযুক্ত আৱৰণৰ ফছফ’লিপিডৰ এটা দুৰ্বল ঠাই থাকে: সহজে কাঢ়ি নিব পৰা হাইড্ৰ’জেন পৰমাণু। এটা ৰেডিকেলে তেনে এটা পৰমাণু কাঢ়ি নিয়াৰ পিছত লিপিডৰ সৈতে অক্সিজেন যুক্ত হয়, এটা লিপিড পাৰঅক্সিল ৰেডিকেল সৃষ্টি হয়, আৰু সেই ৰেডিকেলে পৰৱৰ্তী লিপিডৰ পৰা হাইড্ৰ’জেন কাঢ়ি লয়। কোনোবাই বাধা নিদিয়ালৈকে এই বিক্ৰিয়া আৱৰণৰ মাজেৰে বিয়পি যায়।

ইয়াৰ মুখ্য ৰোধকাৰী হৈছে GPX4 নামৰ এটা এনজাইম, যিয়ে গ্লুটাথায়ন ব্যৱহাৰ কৰি লিপিড পাৰঅক্সাইডক বিজাৰণৰ জৰিয়তে নিৰীহ লিপিড এলকহললৈ ৰূপান্তৰ কৰে। পৰীক্ষাগাৰৰ উদ্দীপকবোৰে এই প্ৰতিৰক্ষাৰ নিৰ্দিষ্ট স্থানত আঘাত কৰে। ইৰাষ্টিনে system xc-minus-ৰ জৰিয়তে চিষ্টিনৰ প্ৰৱেশ বন্ধ কৰে, ফলত গ্লুটাথায়ন সংশ্লেষণৰ বাবে কোষত চিষ্টেইনৰ অভাৱ হয়। বিউথিয়নিন ছালফক্সিমিনে পোনপটীয়াকৈ গ্লুটাথায়ন সংশ্লেষণ বন্ধ কৰে। RSL3-এ GPX4-কেই বাধা দিয়ে। তিনিওটাৰ ফলত পাৰঅক্সাইড আঁতৰ নোহোৱাকৈ থাকে, কিন্তু সিহঁতে পৃথক পৃথক ধাপত এই কাম কৰে। সেয়ে এটা উদ্দীপকৰ ফলাফল আনবোৰৰ ক্ষেত্ৰতো আপোনা-আপুনি প্ৰযোজ্য নহয়।

ফেৰোপ্ট’ছিছৰ সংজ্ঞা নিৰ্ধাৰণ কৰা বৈশিষ্ট্যবোৰ এপ’প্ট’ছিছৰ পৰা পৃথক। ইয়াত কেছপেজৰ ধাৰাবাহিক সক্ৰিয়কৰণ নাথাকে আৰু এপ’প্ট’টিক খণ্ডও সৃষ্টি নহয়। ডেফেৰ’ক্সামিনৰ দৰে লোহা কিলেটকাৰী পদাৰ্থ আৰু ফেৰ’ষ্টেটিন-1-ৰ দৰে ৰেডিকেল আবদ্ধকাৰী পদাৰ্থই ইয়াক দমন কৰে। কোষমৃত্যুক কেৱল নেক্ৰ’টিক বুলি কোৱাৰ সলনি ফেৰোপ্ট’ছিছজনিত বুলি চিনাক্ত কৰিবলৈ গৱেষকসকলে এই কাৰ্যভিত্তিক পৰীক্ষা ব্যৱহাৰ কৰে। নিয়ন্ত্ৰিত কোষমৃত্যুৰ পথসমূহৰ বহল পৰিসৰে এই পাৰ্থক্যৰ প্ৰসংগ বুজায়, আৰু কোষে সহজে বিক্ৰিয়াত অংশ ল’ব পৰা লোহা কেনেকৈ পৰিচালনা কৰে সেয়াই বুজায় যে কিলেচন কিয় ইমান নিৰ্ণায়ক নিয়ন্ত্ৰণমূলক পৰীক্ষা।

মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ ভূমিকা ক’ত, আৰু ইয়াক লৈ বিতৰ্ক কিয় হৈছিল

