मिथिलीन ब्लू आणि ALS: विविध प्रायोगिक मॉडेल्समध्ये निष्कर्ष वेगवेगळे का येतात

मिथिलीन ब्लू आणि ALS यांविषयी शोध घेतल्यास एकमेकांच्या विरोधात वाटणारे दोन दावे आढळतात. एका दाव्यानुसार या निळ्या रंगद्रव्याने ALS मॉडेल्समध्ये चेतापेशींचे संरक्षण केले. दुसऱ्यानुसार ALS असलेल्या उंदरात त्याचा काहीच परिणाम झाला नाही. दोन्ही दावे प्रत्यक्ष संशोधनपत्रांचा संदर्भ देतात आणि दोन्ही संशोधनपत्रे गांभीर्याने विचारात घेण्यासारखी आहेत. प्रत्येक प्रयोगामागील संकल्पना स्पष्ट केल्यावर हा विरोधाभास नाहीसा होतो: दावा त्या मॉडेलपुरताच असतो.

कृमीमधील निष्कर्ष हा कृमीबद्दलचा दावा असतो. अळी अवस्थेतील माशामधील निष्कर्ष हा अळी अवस्थेतील माशाबद्दलचा दावा असतो. सस्तन प्राण्यातील रोगाच्या संपूर्ण वाटचालीतून आधार मिळेपर्यंत यांपैकी कोणताही निष्कर्ष रुग्णाबद्दलचा दावा ठरत नाही. या लेखात सर्वाधिक संदर्भ दिल्या जाणाऱ्या दोन संशोधनपत्रांची समोरासमोर तुलना केली आहे, जेणेकरून त्यांची उत्तरे वेगळी का आहेत हे समजू शकेल.

दोन्ही प्रयोग एकाच तक्त्यात

वाचताना हा तक्ता समोर ठेवा. या अभ्यासांमधील प्रत्येक महत्त्वाचा फरक यात समाविष्ट आहे.

आनुवंशिक घटक वेगळे आहेत, प्रजाती वेगळ्या आहेत, औषध देण्याचा मार्ग वेगळा आहे, वेळ वेगळी आहे आणि परिणाममापन निकषही वेगळे आहेत. जनुकीय रचना हा पाच फरकांपैकी फक्त एक आहे, त्यामुळे या दोन अभ्यासांवरून मिथिलीन ब्लू ALS च्या एखाद्या विशिष्ट जैविक मार्गावर निवडकपणे काम करते असे सिद्ध होत नाही. त्यातून अधिक मर्यादित, तरीही उपयुक्त गोष्ट सिद्ध होते: साध्या मॉडेल्समध्ये सुरुवातीपासून थेट औषध-संपर्कामुळे दिसलेली मोठी सुधारणा, सस्तन प्राण्यांमध्ये दीर्घकाळ तोंडावाटे औषध देऊन रोगाच्या वाटचालीचा अभ्यास केल्यावर दिसली नाही.

सकारात्मक निष्कर्ष: कृमी आणि माशांवरील अभ्यासातून काय दिसले

2012 मधील कृमी आणि माशांवरील अभ्यासात कृमींच्या प्रेरक चेतापेशींमध्ये उत्परिवर्तित मानवी TDP-43 किंवा FUS ची अभिव्यक्ती घडवली आणि माशांच्या भ्रूणांमध्ये उत्परिवर्तित मानवी mRNA इंजेक्शनद्वारे दिले. ही प्रथिन-विषाक्ततेची मॉडेल्स आहेत. उत्परिवर्तित प्रथिनामुळे हालचालीवर आणि चेतापेशींच्या आकारावर काही दिवसांत होणारे विषारी परिणाम ती दर्शवतात; प्रौढ मानवांमध्ये अनेक वर्षे चालणारी ALS ची संपूर्ण वाटचाल नव्हे.

