मेथिलीन ब्लू आणि दृष्टी: दृष्टिपटलावरील संशोधन काय दाखवते आणि त्याच्या मर्यादा कुठे आहेत

एखाद्या वाचकाला मेथिलीन ब्लूमुळे दृष्टिपटलाचे संरक्षण झाल्याचा अभ्यास सापडतो आणि मग स्वाभाविक प्रश्न पडतो: ते डोळ्यात घालावे का? मेथिलीन ब्लू आणि दृष्टी यांवरील संशोधन या प्रश्नाचे उत्तर देत नाही, कारण कोणत्याही प्रमुख अभ्यासात असा वापर तपासलेला नाही. एका अभ्यासात हा रंगद्रव्य पदार्थ विषारी पदार्थासोबत उंदरांच्या डोळ्यांतील काचाभ द्रवात इंजेक्शनद्वारे दिला गेला. दुसऱ्यात तो प्रयोगशाळेतील पात्रात विलग केलेल्या पेशी भोवती असलेल्या संवर्धन माध्यमात मिसळला गेला. तिसऱ्यात तो उत्परिवर्ती उंदरांच्या पिण्याच्या पाण्यात घातला गेला. प्रत्येक निष्कर्ष त्याच्या वापरण्याच्या मार्गापुरता आणि मॉडेलपुरताच लागू होतो.

या लेखात तीन चिकित्सापूर्व अभ्यास, दृष्टिपटलातील दोन प्रकारच्या पेशी आणि प्रयोगशाळेत दिसलेले संरक्षण व डोळ्यांवरील चिकित्सीय उपचार यांतील सीमारेषा समजावून सांगितली आहे. सर्व अभ्यासांतून एकच नमुना दिसतो: नियंत्रित परिस्थितीत मेथिलीन ब्लू दृष्टिपटलातील पेशींच्या मायटोकॉन्ड्रियावरील ताणात बदल घडवू शकते; मात्र या निष्कर्षामुळे किरकोळ विक्रीतील द्रावणे डोळ्यांवर लावणे योग्य ठरत नाही.

दोन प्रकारच्या पेशी, दोन वेगवेगळे आजार

दृष्टिपटल अनेक थरांचे असते आणि कोणता थर आहे, हे महत्त्वाचे असते. प्रकाश सर्वप्रथम बाह्य दृष्टिपटलातील प्रकाशग्राही पेशींवर पडतो. त्यांचे संकेत मधल्या चेतापेशींमधून अंतर्गत दृष्टिपटलातील गँग्लियन पेशींपर्यंत पोहोचतात. या पेशींचे अक्षतंतू दृक्‌मज्जातंतूमधून बाहेर जातात. खालील आकृतीत हे थर क्रमाने दाखवले आहेत.

काचबिंदू आणि दृक्‌मज्जातंतूविकारात दृष्टिपटलातील गँग्लियन पेशी धोक्यात असतात. मेथिलीन ब्लू आणि काचबिंदू यांचा उल्लेख असलेले शोध सहसा या अंतर्गत थराशी आणि त्यातील अक्षतंतूंशी संबंधित असतात. बाह्य दृष्टिपटलाच्या ऱ्हासात प्रकाशग्राही पेशी धोक्यात असतात. दृष्टिपटलात याच पेशींना सर्वाधिक ऊर्जेची गरज असते आणि त्या पेशीय श्वसनाच्या क्षमतेच्या मर्यादेजवळ काम करतात. त्यामुळे मायटोकॉन्ड्रियातील कॉम्प्लेक्स I निकामी झाल्यास त्यांच्याकडे फारशी राखीव क्षमता उरत नाही. एका प्रकारच्या पेशींमधील निष्कर्ष दुसऱ्या प्रकाराला लागू होत नाहीत आणि खालील तीन अभ्यास हे प्रकार वेगळे ठेवतात. मॉडेल आणि निष्कर्ष यांच्यात फरक करण्याचे सर्वसाधारण कौशल्य मेथिलीन ब्लूवरील संशोधन कसे वाचावे या लेखात स्पष्ट केले आहे.