প্ৰাৰম্ভিক গৱেষণাত জনোৱা হৈছিল যে মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ DNA নথকা কোষতো ফেৰোপ্ট’ছিছ হয়, যাৰ পৰা মাইট’কণ্ড্ৰিয়া অপৰিহাৰ্য নহয় বুলি ধাৰণা হৈছিল। পৰৱৰ্তী গৱেষণাত দেখা গ’ল যে মাইট’কণ্ড্ৰিয়া কমাই দিয়া বা শ্বসন বন্ধ কৰা কাৰ্যই চিষ্টেইনৰ অভাৱজনিত ফেৰোপ্ট’ছিছ দমন কৰিব পাৰে, কিন্তু GPX4-ক পোনপটীয়াকৈ বাধা দিয়াৰ ফলত হোৱা ফেৰোপ্ট’ছিছ দমন নকৰে। মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ অৱদান উদ্দীপক, কোষৰ প্ৰকাৰ আৰু নিৰ্ণায়ক পাৰঅক্সিডেচন ক’ত ঘটে তাৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰিলে দুয়োটা ফলাফল সত্য হ’ব পাৰে।

এই প্ৰবন্ধৰ মূল ভিত্তি হোৱা অধ্যয়নটোৱে কোষৰ নিৰ্দিষ্ট অংশত কাম কৰা এটা প্ৰ’ব ব্যৱহাৰ কৰি এই বিতৰ্কৰ অনুসন্ধান কৰিছিল। MitoCLox হৈছে লিপিড পাৰঅক্সিডেচনৰ সূচকৰ মাইট’কণ্ড্ৰিয়া-লক্ষ্যিত সংস্কৰণ: মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ ভিতৰত লিপিড পাৰঅক্সিল ৰেডিকেলৰ সংস্পৰ্শলৈ আহিলে ইয়াৰ প্ৰতিপ্ৰভা সলনি হয়। ইৰাষ্টিন প্ৰয়োগ কৰা ফাইব্ৰ’ব্লাষ্টত মৃত্যুৰ আগতেই, জীয়াই থকা অৱস্থাত, মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ প্ৰ’বৰ অক্সিডেচন দেখা গৈছিল, আৰু কোষসমূহৰ মাজত ইয়াৰ পৰিমাণ একে নাছিল। এই সময়ক্ৰম গুৰুত্বপূৰ্ণ। মৃত্যুৰ আগতে হোৱা পাৰঅক্সিডেচন মৃত্যুৰ সম্ভাৱ্য কাৰণ হ’ব পাৰে। কেৱল মৃত কোষত জোখা পাৰঅক্সিডেচন অৱশিষ্ট ক্ষতিৰ চিন। লিপিড পাৰঅক্সিডেচনৰ পৰীক্ষা আৰু প্ৰতিটো প্ৰ’বে কি সূচায়-ৰ সহযোগী নিৰ্দেশিকাত প্ৰ’বৰ অৱস্থানেই সংকেতৰ অৰ্থ কিয় নিৰ্ধাৰণ কৰে সেয়া আলোচনা কৰা হৈছে।

দ্বিতীয় এটা মডেলতো একে আৰ্হি দেখা গৈছিল। লেবাৰ বংশগত অপ্টিক নিউৰ’পেথি থকা এজন ৰোগীৰ ফাইব্ৰ’ব্লাষ্টত কমপ্লেক্স I-ৰ মিউটেচন আৰু স্বাভাৱিক অৱস্থাতেই অধিক অক্সিডেটিভ চাপ আছিল। গ্লুটাথায়ন কমাই দিয়াত সেই কোষবোৰ ফেৰোপ্ট’ছিছৰ ফলত মৰিছিল, অথচ নিয়ন্ত্ৰণ গোটৰ ফাইব্ৰ’ব্লাষ্টে প্ৰতিৰোধ কৰিছিল। ইয়াতো মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ প্ৰ’বৰ অক্সিডেচন প্ৰথমে দেখা গৈছিল। বিশদ তথ্য ফেৰোপ্ট’ছিছত মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ লিপিড পাৰঅক্সিডেচনৰ ফাইব্ৰ’ব্লাষ্ট অধ্যয়ন-ত আছে।