उपचार अगदी सुरुवातीला सुरू झाले. अंड्यातून बाहेर पडल्यापासून कृमी मिथिलीन ब्लू असलेल्या अगरवर वाढले. फलनानंतर 24 तासांनी माशांचे भ्रूण रात्रभर औषधाच्या द्रावणात ठेवले गेले आणि सुमारे दोन दिवसांनी त्यांच्या वर्तनाची चाचणी झाली. सस्तन प्राण्यांप्रमाणे औषध आणि चेतापेशी यांच्या मध्ये रक्त-मस्तिष्क अडथळा नव्हता आणि रक्तद्रव किंवा मेंदूतील औषधाची पातळी मोजली गेली नाही.

या परिस्थितीत परिणाम मोठे आणि सातत्यपूर्ण होते. 6 आणि 60 μM या दोन्ही सांद्रतांनी TDP-43 आणि FUS कृमींमधील वयानुसार वाढणारा पक्षाघात कमी केला. प्रौढावस्थेच्या 12 व्या दिवशी उपचार न दिलेल्या TDP-43 कृमींपैकी साधारण 80 टक्के कृमींना पक्षाघात झाला होता, तर अंड्यातून बाहेर पडल्यापासून उपचार दिलेल्या कृमींमध्ये हे प्रमाण सुमारे 10 टक्के होते. सिनेप्स कार्याच्या चाचणीनेही याच दिशेने संकेत दिला: चेतापेशी-स्नायू संदेशवहनाची तपासणी करणाऱ्या अल्डिकार्ब या औषधाला TDP-43 कृमी अतिसंवेदनशील होते आणि मिथिलीन ब्लूमुळे त्यांचा प्रतिसाद पुन्हा सामान्य पातळीच्या दिशेने गेला. ऱ्हास होत असलेल्या प्रेरक चेतापेशींच्या प्रवर्धांची संख्या कमी झाली; सर्वाधिक स्पष्ट परिणाम 60 μM वर दिसला. माशांमध्ये स्पर्शामुळे सुरू होणारे पोहणे लक्षणीयरीत्या सुधारले आणि आखूड झालेले प्रेरक अक्षतंतू 30 किंवा 60 μM वर पुन्हा सामान्य लांबीच्या दिशेने वाढले, मात्र सुधारणा पूर्ण नव्हती, अंशतः होती.

ऑक्सिडेटिव्ह ताणाची आकडेवारी अँटिऑक्सिडंट परिणामाच्या स्पष्टीकरणाशी सुसंगत होती. उत्परिवर्तित कृमी आणि माशांमध्ये प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजनची मापने वाढलेली होती आणि उपचाराने ती कमी झाली. तसेच मिथिलीन ब्लू दिलेले सामान्य कृमी, उपचार न दिलेल्या कृमींच्या तुलनेत, ऑक्सिडेशन वाढवणाऱ्या घटकाच्या संपर्कानंतर खूप अधिक काळ जगले. मात्र दोन मर्यादा महत्त्वाच्या आहेत. उत्परिवर्तित TDP-43 आणि FUS प्रथिनांची एकूण पातळी कमी झाली नाही आणि अभ्यासात प्रथिनांच्या एकत्रित पुंजक्यांचे थेट परिमाण मोजले नाही. त्यामुळे कार्यात्मक सुधारणा दिसते, पण हे पुंजके दूर झाल्याचे सिद्ध होत नाही. रेडॉक्स आणि माइटोकॉन्ड्रियाविषयक गृहीतके सामान्यतः कशी मांडली जातात याचा मागोवा घेणाऱ्यांनी या कार्यपद्धतीला आधार मिळालेला आहे, पण ती निश्चित झालेली नाही, असे मानावे.

सर्वाधिक बोध देणारा तपशील म्हणजे उपचाराची वेळ. लेखकांनी उपचार सुरू करण्यासाठी प्रौढावस्थेच्या 5 व्या दिवसापर्यंत वाट पाहिली तेव्हा 12 व्या दिवशी पक्षाघाताचे प्रमाण सुमारे 55 टक्के होते; अंड्यातून बाहेर पडल्यापासून उपचार केल्यास ते सुमारे 10 टक्के होते. तेच औषध, तोच कृमी, तेच उत्परिवर्तन, पण परिणाम खूप कमी. दिसलेल्या लाभाचा मोठा भाग सुरुवातीच्या प्रतिबंधात्मक औषध-संपर्काशी संबंधित होता.

