آرٽيڪل
ميٿيلين بلو ۽ پروجيريا: خلوي پوڙهائپ جي هڪ ماڊل مان سکيا
هڪ جين ۾ رڳو هڪ اکر جي تبديلي ٻارن کي خوفناڪ تيزيءَ سان پوڙهو ڪري ٿي. وار ڇڻڻ، جوڙن ۾ سختي، شريانن جو سوڙهو ٿيڻ، ۽ متوقع عمر رڳو ڏهن کان ويهن سالن جي وچ تائين. اها بيماري هچنسن-گلفورڊ پروجيريا سنڊروم آهي، ۽ سالن تائين ان بابت تحقيق جو مرڪز نيوڪليئس رهيو، جتي ميوٽيشن وارو پروٽين نقصان پهچائي ٿو. يونيورسٽي آف ميري لينڊ جي 2016 جي هڪ مطالعي مختلف سوال پڇيو: انهن خلين ۾ مائيٽوڪانڊريا ڪيئن نظر اچن ٿا؟ جواب خلي جي ٻن حصن کي پاڻ ۾ ڳنڍيو، ۽ هڪ صدي پراڻي نيري رنگ واري مادي ٻنهي تي اثر وڌو.
هي شيونگ ۽ سندس ساٿين جو مطالعو آهي، جيڪو 2016 ۾ Aging Cell ۾ شايع ٿيو. ان ۾ سمورو ڪم ڪلچر ۾ وڌايل خلين تي ڪيو ويو. هيٺ ڏنل سموري ڳالهه کي انهيءَ حقيقت جي روشنيءَ ۾ سمجهڻ گهرجي. نتيجا حقيقي ۽ مخصوص آهن. ڪنهن به علاج کان سندن فاصلو به اوترو ئي واضح آهي.
ماڊل: هڪ ميوٽيشن، هڪ چنبڙندڙ پروٽين
پروجيريا جي شروعات LMNA جين جي پوزيشن 1824 تي C جي جاءِ تي T اچڻ سان ٿئي ٿي. اها تبديلي ڪنهن امينو ايسڊ کي نٿي بدلائي. اها هڪ لڪل اسپلائس سائيٽ کي فعال ڪري ٿي، جنهن سان لامن A پروٽين مان 50 امينو ايسڊ ختم ٿي وڃن ٿا. ننڍو ٿيل پروٽين، جنهن کي پروجيرن چيو وڃي ٿو، پنهنجي ڪٽجڻ واري جاءِ وڃائي ويهي ٿو؛ اها جاءِ عام طور خلي کي ان جو فارنيسائل لنگر هٽائڻ جي اجازت ڏيندي آهي. تنهنڪري پروجيرن مستقل طور فارنيسائل سان ڳنڍيل ۽ نيوڪليئس جي اندروني جھلي سان چنبڙيل رهي ٿو، جڏهن ته عام لامن A اتي لڳندو ۽ الڳ ٿيندو رهي ٿو.
نيوڪليئس تي پوندڙ اثر چڱيءَ طرح دستاويز ٿيل آهن ۽ خوردبيني هيٺ نظر اچن ٿا. نيوڪليئس هموار بيضوي شڪل برقرار رکڻ بدران ڦوڪون ۽ گهنج پيدا ڪن ٿا. هيٽروڪروميٽن، يعني گهاٽي نموني ويڙهيل غيرفعال DNA جيڪو عام طور نيوڪليئس جي ڪناري سان هوندو آهي، گهٽجي وڃي ٿو. هزارين جينن جي اظهار ۾ تبديلي اچي ٿي. نيوڪليئر لامينا کي ڀت تي لڳل ڪاغذ جي پٺيان ڍانچي وانگر سمجهو: جڏهن ڍانچي جو هڪ ٽڪرو غلط جاءِ تي ويلڊ ڪيو وڃي، ته ڀت اڀري ٿي ۽ سڄي ڪمري ۾ ڪاغذ جو نمونو بگڙي وڃي ٿو.