এই পৰীক্ষাবোৰত মিথিলিন ব্লুৱে কি সলনি কৰিছিল

মিথিলিন ব্লু এটা ৰেডক্স বাহক। ইয়াৰ অক্সিডাইজড ৰূপে কমপ্লেক্স I-ত NADH-সংযুক্ত ৰাসায়নিক প্ৰক্ৰিয়াৰ পৰা ইলেক্ট্ৰন গ্ৰহণ কৰে আৰু বিজাৰিত ৰূপে সেই ইলেক্ট্ৰন চাইট’ক্ৰ’ম c-ক দিয়ে, যিয়ে কমপ্লেক্স IV-লৈ ইলেক্ট্ৰন যোগান ধৰে। ফলত শৃংখলৰ যিটো অংশত ইলেক্ট্ৰন সাধাৰণতে অক্সিজেনলৈ লিক হৈ ছুপাৰঅক্সাইড সৃষ্টি কৰে, সেই অংশক আংশিকভাৱে এৰাই যোৱা এটা বিকল্প পথ গঢ়ি উঠে। সম্পূৰ্ণ ইলেক্ট্ৰন স্থানান্তৰৰ চিত্ৰখন বুজিব বিচৰা পাঠকে মিথিলিন ব্লুৱে মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ মাজেৰে ইলেক্ট্ৰন কেনেকৈ স্থানান্তৰ কৰে-ৰ পৰা আৰম্ভ কৰিব পাৰে।

ইৰাষ্টিন প্ৰয়োগ কৰা হাওঁফাওঁৰ ফাইব্ৰ’ব্লাষ্টত 250 nanomolar মিথিলিন ব্লুৱে কোষৰ জীৱিত অৱস্থা জোখা পৰীক্ষাত কোষৰ জীৱনক্ষমতা বজাই ৰাখিছিল। মাইট’কণ্ড্ৰিয়া-লক্ষ্যিত এণ্টিঅক্সিডেণ্ট SkQ1 আৰু MitoTEMPO-য়েও একে ফল দেখুৱাইছিল। নিয়ন্ত্ৰণমূলক পৰীক্ষাবোৰেই দাবীটোৰ সীমা নিৰ্ধাৰণ কৰে। ফেৰ’ষ্টেটিন-1, আলফা-ট’ক’ফেৰল আৰু ডেফেৰ’ক্সামিনেও সুৰক্ষা দিছিল, যিয়ে নিশ্চিত কৰে যে এই মৃত্যু ফেৰোপ্ট’ছিছজনিত আছিল। এণ্টিঅক্সিডেণ্ট গোট নথকা SkQ1-ৰ সদৃশ যৌগটোৱে সুৰক্ষা দিয়া নাছিল। ইয়াৰ পৰা নিৰ্দিষ্টতাহীন সঞ্চয়ৰ সলনি ৰেডক্স ৰসায়নৰ ভূমিকা সূচিত হয়। SkQ1-ৰ ঘনত্ব প্ৰায় 200 nanomolar-ৰ ওপৰলৈ যোৱাত সুৰক্ষা কমি গৈছিল, যিটো অধিক পৰিমাণত কুইন’ন এণ্টিঅক্সিডেণ্টৰ জনাজাত অক্সিডেচন-বঢ়োৱা আচৰণৰ সৈতে সামঞ্জস্যপূৰ্ণ। মিথিলিন ব্লুৰ ক্ষেত্ৰতো ঘনত্ব অনুসৰি একে দ্বিমুখী আচৰণ দেখা যায়: এই কোষ-সংবৰ্ধন পাত্ৰবোৰত কম নেনোমোলাৰ ঘনত্বত ই সুৰক্ষা দিয়ে, কিন্তু ঘনত্ব অধিক কৰিলে বা তীব্ৰ পোহৰ পেলালে ৰেডক্স চক্ৰৰ জৰিয়তে হাইড্ৰ’জেন পাৰঅক্সাইড সৃষ্টি কৰিব পাৰে। এই ধৰণৰ ঘনত্ব-নিৰ্ভৰ প্ৰসংগ মাইট’কণ্ড্ৰিয়াত প্ৰতিক্ৰিয়াশীল অক্সিজেন প্ৰজাতি-ত আলোচনা কৰা হৈছে।

