मेथिलीन ब्लू, टाउ और एमिलॉइड: प्रोटीन-निष्कासन के तंत्र अलग क्यों हैं

पूछिए कि मेथिलीन ब्लू अल्ज़ाइमर रोग से जुड़े प्रोटीनों पर क्या असर करता है, और जहाँ आपको तीन सीमाओं सहित उत्तर मिलने चाहिए, वहाँ अक्सर एक आत्मविश्वास से भरा उत्तर मिलेगा। परखनली में यह टाउ के अपने ही अणुओं से चिपकने में बाधा डालता है। चूहों के एक मॉडल में यह टाउ को अप्रभावित रखते हुए घुलनशील एमिलॉइड को कम करता है। दूसरे मॉडल में यह उस एंज़ाइम को कम करता है जो एमिलॉइड का उत्पादन करता है। इनमें से हर निष्कर्ष वास्तविक है। इनमें से कोई भी पूरी तस्वीर नहीं है, और ये सभी एक ही जानवर में एक ही समय पर नहीं होते। यह लेख इन तीनों को अलग करता है, ताकि एक प्रयोग के परिणाम को दूसरे के प्रमाण के रूप में उद्धृत करना बंद हो।

जो पाठक मेथिलीन ब्लू कोशिकाओं के भीतर कैसे काम करता है, इसकी व्यापक समझ चाहते हैं, उन्हें वहाँ से शुरुआत करनी चाहिए। जो जानना चाहते हैं कि इनमें से किसी बात से रोगियों को लाभ हुआ या नहीं, उन्हें अल्ज़ाइमर रोग में नैदानिक अध्ययनों का रिकॉर्ड पढ़ना चाहिए, क्योंकि मानव परीक्षणों के परिणामों की चर्चा वहीं है। यह लेख उस रिकॉर्ड को नहीं दोहराता।

टाउ संबंधी निष्कर्ष एकत्रीकरण परीक्षणों से आता है

इन तीनों में सबसे पुरानी कहानी टाउ पर किए गए कोशिका-रहित अध्ययन से आती है। टाउ वह प्रोटीन है जो न्यूरोफिब्रिलरी उलझनें बनाता है। टाउ-टाउ बंधन परीक्षण में टाउ के खंड जुड़कर युग्मित कुंडलाकार तंतु बनाते हैं, और मेथिलीन ब्लू सहित फेनोथियाज़ीन रंग कम micromolar सांद्रताओं पर इस प्रक्रिया को रोकते हैं। बाद के जैवरासायनिक अध्ययन ने इसकी रासायनिक व्याख्या दी: यह रंग टाउ पर मौजूद सिस्टीन अवशेषों का ऑक्सीकरण करता है, जिससे उसका एकलक रूप स्थिर होता है और उन तंतुओं का बनना दब जाता है जो अन्यथा बढ़ते। टाउ के एकत्रीकरण को रोकने वाली बताई गई सांद्रताएँ लगभग एक अंक से लेकर दसियों की निचली सीमा तक micromolar में हैं। यह सीमा आगे की सारी चर्चा के लिए महत्त्वपूर्ण है।

ध्यान दें कि यह किस तरह का दावा है। यह टाउ के उत्पादन, जीवित मस्तिष्क में टाउ के फॉस्फोराइलेशन या टाउ के निष्कासन के बारे में कुछ नहीं कहता। यह कहता है कि परखनली में निर्धारित परिस्थितियों के तहत ऑक्सीकृत रंग टाउ को एक-दूसरे पर जमने से रोकता है। यह सटीक, सीमित और उपयोगी परिणाम है। समस्या तब शुरू होती है जब इसे खींचकर यह सामान्य कथन बना दिया जाता है कि मेथिलीन ब्लू टाउ की रोग-संबंधी विकृति को हटा देता है, क्योंकि पशु अध्ययनों के आँकड़े इस व्याख्या का साथ नहीं देते।

प्रोटियासोम संबंधी निष्कर्ष 3xTg-AD चूहों से आता है, और उसमें एमिलॉइड व टाउ के परिणाम अलग रहे

अलग-अलग मापन-बिंदुओं पर भिन्न परिणाम दिखाने वाला सबसे स्पष्ट प्रयोग अल्ज़ाइमर से जुड़े तीन उत्परिवर्तन वाले चूहों में 16-सप्ताह का आहार अध्ययन है। छह महीने की उम्र से इन जानवरों को मेथिलीन ब्लू मिला हुआ आहार दिया गया, और शोधकर्ताओं ने एक साथ तीन चीज़ें मापीं: प्रोटियासोम, एमिलॉइड के स्तर और टाउ।