مطالعي ۾ پروجيريا جي مريضن جي چمڙي مان ورتل فائبروبلاسٽ استعمال ڪيا ويا، ۽ انهن سان گڏ اهڙا ڪنٽرول خليا رکيا ويا جيڪي ڪلچر ۾ منتقليءَ جي ساڳئي مرحلن مان گذريا هئا. ان کان سواءِ هڪ ٻي خلوي لائين به استعمال ڪئي وئي، جنهن کي اهڙي طرح انجنيئر ڪيو ويو هو جو عام فائبروبلاسٽ سڌو سنئون پروجيرن پيدا ڪن. انجنيئر ڪيل خلين ۾ به ساڳيون خرابيون پيدا ٿيون، جنهن مان ظاهر ٿيو ته سبب پروجيرن هو، نه مريضن جي اڳوڻي طبي حالت يا ڪلچر ۾ گذريل وقت. خرابيءَ جي شدت پروجيرن جي مقدار سان وڌي: وڌيڪ پروجيرن ظاهر ڪندڙ لائين ۾ هر لحاظ کان وڌيڪ سخت خرابيون نظر آيون.
مائيٽوڪانڊريا ڪيئن نظر آيا
صحتمند فائبروبلاسٽن جا مائيٽوڪانڊريا نيوڪليئس جي چوڌاري شاخن وارو ڄار ٺاهين ٿا؛ اهي ڊگهيون نلي نما بناوتون آهن، جيڪي خلي جي ڍانچي جي رستن تي هلن ٿيون. پروجيريا وارين خلوي لائينن ۾ اهو ڄار غائب هو. مائيٽوڪانڊريا جو وڌيڪ حصو ٽڪرن ۾ ورهايل هو، ڪيترائي سُڄيل هئا، ۽ اليڪٽران خوردبيني شديد خراب ٿيل خلوي عضون ۾ لڳ ڀڳ ٻيڻو اضافو ڏيکاريو. وقت وارين تصويرن مان ظاهر ٿيو ته اهي ڪنٽرول خلين جي ڀيٽ ۾ گهٽ فاصلو ۽ گهٽ رفتار سان هلي رهيا هئا.
بناوت سان گڏ ڪم به بدلجي ويو. مائيٽوڪانڊريا ۾ سپرآڪسائيڊ ۽ سڄي خلي ۾ آڪسيڊنٽن جي سطح وڌي وئي. وڌيڪ خلين ۾ جھليءَ جي برقي پوٽينشل ۾ خلل نظر آيو. ATP جي پيداوار گهٽجي وئي. انهن ڳالهين مان ڪا به اڪيلي سر حيران ڪندڙ ناهي، ڇاڪاڻ ته خراب ٿيل مائيٽوڪانڊريا مان ردعمل ڪندڙ آڪسيجن جون قسمون نڪرن ٿيون ۽ اهي گهٽ توانائي ٺاهين ٿا. نئين ڳالهه تجويز ڪيل سبب هو. PGC-1alpha، جيڪو ٽرانسڪرپشن جو گڏيل فعال ڪندڙ آهي ۽ NRF1، TFAM، ۽ گڏجڻ ۽ ورهائجڻ کي ضابطي ۾ رکندڙ MFN1، MFN2، OPA1، FIS1 ۽ DRP1 جهڙن اڳتي ڪم ڪندڙ عاملن وسيلي مائيٽوڪانڊريا جي ٺهڻ کي هلائي ٿو، پروجيريا جي خلين ۾ mRNA جي سطح تي اٽڪل اٺ ڀيرا گهٽجي ويو هو؛ پروٽين ۾ به ساڳي مناسبت سان گهٽتائي هئي. ائين لڳو ته پروجيرن مائيٽوڪانڊريا ٺاهڻ ۽ برقرار رکڻ واري مکيه سوئچ کي دٻائي رهيو هو. نيوڪليئر لامينا جي نقصان ۽ توانائيءَ جي ميٽابولزم وچ ۾ اهو لاڳاپو مائيٽوڪانڊريا جي توانائي پيدا ڪرڻ بابت وسيع وضاحت جو حصو آهي، ۽ انهيءَ ئي توازن جو آڪسيڊنٽن وارو پاسو آڪسيڊيٽو دٻاءَ ۽ ROS جي ڪنٽرول ۾ بيان ٿيل آهي.