তাৰ পিছত পৃথক কৰি লোৱা মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ পৰীক্ষাবোৰে ROS-ৰ উৎস পৃথক কৰিছিল। ফেৰাছ লোহাৰ উপস্থিতিত কমপ্লেক্স I-লৈ যোগান ধৰা ছাবষ্ট্ৰেট আৰু ৰ’টেন’নে একেলগে প্ৰ’বৰ অক্সিডেচন বঢ়াইছিল। ৰ’টেন’নে ফ্লেভিন স্থানৰ পিছৰ অংশত বাধা দিয়ে, সেয়ে তাৰ আগৰ বাহকবোৰ বিজাৰিত অৱস্থাত থাকে আৰু মেট্ৰিক্সৰ ফালে থকা ফ্লেভিনৰ পৰা অক্সিজেনলৈ ইলেক্ট্ৰন লিক হয়। কমপ্লেক্স III-লৈ যোগান ধৰা ছাবষ্ট্ৰেট আৰু এণ্টিমাইচিন A-এ একেলগে প্ৰচুৰ হাইড্ৰ’জেন পাৰঅক্সাইড সৃষ্টি কৰিছিল, কিন্তু লিপিড পাৰঅক্সিডেচন ঘটোৱা নাছিল। সামগ্ৰিক ROS-ৰ সংকেত একে, কিন্তু অৱস্থান পৃথক আৰু ফলাফলো পৃথক। SkQ1 আৰু মিথিলিন ব্লু দুয়োটাই হাইড্ৰ’জেন পাৰঅক্সাইডৰ উৎপাদন নিজে দমন নকৰাকৈ কমপ্লেক্স I-চালিত পাৰঅক্সিডেচন দমন কৰিছিল। ইয়াৰ পৰা সিহঁতৰ ক্ৰিয়া ROS সৃষ্টি হোৱাৰ পিছৰ লিপিড পাৰঅক্সিডেচন ধাপত ঘটে বুলি বুজা যায়।

লোহাৰ অতিভাৰৰ অধ্যয়ন আৰু লিপ’ফাছিনৰ সূত্ৰ

দ্বিতীয় এটা অধ্যয়নে লোহাৰ দিশৰ পৰা প্ৰশ্নটো পৰীক্ষা কৰিছিল। এক মিলিমোলাৰতকৈ কম ঘনত্বৰ ফেৰিক এম’নিয়াম চাইট্ৰেটৰ সংস্পৰ্শলৈ অহা H9c2 কাৰ্ডিঅ’মায়’চাইটত প্ৰথমে মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ ROS, তাৰ পিছত মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ লিপিড পাৰঅক্সিডেচন আৰু তাৰ পিছত ফেৰোপ্ট’ছিছ দেখা গৈছিল; ইয়াৰ পিছত 24 hours-ৰ ভিতৰত লিপ’ফাছিন-সদৃশ ৰঞ্জক জমা হৈছিল। লিপ’ফাছিন হৈছে অক্সিডাইজ হোৱা লিপিড আৰু প্ৰ’টিনৰ স্বয়ংপ্ৰতিপ্ৰভ, লোহাযুক্ত অৱশিষ্ট, যি বয়সৰ লগে লগে জমা হয়। ইয়াত ইয়াৰ দ্ৰুত আবিৰ্ভাৱে লোহা-চালিত তীব্ৰ পাৰঅক্সিডেচনৰ সৈতে বাৰ্ধক্যৰ এটা সুপৰিচিত সূচকৰ সম্পৰ্ক দেখুৱায়। নেনোমোলাৰ ঘনত্বৰ মিথিলিন ব্লু আৰু SkQ1 দুয়োটাই পাৰঅক্সিডেচন, কোষমৃত্যু আৰু ৰঞ্জকৰ সঞ্চয় ৰোধ কৰিছিল। পৃথক কৰি লোৱা হৃদযন্ত্ৰৰ মাইট’কণ্ড্ৰিয়াই এই আৰ্হি নিশ্চিত কৰিছিল: ৰ’টেন’ন আৰু ফেৰাছ লোহাই একেলগে পাৰঅক্সিডেচন আৰু ৰঞ্জক-সদৃশ সংকেত সৃষ্টি কৰিছিল, আৰু দুয়োটা পদাৰ্থই ইয়াক ৰোধ কৰিছিল। সম্পূৰ্ণ ক্ৰমটো H9c2 কাৰ্ডিঅ’মায়’চাইটত লোহাৰ অতিভাৰৰ অধ্যয়ন-ত প্ৰকাশ কৰা হৈছে। ৰঞ্জক-সম্পৰ্কীয় দিশটো লিপ’ফাছিন আৰু কোষীয় বাৰ্ধক্যৰ সূচক-ৰ সৈতে মিলাই বুজিব পাৰি।

কোষৰ জীৱিত অৱস্থা জোখা পৰীক্ষাই কি নেদেখুৱায়

CellTiterBlue-ৰ দৰে জীৱনক্ষমতা জোখা পৰীক্ষাই এটা উদ্দীপক আৰু সম্ভাৱ্য সুৰক্ষাকাৰী পদাৰ্থ প্ৰয়োগৰ পিছত পাত্ৰত কিমান কোষ বিপাকীয়ভাৱে সক্ৰিয় হৈ থাকে সেয়া সূচায়। ই এটা নিৰ্দিষ্ট ব্যৱস্থাত এটা প্ৰক্ৰিয়াৰ পৰীক্ষা। ই চিকিৎসাৰ ফলাফল নহয়। এই পৰীক্ষাবোৰৰ কোনোটোতে ৰোগীক পদাৰ্থ প্ৰয়োগ কৰা হোৱা নাছিল, কোনো ৰোগ-সম্পৰ্কীয় ফলসূচক জোখা হোৱা নাছিল, বা শৰীৰত চিকিৎসাগত উপযোগী সীমা নিৰ্ধাৰণ কৰা হোৱা নাছিল।