निष्फळ निष्कर्ष: SOD1 उंदरांवरील अभ्यासातून काय दिसले

2011 मधील उंदरांवरील अभ्यासाने अधिक काटेकोर प्रणालीत अधिक कठीण प्रश्न विचारला. कॉन्जेनिक SOD1 G93A उंदरांमध्ये मागच्या पायांच्या कंपापासून चालण्यात बिघाड आणि उलटलेल्या स्थितीतून स्वतःला सरळ करण्याच्या प्रतिक्षेपाचा लोप, ते पूर्वनिर्धारित अंतिम निकषापर्यंत अशी रोगाची प्रगती होते. लक्षणे दिसण्यापूर्वी, 45 व्या दिवशी उपचार सुरू झाले आणि दररोज चालू राहिले. निरीक्षकांनी मज्जासंस्थेच्या स्थितीचे 0 ते 6 या मापनश्रेणीवर गुणांकन केले. हा रोगाच्या संपूर्ण वाटचालीचा प्रयोग आहे, त्यामुळे कृमींमधील कोणत्याही पक्षाघाताच्या आलेखापेक्षा रुग्णाच्या दृष्टीने महत्त्वाच्या गोष्टींच्या तो अधिक जवळ जातो.

मुख्य निष्कर्षांत लक्षणीय परिणाम दिसला नाही. नियंत्रण गटात एकूण लक्षणारंभ 121 दिवसांनी झाला, तर मिथिलीन ब्लू गटात 124 दिवसांनी; हा फरक लक्षणीय नव्हता. अंतिम अवस्थेपर्यंतचा जगण्याचा कालावधी अनुक्रमे 167 दिवस आणि 170 दिवस होता; हाही फरक लक्षणीय नव्हता. काही दुय्यम विश्लेषणे उपचाराच्या बाजूने होती: माद्यांमध्ये लक्षणारंभाला सुमारे 7 दिवसांचा विलंब दिसला आणि उपचार दिलेल्या प्राण्यांनी सौम्य अवस्थांमध्ये काहीसा अधिक, तर गंभीर अवस्थांमध्ये कमी काळ घालवला. लिंगानुसार उपगट लहान होते आणि अवस्थांमधील अनेक तुलना केल्या गेल्या होत्या, त्यामुळे ही विश्लेषणे पुरावा म्हणून नव्हे, तर पुढील गृहीतके सुचवणारी म्हणून पाहावी लागतात. चेतापेशींची संख्या, SOD1 एकत्रीकरणाची चाचणी किंवा ऑक्सिडेटिव्ह अथवा दाहक निदर्शक यांपैकी काहीही मोजले गेले नाही. त्यामुळे औषध आपल्या लक्ष्यांपर्यंत पोहोचूनही निष्फळ ठरले की या मात्रेत त्याने लक्ष्यांवर मुळीच क्रिया केली नाही, हेही हा अभ्यास सांगू शकत नाही. फक्त एकच मात्रा तपासली गेली.

दोन्ही दिशांनी लागू होणारी सर्वात महत्त्वाची मर्यादा लेखकांनी स्वतः नमूद केली. SOD1 G93A च्या अनेक प्रती असलेले मॉडेल विषारी SOD1 मुळे होणाऱ्या रोगाचे चांगले प्रतिनिधित्व करते, पण SOD1-संबंधित रोग हा आनुवंशिक ALS चा छोटा भाग आहे आणि त्याचे जीवशास्त्र बहुतांश अनानुवंशिक रोगापेक्षा वेगळे आहे. त्यांनी संभाव्य औषधांची TDP-43 आधारित सस्तन प्राण्यांच्या मॉडेल्समध्ये पुन्हा चाचणी करण्याची सूचना केली. ही सूचना नंतर अधिक गुंतागुंतीची ठरली, कारण कृमी आणि माशांवरील अभ्यासाचे लेखक नमूद करतात की मिथिलीन ब्लूच्या एका स्वतंत्र TDP-43 उंदीर अभ्यासातही हालचालीशी संबंधित परिणाम सुधारले नाहीत. त्यामुळे एखादे संयुग एका TDP-43 प्रणालीत प्रभावी दिसू शकते आणि दुसऱ्या TDP-43 प्रणालीत निष्प्रभ ठरू शकते. जनुकाइतकीच प्रणालीही महत्त्वाची असते.