जिवंत उंदराच्या डोळ्यातील गँग्लियन पेशी

या तीन अभ्यासांपैकी सर्वात आधीच्या अभ्यासात, संशोधकांनी उंदराच्या एका डोळ्यातील काचाभ द्रवात रोटेनोनचे सूक्ष्म इंजेक्शन देऊन दृक्‌मज्जातंतूविकाराचे मॉडेल तयार केले. दुसरा डोळा फक्त वाहक द्रावण दिलेला नियंत्रण गट म्हणून वापरला. रोटेनोन मायटोकॉन्ड्रियातील कॉम्प्लेक्स I अडवते. NADH कडून इलेक्ट्रॉन पुढे पाठवण्याचा हा प्रवेशबिंदू आहे. कॉम्प्लेक्स I चे बिघडलेले कार्य हेच या मॉडेलला लेबरच्या आनुवंशिक दृक्‌मज्जातंतूविकाराशी जोडणारे वैशिष्ट्य आहे. हा गँग्लियन पेशी आणि दृक्‌मज्जातंतूचा आजार आहे.

चोवीस तासांनंतर रोटेनोन दिलेल्या डोळ्यांतील गँग्लियन पेशींचा थर नियंत्रण गटातील डोळ्यांपेक्षा पातळ होता आणि त्यात पेशीही कमी होत्या. रोटेनोनसोबत मेथिलीन ब्लूचे इंजेक्शन दिल्यावर हे नुकसान मात्रेनुसार टाळले गेले. तपासलेल्या सर्वाधिक मात्रेने (0.07 mg/kg, उंदरांच्या LD50 पेक्षा खूप कमी) थराची जाडी आणि पेशींची संख्या दोन्ही टिकवून ठेवली. मेंदूच्या समांगीकृत नमुन्यांवरील समांतर चाचण्यांत दोन परिणाम दिसले: मेथिलीन ब्लूमुळे रोटेनोनने निर्माण केलेला ऑक्सिडेटिव्ह ताण उलटला आणि ऑक्सिजनच्या वापरातील घटही उलटली. लेखकांनी अतिउत्तेजनामुळे होणाऱ्या विषारी परिणामांची यंत्रणा सुचवली: रोटेनोन नियामक अमॅक्रिन पेशींना इजा करते, गँग्लियन पेशी अतिप्रमाणात संकेत पाठवतात आणि अँटिऑक्सिडंट क्रिया त्यातून होणारे नुकसान थांबवते. या संरक्षणामागील प्रस्तावित रासायनिक प्रक्रिया मेथिलीन ब्लूच्या मायटोकॉन्ड्रियातील कार्ययंत्रणा या लेखात सविस्तर दिल्या आहेत.

या निष्कर्षाला तीन मर्यादा आहेत. रंगद्रव्य विषारी पदार्थासोबत थेट डोळ्यात इंजेक्शनद्वारे दिले गेले; ही पदार्थ पोहोचवण्याची पद्धत आहे, उपचारांचे वेळापत्रक नाही. निरीक्षणाचा कालावधी 24 तास होता. तसेच, इजा झालेल्या दोन्ही गटांत सायटोक्रोम ऑक्सिडेजची मोजमापे वाढली होती. लेखकांनी याचा अर्थ अतिसक्रियता असा लावला; जिवंत दृष्टिपटलातील पेशीय श्वसन पूर्ववत झाल्याचा पुरावा असा नाही.