ميٿيلين بلو ڇا بدلايو
محققن خلين کي 100 nanomolar ميٿيلين بلو، يعني گهٽ ڪنسنٽريشن، سان هفتن تائين لڳاتار سامهون رکيو. خلوي ڪلچر جي لحاظ کان هي ڊگهي عرصي وارو، هلڪو سامهون اچڻ آهي، نه دوا جو مختصر جهٽڪو. ميٿيلين بلو آڪسيڊائيز ٿيل ۽ ريڊيوز ٿيل صورتن وچ ۾ ڦرندو رهي ٿو ۽ مائيٽوڪانڊريا اندر اليڪٽران کڻي سگهي ٿو. انهيءَ ڪري ان کي مائيٽوڪانڊريا کي نشانو بڻائيندڙ ريڊاڪس مرڪب چيو وڃي ٿو، نه اهڙو عام اينٽي آڪسيڊنٽ جيڪو هڪ آڪسيڊنٽ کي غيرجانبدار ڪرڻ وقت پاڻ خرچ ٿي وڃي.
عام ۽ پروجيريا، ٻنهي قسمن جي خلين ۾ مائيٽوڪانڊريا جواب ڏنو. ATP وڌيو، آڪسيڊنٽن جي سطح گهٽجي وئي، ۽ شديد خراب مائيٽوڪانڊريا جو حصو ننڍو ٿيو. PGC-1alpha جو اظهار جزوي طور بحال ٿيو، ۽ ان جي ڪجهه اڳتي ڪم ڪندڙ هدفن جو به. هتي تائين اهو مائيٽوڪانڊريا جي ڪم کي سهارو ڏيڻ وارو عام اثر آهي، پروجيريا لاءِ مخصوص ناهي.
نيوڪليئس جا نتيجا حيران ڪندڙ هئا، ۽ اهي بيمار خلين لاءِ مخصوص هئا. شڪل جي مقداري تجزيي موجب نيوڪليئس جون ڦوڪون گهٽجي ويون. لامن A ۽ C جون ڪُل مقدارون وڌيون. سڀ کان نمايان ڳالهه اها هئي ته پروجيرن جي ورڇ بدلجي وئي: اڻ علاج ٿيل پروجيريا جي خلين ۾ رڳو اٽڪل 30 سيڪڙو پروجيرن نيوڪليوپلازم جي حل ٿيندڙ حصي ۾ هو، جڏهن ته باقي جھليءَ سان ٻڌل هو. علاج کان پوءِ حل ٿيندڙ حصو لڳ ڀڳ 65 سيڪڙو تائين وڌيو، جيڪو عام لامن جي رويي جي ويجهو هو. جھليءَ کان آزاد ٿيڻ سان پروجيرن پنهنجي پاڙيسري پروٽينن کي پاڻ سان گهٽ ڇڪي ٿو، ۽ لامن A ۽ C جا حل ٿيندڙ حصا به بحال ٿيا.
ان آزاديءَ کان پوءِ نيوڪليئس جون ٻه ظاهري خاصيتون بهتر ٿيون. نيوڪليئس جي چوڌاري هيٽروڪروميٽن، جنهن کي اليڪٽران خوردبيني ۽ هيٽروڪروميٽن پروٽين HP1-alpha لاءِ رنگڻ ذريعي جاچيو ويو، واضح طور بحال ٿيو. ۽ RNA جي سيڪوئنسنگ ڏيکاريو ته ٽرانسڪرپٽوم ٻيهر عام حالت ڏانهن وڌي رهيو هو: اڻ علاج ٿيل پروجيريا جا خليا 3,200 کان وڌيڪ جينن ۾ ڪنٽرول خلين کان مختلف هئا، جڏهن ته علاج ٿيل پروجيريا جا خليا اٽڪل 1,670 جينن ۾ مختلف هئا. عام خلين ۾ ساڳئي علاج رڳو ڪجهه درجن جينن کي بدلايو، جنهن مان اشارو ملي ٿو ته نيوڪليئس وارو اثر پروجيرن سان لاڳاپيل آهي، نه ٽرانسڪرپشن ۾ ڪا عام اوچتي تبديلي. خلين ۽ جانورن تي ڪيل تجربا انهن جي سرخين مان لڳندڙ سوالن کان وڌيڪ محدود سوالن جا جواب ڏين ٿا؛ اهو اصول ميٿيلين بلو بابت تحقيق ڪيئن پڙهجي ۾ بيان ڪيو ويو آهي.