प्रोटियासोम में बदलाव आया। काइमोट्रिप्सिन-जैसी गतिविधि लगभग एक चौथाई और ट्रिप्सिन-जैसी गतिविधि लगभग आधी बढ़ी, जबकि तीसरी उत्प्रेरक गतिविधि में कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं हुआ। घुलनशील एमिलॉइड-बीटा 40 और 42, दोनों लगभग एक चौथाई कम हुए। लेखकों ने इसे उत्पादन घटने के बजाय निष्कासन बढ़ने का परिणाम माना, क्योंकि पूर्वगामी प्रोटीन और उसके प्रसंस्करण से बने खंड नहीं बदले थे, और जल-भूलभुलैया के प्रोब परीक्षण में सीखने और स्मृति के प्रदर्शन में सुधार हुआ था।

इसके बाद वे परिणाम हैं जो साथ नहीं बदले। अघुलनशील एमिलॉइड नहीं बदला। प्लाक की अभिरंजन जाँच में कोई बदलाव नहीं हुआ। कुल मानव टाउ और थ्रियोनीन 181 पर फॉस्फो-टाउ नहीं बदले, और टाउ का गलत स्थानों पर पाया जाना भी नहीं बदला। माइटोकॉन्ड्रियल माप भी नहीं बदले: साइटोक्रोम-c ऑक्सीडेज़ की गतिविधि, ऑक्सीडेज़ प्रोटीन या ATP पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं था। यानी इस मॉडल में, इस प्रयोग-क्रम के तहत, मेथिलीन ब्लू ने प्रोटियासोम की तीन में से दो गतिविधियाँ बढ़ाईं, घुलनशील एमिलॉइड घटाया, एक व्यवहार-संबंधी माप में सुधार किया, और टाउ के मापन-बिंदुओं, अघुलनशील एमिलॉइड तथा जाँचे गए माइटोकॉन्ड्रियल मापन-बिंदुओं को अपरिवर्तित छोड़ा।

एक सावधानी इस बात को कमज़ोर करने के बजाय और स्पष्ट करती है। जिस उम्र में इन चूहों की जाँच की गई, तब तक उनमें टाउ के समुच्चय नहीं बने थे, इसलिए यह प्रयोग नहीं दिखा सकता कि मेथिलीन ब्लू टाउ की उलझनों के विरुद्ध विफल रहता है। यह दिखाता है कि घुलनशील एमिलॉइड कम हो सकता है जबकि टाउ के मापे गए संकेतक नहीं बदलते। इस विषय में ठीक ऐसे ही परिणाम की ज़रूरत है, जिसमें एक प्रोटीन बदले और दूसरा न बदले। यदि आप यह मानकर यहाँ आए थे कि मेथिलीन ब्लू द्वारा प्रोटियासोम सक्रिय किए जाने से दोनों प्रमुख प्रोटीन एक साथ हट जाते हैं, तो यह अध्ययन उस धारणा को सुधारता है।

एमिलॉइड उत्पादन संबंधी निष्कर्ष अधिक उम्र के PSAPP चूहों से आता है, और यह पिछले तंत्र के विपरीत है

अलग शोध समूह, अलग मॉडल और प्रक्रिया के शुरुआती चरण की ठीक उलटी व्याख्या। 15-महीने की उम्र वाले PSAPP चूहों में गैवेज द्वारा दवा देने के तीन-महीने के अध्ययन में 3 mg/kg की दैनिक मौखिक खुराक ने मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों में प्लाक की मात्रा लगभग एक तिहाई से आधी तक घटाई और एमिलॉइड के कई अंशों को कम किया, जिनमें एक विशिष्ट परीक्षण से मापे गए ओलिगोमर भी शामिल थे। लेकिन यहाँ प्रस्तावित तंत्र तेज़ निष्कासन नहीं, बल्कि कम उत्पादन था: मस्तिष्क में BACE1 प्रोटीन घटा, उसका उत्पाद C99 घटा, लेकिन मैसेंजर RNA नहीं घटा। यह कम जीन अभिव्यक्ति के बजाय प्रोटीन-स्तर के प्रभाव की ओर संकेत करता है।

कोशिकाओं पर किए गए अध्ययन ने इस व्याख्या को और मज़बूत किया। पुनःसंयोजक एंज़ाइम वाले कोशिका-रहित परीक्षण में मेथिलीन ब्लू ने सीधे BACE1 को बाधित किया। मानव एमिलॉइड पूर्वगामी प्रोटीन व्यक्त करने वाली हैम्स्टर की अंडाशय कोशिकाओं में, 1.56 micromolar जितनी कम सांद्रता पर भी स्रावित एमिलॉइड 40 और 42 घटे, जबकि पूर्वगामी प्रोटीन स्वयं अपरिवर्तित रहा। इसकी तुलना पिछले अध्ययन से करें, जहाँ पूर्वगामी प्रोटीन के प्रसंस्करण से बने खंड अपरिवर्तित थे और परिणाम का श्रेय निष्कासन को दिया गया था। दोनों एक ही सार्वभौमिक तंत्र का वर्णन नहीं कर सकते, क्योंकि मॉडल, उम्र, खुराक, देने के मार्ग और अवधि अलग हैं। यही मुख्य बात है। मेथिलीन ब्लू का एमिलॉइड पर प्रभाव एक प्रयोग-व्यवस्था में उत्पादन के रास्ते से और दूसरी में निष्कासन के रास्ते से आता है। इनमें से किसी भी परिणाम को उसकी प्रयोग-व्यवस्था के बिना उद्धृत करना भ्रामक है।