प्रयोगशाळेतील पात्रात विलग केलेल्या गँग्लियन पेशी

दुसऱ्या अभ्यासात संपूर्ण डोळ्याचा वापरच केला नव्हता. संशोधकांनी लहान उंदरांच्या दृष्टिपटलातून प्राथमिक गँग्लियन पेशी विलग केल्या आणि त्यांना रोटेनोन, पेशींचा नियोजित मृत्यू घडवणारे स्टॉरोस्पोरिन किंवा 72 तास कमी ऑक्सिजनच्या परिस्थितीत ठेवले. त्यानंतर जिवंत आणि मृत पेशी ओळखणाऱ्या रंजकाने पेशींचे टिकून राहणे मोजले. संवर्धन माध्यमातील 1 आणि 10 micromolar मेथिलीन ब्लूमुळे या प्रत्येक हानिकारक परिस्थितीत पेशींचे टिकून राहणे सुधारले; परिस्थितीनुसार ते साधारण 1.5 ते 1.9 पट होते. सोबतच्या एका चाचणीत हायड्रोजन पेरॉक्साइडच्या संपर्कात मेथिलीन ब्लूमुळे सायटोक्रोम c ऑक्सिडेजची क्रियाशीलता टिकून राहिल्याचे दिसले.

हे विलग पेशींवरील औषधशास्त्रीय संशोधन आहे. ठरावीक सांद्रतेतील हे संयुग संवर्धन माध्यमातून विसरणाने पेशींपर्यंत पोहोचले. त्याच्या मार्गात स्वच्छपटल, अश्रूंचा पातळ थर, भिंग, काचाभ द्रव, रक्तपुरवठा किंवा प्रतिकारशक्ती नव्हती. हा साधेपणाच या मॉडेलचा उद्देश आहे: संयुग गँग्लियन पेशींपर्यंत पोहोचल्यास त्या पेशींचे संरक्षण होऊ शकते, हे ते दाखवते. स्वच्छपटलाच्या पृष्ठभागावर घातलेला थेंब अंतर्गत दृष्टिपटलापर्यंत कोणतीही ठरावीक सांद्रता पोहोचवेल का, याबद्दल ते काहीही सांगत नाही. याच पेशींना विषारी परिणाम होत असल्याने 10 micromolar पेक्षा जास्त सांद्रता टाळल्या गेल्या. पात्रातील मात्रा-प्रतिसादाचा संबंध दोन्ही दिशांनी जाऊ शकतो, याची ही आठवण आहे.

उत्परिवर्ती उंदरांमधील आणि एका पेशीवंशातील प्रकाशग्राही पेशी

तिसरा अभ्यास बाह्य दृष्टिपटलाशी संबंधित आहे. संशोधकांनी Harlequin उंदीर वापरले, ज्यांच्यात पेशींचा नियोजित मृत्यू घडवणाऱ्या घटकाची कमतरता असल्यामुळे कॉम्प्लेक्स I ची जुळणी अपूर्ण राहते. त्यांनी 11 महिन्यांच्या वयात प्रकाशग्राही पेशींची रचना, बाह्य खंडांचे निर्देशक आणि मायटोकॉन्ड्रियाची संरचनात्मक अखंडता तपासली. दूध सोडल्यानंतर पिण्याच्या पाण्यातून दररोज सुमारे 10 mg/kg मेथिलीन ब्लू संपूर्ण शरीराला पोहोचेल अशा प्रकारे दिले गेले. उपचार दिलेल्या उत्परिवर्ती उंदरांत उपचार न दिलेल्या उत्परिवर्ती उंदरांपेक्षा दृष्टिपटलाची अधिक जाडी, अधिक रोडॉप्सिन आणि ऑप्सिन निर्देशक आणि मायटोकॉन्ड्रियाची अधिक सुस्थित रचना टिकून राहिली.