कृमी किंवा माशांमधील सुधारणेवरून रुग्णांतील लाभ का सिद्ध होत नाही

प्रत्येक मॉडेल वेगळ्या प्रश्नाचे उत्तर देते असे समजा.

पहिले, जीवशास्त्र वेगळे आहे. TDP-43 आणि FUS ही न्यूक्लिक आम्लांना बांधणारी प्रथिने आहेत आणि या साध्या प्रणालींमध्ये त्यांचे काही आनुवंशिक परस्परसंवाद समान आहेत, तर SOD1 ची विषाक्तता काही अंशी वेगळ्या प्रारंभिक यंत्रणांद्वारे घडते. प्रथिन-विषाक्ततेमुळे निर्माण होणारा एक ताण कमी करणारे औषध दुसराही कमी करेलच असे नाही. तसेच भ्रूणातील अतिअभिव्यक्तीविरुद्ध मिळालेले यश म्हणजे प्रौढावस्थेतील संथ चेतापेशी-ऱ्हासाविरुद्धही यश मिळेल असा अंदाज नाही; त्या प्रक्रियेत दाह, ग्लियल पेशींचा सहभाग आणि शरीरव्यापी अधोगतीही असते.

दुसरे, औषध-संपर्क वेगळा आहे. मायक्रोमोलर सांद्रतेच्या माध्यमात सतत संपर्कात राहणे म्हणजे तोंडावाटे औषध घेणे नव्हे. गिळलेली मात्रा आणि मेरुरज्जूतील प्रेरक चेतापेशी यांच्यामध्ये आतड्यांतील शोषण, प्रथम-मार्ग चयापचय, रक्तद्रवातील प्रथिनांना बांधणे, मेंदूत प्रवेश आणि शरीरातून औषध बाहेर पडणे या सर्व प्रक्रिया असतात. कोणत्याही अभ्यासात मज्जासंस्थेतील औषधाची पातळी मोजली गेली नाही, त्यामुळे कोणताही अभ्यास आपली सांद्रता दुसऱ्या अभ्यासातील सांद्रतेशी जोडू शकत नाही.

तिसरे, वेळ वेगळी आहे. कृमी आणि माशांमधील लाभ मोठ्या प्रमाणावर रोगजन्य बदल साचण्यापूर्वी उपचार सुरू करण्यावर अवलंबून होते. उंदरांमध्येही लक्षणे दिसण्यापूर्वी उपचार सुरू झाले, ही त्या अभ्यासाची जमेची बाजू आहे; पण मानवांमध्ये उपचार जवळजवळ नेहमीच लक्षणे सुरू झाल्यानंतर होतील, म्हणजे आणखी उशिरा. दोन दिवसांच्या भ्रूण चाचणीतील प्रतिबंधात्मक परिणामाचा संकेत हा संशोधनाचा प्रारंभबिंदू आहे, वैद्यकीय वापराचे मॉडेल नाही.

चौथे, परिणाममापन निकष वेगळे आहेत. 12 दिवसांतील पक्षाघात, अल्डिकार्ब संवेदनशीलता, मायक्रोमीटरमधील अक्षतंतूंची लांबी आणि पोहण्याचे अंतर ही तात्काळ परिणाम दर्शवणारी लक्षणवैशिष्ट्ये आहेत. सस्तन प्राण्यातील लक्षणारंभ आणि जगण्याचा कालावधी यांत शरीरातील प्रत्येक भरपाई करणाऱ्या आणि गुंतागुंत वाढवणाऱ्या प्रक्रियेचा एकत्रित परिणाम दिसतो. औषधे अनेकदा अशा तात्काळ मापनांत बदल घडवतात, पण जगण्याचा कालावधी बदलत नाही. म्हणूनच सस्तन प्राण्यांमध्ये विशिष्ट घटना घडेपर्यंतच्या कालावधीचे परिणाममापन निकष वापरले जातात.