هي علاج ڇو ناهي
چار حدون هن مطالعي کي ان جي مناسب جاءِ تي رکن ٿيون: ليبارٽري اندر.
پهريون، سڀ ڪجهه ڪلچر جي ٿانون ۾ ٿيو. ڪلچر ۾ فائبروبلاسٽن وٽ رت جي فراهمي، مدافعتي ماحول، بافتن جي بناوت، ۽ سڄي جسم جي فارماڪالاجي موجود ناهي؛ اهي ئي عنصر طئي ڪن ٿا ته ڪو مرڪب هدف تائين پهچي به ٿو يا نه. هن مقالي ۾ نه ڪنهن جانور کي دوا ڏني وئي ۽ نه ڪنهن مريض جو علاج ڪيو ويو.
ٻيو، پروجيريا جا فائبروبلاسٽ رڳو هڪ خلوي قسم جو ماڊل آهن. بيماري بنيادي طور شريانن، هڏن ۽ چرٻيءَ تي اثر وجهي موت جو سبب بڻجي ٿي، ۽ مطالعي ۾ رڳو فائبروبلاسٽ ۽ هموار عضلي جي خلين جو هڪ تيار ڪيل نمونو جاچيو ويو. ٻيون بافتون مختلف رويو ڏيکاري سگهن ٿيون.
ٽيون، نيوڪليئس جي بحالي ڪلچر ميڊيم ۾ هفتن تائين لڳاتار nanomolar ڪنسنٽريشن سان سامهون اچڻ کان پوءِ ٿي. ٿانون ۾ ڪنسنٽريشن، دوا جون خوراڪون ناهن، ۽ مقالي ۾ ڪا به ڳالهه ميڊيم جي 100 nanomolar کي انسانن لاءِ استعمال جي طريقي ۾ تبديل نٿي ڪري. طب جي ٻين شعبن ۾ ميٿيلين بلو جو پنهنجو خوراڪ جي مقدار موجب ردعمل ۽ حفاظتي پروفائيل آهي، ۽ هي مطالعو گهر ۾ استعمال لاءِ ڪو بنياد نٿو ڏئي. حفاظت بابت عام پسمنظر ميٿيلين بلو جي حفاظت ۽ ضمني اثرن ۾ ڏنل آهي.
چوٿون، پروجيريا عام پوڙهائپ ناهي. اها هڪ ناياب بيماري آهي، جيڪا هڪ ئي ميوٽيشن سبب ٿئي ٿي ۽ جنهن ۾ نيوڪليئس جو ڍانچو هڪ مخصوص طريقي سان خراب ٿئي ٿو. ڪو مرڪب جيڪڏهن ڪلچر ۾ وڌايل خلين ۾ انهيءَ مخصوص خرابيءَ کي گهٽائي ٿو، ته ان مان اهڙن ماڻهن جي پوڙهائپ بابت ٿورو ئي معلوم ٿئي ٿو جن ۾ اها ميوٽيشن ناهي. خلي جون ظاهري خاصيتون نيوڪليئس ۽ مائيٽوڪانڊريا وچ ۾ رابطي کي سمجهڻ لاءِ هڪ دري آهن، ڊگهي عمر بابت نتيجو ناهن.
تنهنڪري مناسب خلاصو شرطن سان ئي بيان ڪري سگهجي ٿو. پروجيريا جي فائبروبلاسٽن ۾، پروجيرن PGC-1alpha کي دٻائي ٿو ۽ مائيٽوڪانڊريا کي ٽڪرن ۾ ورهايل، سست، آڪسيڊنٽن سان ڀريل ۽ توانائيءَ کان محروم ڇڏي ٿو. گهٽ ڪنسنٽريشن واري ميٿيلين بلو سڀني خلين ۾ مائيٽوڪانڊريا جي ماپيل اشارن کي بحال ڪيو ۽ ان کان علاوه بيمار خلين ۾ پروجيرن کي نيوڪليئس جي جھليءَ کان آزاد ڪيو، جنهن سان نيوڪليئس جي شڪل، هيٽروڪروميٽن ۽ جينن جي اظهار ۾ جزوي بحالي ٿي. اهو ٻٽو عمل هن مطالعي کي ڄاڻڻ جي لائق بڻائي ٿو. اهو ميٿيلين بلو کي پروجيريا يا پوڙهائپ جو علاج نٿو بڻائي.