सोबतच्या पेशीवरील प्रयोगांत 661W पेशी वापरल्या गेल्या. हा उंदरांच्या प्रकाशग्राही पेशींसारखा, सतत वाढू शकणारा पेशीवंश आहे. या पेशींना 24 तास मेथिलीन ब्लूसह किंवा त्याशिवाय रोटेनोनच्या संपर्कात ठेवले गेले. 30 micromolar सांद्रतेवर पेशींचे टिकून राहणे सुधारले. कमी सांद्रतांनी NADH ते NAD+ गुणोत्तर सामान्य केले आणि ऑक्सिडेटिव्ह ताण कमी केला. विशेष लक्षवेधी बाब म्हणजे मेथिलीन ब्लूने काय केले नाही: त्याने ATP पूर्ववत केले नाही. संरक्षणाचा संबंध रेडॉक्स ताण कमी होण्याशी आणि ताणाशी संबंधित मार्गांची सक्रियता मंदावण्याशी होता. यात मायटोकॉन्ड्रियातील उलगडलेल्या प्रथिनांना दिला जाणारा प्रतिसाद आणि मायटोफॅजीचे निर्देशक समाविष्ट होते; ऊर्जापुरवठा पूर्ववत होण्याशी हा संबंध नव्हता.

दृष्टिपटलासंबंधी मेथिलीन ब्लूच्या दाव्यांसाठी हा फरक महत्त्वाचा आहे. एखादे संयुग ऊर्जेची कमतरता दूर न करताही ताणाखालील प्रकाशग्राही पेशी जिवंत ठेवू शकते. त्यामुळे उपचाराबाबतचा कोणताही अर्थ व्यापक पुनरुज्जीवनाऐवजी रेडॉक्स ताणापुरता मर्यादित राहतो.

तिन्ही अभ्यासांची तुलनात्मक मांडणी

खालील तुलनेत प्रत्येक अभ्यासाचे मॉडेल आणि वापरण्याचा मार्ग दिला आहे, कारण हे दोन स्तंभच निष्कर्ष कशाला आधार देऊ शकतो हे ठरवतात.

प्रत्येक ओळ चिकित्सापूर्व अभ्यासाची आहे. कोणत्याही अभ्यासात रुग्णांचा समावेश नव्हता, दृष्टी मोजली गेली नाही किंवा डोळ्यांसाठी तयार केलेले औषधी स्वरूप तपासले गेले नाही.

हा काचबिंदूवरील उपचार का नाही

काचबिंदूच्या उपचारांत डोळ्याच्या आतील दाब कमी केला जातो. चेतापेशींच्या संरक्षणाचा प्रयत्न वेगळा असतो: ताणाच्या परिस्थितीत गँग्लियन पेशी आणि त्यांचे अक्षतंतू जिवंत ठेवणे. वरील अभ्यास दुसऱ्या उद्दिष्टाशी संबंधित आहेत, पहिल्याशी नाहीत. कोणत्याही अभ्यासात दाब कमी झाला नाही आणि कोणत्याही अभ्यासाने मेथिलीन ब्लूची तुलना दाब कमी करणाऱ्या उपचारांशी केली नाही. म्हणूनच काचबिंदू आणि दाब नियंत्रणाच्या स्थापित पद्धती हा रेडॉक्स प्रक्रियेद्वारे चेतापेशींचे संरक्षण करण्यापासून वेगळा प्रश्न आहे. तसेच, पेशी टिकून राहिल्याचा निष्कर्ष म्हणजे दृष्टी वाचली, असा अर्थ लावता येत नाही.

वापरण्याच्या मार्गांतील फरक हा मुद्दा आणखी स्पष्ट करतात. काचाभ द्रवात सोबत दिलेले इंजेक्शन इजा होण्याच्या क्षणी ठरावीक प्रमाण दृष्टिपटलाजवळ पोहोचवते. पिण्याच्या पाण्यातून दिलेली मात्रा अनेक महिने संपूर्ण प्राण्याला संपर्कात आणते, पण दृष्टिपटलातील सांद्रता माहीत नसते. संवर्धन माध्यम उघड्या पेशींना थेट संपर्कात आणते. पृष्ठभागावर लावलेल्या मात्रेपैकी किती भाग स्वच्छपटल पार करेल, अश्रूंमुळे वाहून जाण्यापासून वाचेल, भिंग आणि काचाभ द्रवातून जाईल आणि दृष्टिपटलाच्या कोणत्याही थरापर्यंत उपयुक्त सांद्रतेने पोहोचेल, याचा अंदाज यांपैकी कोणतीही पद्धत देत नाही. पदार्थ पोहोचवण्याची ही अडचण मेथिलीन ब्लू वापरण्याचे मार्ग आणि त्याचे वितरण या व्यापक प्रश्नाचा भाग आहे. प्रत्येक मार्गासाठी सांद्रतेची स्वतंत्र मोजमापे आवश्यक असतात.