एक रसायन, कई लक्ष्य: सिस्टीन ऑक्सीकरण की कड़ी

अध्ययनों की एक तीसरी धारा बताती है कि एक ही रेडॉक्स रसायन असंबंधित प्रोटीनों की प्रक्रियाओं में कैसे दिखाई दे सकता है। कैस्पेस अवरोधन के एक जैवरासायनिक अध्ययन में मेथिलीन ब्लू ने कैस्पेस-6 की उत्प्रेरक सिस्टीन का सल्फेनिक अम्ल में ऑक्सीकरण करके उसे निष्क्रिय किया। इसकी पुष्टि मास स्पेक्ट्रोमेट्री से हुई, और आधे अधिकतम प्रभाव की सांद्रता लगभग 10.6 micromolar थी। कैस्पेस-3 भी इसी के आसपास की सांद्रता पर बाधित हुआ। लेखकों ने इसे स्पष्ट रूप से टाउ संबंधी साहित्य से जोड़ा: सिस्टीन का ऑक्सीकरण करने वाला वही रसायन, जिसे टाउ को एकलक रूप में बनाए रखने का कारण माना गया है, एक सिस्टीन प्रोटीएज़ को निष्क्रिय कर सकता है, और प्रभावी सांद्रताओं की सीमाएँ भी एक-दूसरे से मिलती हैं।

यह व्याख्या सुंदर है, लेकिन एक चेतावनी भी है। खुली हुई सिस्टीन का ऑक्सीकरण करने वाला रेडॉक्स-सक्रिय अणु किसी भी सक्रिय सांद्रता पर एक से अधिक लक्ष्यों को प्रभावित करेगा। टाउ के समुच्चयों के विघटन, कैस्पेस और संभवतः अन्य प्रक्रियाओं में रासायनिक क्रिया समान है, लेकिन जिस पर वह होती है वह अलग है। उस साझा क्रिया का अर्थ यह नहीं कि निष्कर्षों को एक-दूसरे के स्थान पर रखा जा सकता है। इसका अर्थ है कि खुराक और संदर्भ तय करते हैं कि कौन-सा लक्ष्य महत्त्वपूर्ण होगा। यह भी कि सिस्टीन पर निर्भर किसी एक प्रक्रिया को लक्ष्य बनाकर लंबे समय तक दी जाने वाली खुराक दूसरी प्रक्रियाओं को भी प्रभावित कर सकती है—कैस्पेस अध्ययन के लेखकों ने यह बात सीधे उठाई थी। मेथिलीन ब्लू का रेडॉक्स रसायन अपने लक्ष्य कैसे चुनता है, प्रोटियासोम की सक्रियता का अन्य एकत्रित प्रोटीनों के लिए क्या अर्थ है, और क्या लंबे समय तक खुराक देने से प्रभावित लक्ष्यों का स्वरूप बदलता है, जैसे संबंधित सवालों पर अलग-अलग चर्चा होनी चाहिए।

मापन-बिंदु के अनुसार तंत्र: कौन-सा निष्कर्ष किस मॉडल से आता है

तालिका को पंक्ति-दर-पंक्ति पढ़ें तो सीख स्पष्ट है। कोई भी पंक्ति हर स्तंभ में बदलाव नहीं दिखाती। एमिलॉइड उत्पादन का सबसे मज़बूत परिणाम उस अध्ययन से आता है जिसमें प्रोटियासोम की जाँच ही नहीं की गई। प्रोटियासोम का सबसे मज़बूत परिणाम उस अध्ययन से आता है जिसमें पूर्वगामी प्रोटीन के प्रसंस्करण में कोई बदलाव नहीं हुआ। टाउ संबंधी परिणाम मुख्यतः परखनलियों में और ऐसे रसायन में मिलता है जिसका असर लक्षित दायरे से बाहर के एंज़ाइमों पर भी होता है। जो भी इन स्तंभों को मिलाकर यह एक दावा बनाता है कि मेथिलीन ब्लू रोग-संबंधी प्रोटीनों को एक वर्ग के रूप में हटा देता है, वह ऐसे प्रयोग की समीक्षा लिख रहा है जो कभी किया ही नहीं गया।

यही अनुशासन रोगियों के संदर्भ में भी लागू होता है। क्या ये तंत्र मिलकर नैदानिक लाभ देते हैं, यह एक अलग सवाल है, जिसके अपने परीक्षण और अपने निष्कर्ष हैं। इसका उत्तर यहाँ नहीं, बल्कि अल्ज़ाइमर संबंधी नैदानिक साक्ष्यों की चर्चा में दिया गया है।