চাৰিটা সীমাবদ্ধতা স্পষ্টকৈ উল্লেখ কৰা উচিত। প্ৰথমতে, কোষৰ প্ৰকাৰ সীমিত আছিল: ৰূপান্তৰিত হাওঁফাওঁৰ ফাইব্ৰ’ব্লাষ্ট, মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ ৰোগযুক্ত এটা কোষৰ শাৰীৰ লগতে প্ৰাথমিক ছালৰ ফাইব্ৰ’ব্লাষ্ট, আৰু নিগনিৰ কাৰ্ডিঅ’মায়’চাইটৰ এটা কোষৰ শাৰী; লগতে পৃথক কৰি লোৱা নিগনিৰ হৃদযন্ত্ৰৰ মাইট’কণ্ড্ৰিয়া। কোষৰ শাৰীভেদে সংবেদনশীলতা পৃথক আছিল, আৰু LHON শাৰীটো পৰীক্ষাৰ নক্সা অনুসৰিয়েই অস্বাভাৱিকভাৱে দুৰ্বল আছিল। দ্বিতীয়তে, উদ্দীপকবোৰ পৰীক্ষাগাৰৰ চৰম অৱস্থা আছিল: পৰিবহণ সম্পূৰ্ণ বন্ধ কৰা বা সংশ্লেষণ সম্পূৰ্ণ বন্ধ কৰা, আৰু এনে লোহাৰ পৰিমাণ যাৰ সংস্পৰ্শলৈ কোনো কলা আকস্মিকভাৱে নাহে। তৃতীয়তে, কেৱল গুণ কৰি ঘনত্বক প্ৰয়োগৰ পৰিমাণলৈ ৰূপান্তৰ কৰিব নোৱাৰি। কোষ-সংবৰ্ধন মাধ্যমৰ নেনোমোলাৰ ঘনত্ব মানুহক প্ৰয়োগ কৰিব পৰা পৰিমাণ নহয়। মিথিলিন ব্লুৰ বিতৰণ, তেজ আৰু কলাত ইয়াৰ বৰ্ণহীন ৰূপলৈ বিজাৰণ, পোহৰৰ সংস্পৰ্শ আৰু আৱৰণৰ বিভৱ—এই সকলো কাৰকে পৰীক্ষাগাৰৰ পাত্ৰ আৰু মানুহৰ মাজত পাৰ্থক্য সৃষ্টি কৰে। চতুৰ্থতে, প্ৰ’ববোৰে নিজৰ অৱস্থিত অংশৰ তথ্যহে সূচায়। MitoCLox-ৰ অক্সিডেচনে মাইট’কণ্ড্ৰিয়াত লিপিড ৰেডিকেল সৃষ্টি হোৱা দেখুৱায়; কিন্তু সম্ভাৱ্য অন্তিম ঘটনা, অৰ্থাৎ প্লাজমা আৱৰণ ফাটি যোৱাটো, আগৰ ধাপত বাধা দি এৰাই চলাৰ সলনি পোনপটীয়াকৈ ৰোধ কৰা হৈছিল বুলি ই নেদেখুৱায়।

সেয়ে তথ্যসমৰ্থিত দাবীটো হ’ল: এই মডেলবোৰত কমপ্লেক্স I-ৰ পৰা সৃষ্টি হোৱা ROS আৰু লোহাই একেলগে মাইট’কণ্ড্ৰিয়াৰ লিপিড পাৰঅক্সিডেচন ঘটায়, যি ফেৰোপ্ট’ছিছৰ আগতে ঘটে, আৰু কম ঘনত্বৰ মিথিলিন ব্লুৱে সেই অংশত বাধা দিয়ে। সেই অংশৰ বাহিৰৰ যিকোনো দাবীৰ বাবে প্ৰথমে প্ৰাণীত আৰু তাৰ পিছত মানুহৰ ওপৰত পৃথক পৰীক্ষাৰ প্ৰয়োজন।