ऊतींतील फरक आणखी एक अडथळा निर्माण करतात. डोळ्याच्या पुढील भागात पोहोचलेले रंगद्रव्य त्याच्या मागील भागात पोहोचलेले नसते आणि एका थराला मदत करणारी सांद्रता दुसऱ्याला इजा करू शकते. किरकोळ विक्रीतील द्रावणांचे उत्पादन, निर्जंतुकीकरण, बफरिंग किंवा परिरक्षण डोळ्यांसाठीच्या औषधी तयारीप्रमाणे केलेले नसते. स्वच्छपटल आणि डोळ्याच्या आतील भागाशी संपर्काच्या दृष्टीने शुद्धता, pH, ऑस्मोलॅलिटी आणि सहाय्यक घटक हे सर्व महत्त्वाचे असतात. दृष्टिपटलावरील या निष्कर्षांपैकी काहीही अशी द्रावणे डोळ्यात घालण्याला किंवा डोळ्यावर लावण्याला मान्यता देत नाही. तयारीच्या मानकांबद्दलचे प्रश्न मेथिलीन ब्लूची सुरक्षितता आणि हाताळणी या विषयांत येतात.

पुराव्यांची मर्यादा कुठे आहे

हे तीन शोधनिबंध एकत्र वाचल्यास एका मर्यादित दाव्याला आधार मिळतो: नियंत्रित परिस्थितीत मेथिलीन ब्लू दृष्टिपटलातील चेतापेशींच्या मायटोकॉन्ड्रियामधील रेडॉक्स ताण कमी करू शकते आणि त्यांची रचना टिकवू शकते. त्या परिस्थितींची मर्यादा जिथे संपते, तिथे दाव्याचीही मर्यादा संपते. विषारी पदार्थांवर आणि आनुवंशिक कॉम्प्लेक्स I दोषांवर आधारित मॉडेल म्हणजे काचबिंदू, ड्रूझेन किंवा मधुमेहाशी संबंधित आजार नाहीत. अल्प निरीक्षणकाल आणि रचनात्मक परिणाम मोजणे म्हणजे दीर्घकाळ दृष्टी टिकणे नाही. तसेच, एका भागातील संरक्षण देणारी सांद्रता म्हणजे दुसऱ्या भागासाठीची मात्रा नाही.

अधिक ठोस आधारासाठी स्वतंत्र पुरावे आवश्यक असतील: चिकित्सीय वापरासाठी योग्य मार्गाने दिल्यानंतर दृष्टिपटलापर्यंत पोहोचणाऱ्या प्रमाणाची निश्चित मोजमापे, प्राण्यांतील दृष्टीकार्याचे परिणाम, काचबिंदूशी सुसंगत मॉडेलमध्ये दाबापासून स्वतंत्र लाभ आणि त्यानंतर मानवांमधील सुरक्षितता व परिणामकारकतेची माहिती. हे उपलब्ध होईपर्यंत मेथिलीन ब्लू आणि दृष्टी हा स्पष्ट मर्यादा असलेला संशोधनाचा गृहीतकच राहतो: दृष्टिपटलातील मायटोकॉन्ड्रियावर संभवनीय औषधशास्त्रीय क्रिया, जी केवळ पेशी आणि प्राण्यांत दाखवली आहे; या अभ्यासांपासून डोळ्यांवरील उपचारांपर्यंत नेणारा मार्ग उपलब्ध नाही.