पुढील मथळा तपासण्यासाठी यादी हवी असलेल्या वाचकांना क्लिनिकल चाचण्यांपूर्वीचे अभ्यास कसे वाचावेत यातून ती घेता येईल: कोणती प्रजाती आहे, कोणता बाहेरून समाविष्ट केलेला जनुक आहे, मात्रा आणि औषध देण्याचा मार्ग काय आहे, औषधाची पातळी मोजली होती का, रोगजन्य बदलांच्या तुलनेत उपचार कधी सुरू झाले, परिणाममापन निकष अल्पकालीन लक्षणवैशिष्ट्य होता की रोगाची वाटचाल, आणि दुसऱ्या प्रयोगशाळेत तो परिणाम पुन्हा दिसला का, हे विचारा. यांपैकी कोणतेही सुरुवातीचे संकेत पुढे क्लिनिकल आकडेवारीत रूपांतरित झाले का हे तपासण्यासाठी मिथिलीन ब्लूविषयी मानवांमधील व्यापक पुराव्यांचाच आधार घ्यावा लागतो.

रुग्ण आणि कुटुंबीयांसाठी याचा अर्थ

या संशोधनपत्रांवरून ALS साठी मिथिलीन ब्लूची कोणतीही प्रस्थापित उपचारपद्धती ठरत नाही. सकारात्मक अभ्यास TDP-43 आणि FUS च्या जीवशास्त्रातील ऑक्सिडेटिव्ह आणि सिनेप्स-संबंधित यंत्रणांवर पुढील संशोधनाला आधार देतो. निष्फळ अभ्यासामुळे, SOD1 प्रकारच्या रोगात या प्रमाणातील औषध-संपर्कासह दीर्घकाळ तोंडावाटे औषध दिल्याने रोगाच्या वाटचालीत बदल होईल अशी अपेक्षा ठेवण्यास आधार कमी होतो. एकत्रितपणे हे अभ्यास विविध मॉडेल्समधील विसंगती दर्शवतात, उपचाराची शिफारस नव्हे.

परिणामकारकतेप्रमाणेच सुरक्षिततेकडेही संयत दृष्टीने पाहणे आवश्यक आहे. उंदरांतील ALS अभ्यास मानवांसाठी सुरक्षित मात्रेविषयी काहीही सांगत नाहीत. तसेच G6PD कमतरतेमध्ये लाल रक्तपेशींचे विघटन होण्याचा आणि सेरोटोनिनवर क्रिया करणाऱ्या औषधांसोबत घेतल्यास सेरोटोनिन विषाक्ततेचा प्रत्यक्ष धोका मिथिलीन ब्लूमध्ये असतो. G6PD कमतरतेची शंका, सध्या घेतली जाणारी नैराश्यविरोधी औषधे आणि औषधोपचारात नियोजित कोणताही बदल यांविषयी डॉक्टरांशी चर्चा केली पाहिजे. प्रयोगशाळेतील निष्कर्षांच्या मथळ्यांवरून कृती करण्यापूर्वी मिथिलीन ब्लूच्या सर्वसाधारण सुरक्षिततेविषयीची माहिती तपासणेही या चर्चेचा भाग असले पाहिजे.

मुख्य निष्कर्ष एका वाक्यात सांगता येतो. मिथिलीन ब्लूमुळे TDP-43 आणि FUS कृमी व अळी अवस्थेतील माशांच्या लक्षणवैशिष्ट्यांत सुरुवातीच्या औषध-संपर्काने मोठी सुधारणा झाली, पण दीर्घकाळ तोंडावाटे औषध दिलेल्या SOD1 उंदीर अभ्यासात लक्षणारंभ किंवा जगण्याच्या कालावधीत जवळजवळ कोणताही लाभ झाला नाही; त्यामुळे प्रामाणिक अर्थ असा की हा मॉडेलवर अवलंबून असलेला पुरावा आहे आणि तो रुग्णांमध्ये वापराला समर्थन देत नाही.