میتھیلین بلیو اور پروجیریا: خلیاتی بڑھاپے کے ایک ماڈل سے حاصل ہونے والے اسباق

ایک جین میں صرف ایک حرف کی تبدیلی بچوں کو خوف ناک رفتار سے بوڑھا کرنے لگتی ہے۔ بال جھڑنا، جوڑوں میں اکڑن، شریانوں کا تنگ ہونا، اور متوقع عمر کا نوعمری تک محدود رہنا۔ اس بیماری کا نام ہچنسن گلفورڈ پروجیریا سنڈروم ہے۔ برسوں تک اس پر تحقیق مرکزے پر مرکوز رہی، جہاں تغیر یافتہ پروٹین نقصان پہنچاتا ہے۔ یونیورسٹی آف میری لینڈ کے 2016 کے ایک مطالعے نے ایک مختلف سوال اٹھایا: ان خلیات میں مائٹوکانڈریا کی حالت کیسی ہے؟ جواب نے خلیے کے دو حصوں کے درمیان تعلق واضح کیا، اور ایک صدی پرانے نیلے رنگ نے دونوں پر اثر ڈالا۔

یہ شیونگ اور ان کے ساتھیوں کا مطالعہ ہے، جو 2016 میں Aging Cell میں شائع ہوا۔ اس میں تمام کام کلچر میں پرورش پانے والے خلیات پر کیا گیا۔ آگے کی تمام باتوں کو اسی حقیقت کے تناظر میں سمجھنا چاہیے۔ نتائج حقیقی اور مخصوص ہیں۔ کسی علاج سے ان کا فاصلہ بھی اتنا ہی واضح ہے۔

ماڈل: ایک تغیر، ایک چپکنے والا پروٹین

پروجیریا کی ابتدا LMNA جین کے مقام 1824 پر C کی جگہ T آنے سے ہوتی ہے۔ یہ تبدیلی کسی امینو ایسڈ کو نہیں بدلتی۔ یہ ایک پوشیدہ اسپلائس سائٹ کو فعال کرتی ہے، جس کے نتیجے میں لیمِن A پروٹین سے 50 امینو ایسڈ حذف ہو جاتے ہیں۔ اس مختصر پروٹین کو پروجیرن کہتے ہیں۔ اس میں وہ قطع ہونے والی جگہ باقی نہیں رہتی جو عام طور پر خلیے کو اس کا فارنیسل لنگر ہٹانے دیتی ہے۔ یوں پروجیرن مستقل طور پر فارنیسل گروپ سے جڑا رہتا ہے اور مرکزے کی اندرونی جھلی سے چپک جاتا ہے، جبکہ معمول کا لیمِن A وہاں جڑتا اور الگ ہوتا رہتا ہے۔

مرکزے پر اس کے اثرات اچھی طرح درج کیے جا چکے ہیں اور خوردبین سے نظر آتے ہیں۔ مرکزے ہموار بیضوی شکل برقرار رکھنے کے بجائے ابھار اور جھریاں پیدا کر لیتے ہیں۔ ہیٹروکرومیٹن، یعنی گنجان بندھا ہوا غیر فعال DNA جو عام طور پر مرکزے کے کنارے پر موجود ہوتا ہے، کم ہونے لگتا ہے۔ ہزاروں جینوں کے اظہار میں تبدیلی آتی ہے۔ مرکزے کی لیمینا کو دیواری کاغذ کے پیچھے موجود ایک سہارا دینے والے ڈھانچے کی طرح سمجھیں: جب اس ڈھانچے کا ایک حصہ غلط جگہ پر ویلڈ کر دیا جائے، تو دیوار ابھر جاتی ہے اور پورے کمرے میں کاغذ کا نقش بگڑ جاتا ہے۔

مطالعے میں پروجیریا کے مریضوں سے لیے گئے جلد کے فائبروبلاسٹس، اتنی ہی بار ذیلی کلچر کیے گئے کنٹرول خلیات کے ساتھ استعمال کیے گئے۔ اس کے علاوہ ایک دوسری خلیاتی لائن بھی شامل تھی، جسے اس طرح تیار کیا گیا تھا کہ معمول کے فائبروبلاسٹس براہ راست پروجیرن بنائیں۔ ان تیار کردہ خلیات میں بھی وہی خرابیاں پیدا ہوئیں۔ اس سے ان خرابیوں کی وجہ مریضوں کی سابقہ حالت یا کلچر میں گزارا گیا وقت ہونے کے بجائے پروجیرن قرار پاتا ہے۔ خرابیوں کی شدت پروجیرن کی مقدار کے ساتھ بڑھتی تھی: زیادہ پروجیرن ظاہر کرنے والی لائن میں تمام پہلوؤں سے زیادہ شدید خرابیاں نظر آئیں۔

مائٹوکانڈریا کی حالت کیسی تھی

صحت مند فائبروبلاسٹس کے مائٹوکانڈریا مرکزے کے گرد شاخ دار جال بناتے ہیں۔ ان کی لمبی نلیاں خلوی ڈھانچے کے راستوں پر حرکت کرتی ہیں۔ پروجیریا کی خلیاتی لائنوں میں یہ جال موجود نہیں تھا۔ مائٹوکانڈریا کا زیادہ حصہ ٹکڑوں میں بٹا ہوا تھا، بہت سے پھولے ہوئے تھے، اور الیکٹران خوردبینی معائنے میں شدید نقصان زدہ عضیات کی تعداد تقریباً دوگنی دکھائی دی۔ وقفوں سے لی گئی تصاویر نے دکھایا کہ یہ کنٹرول خلیات کے مائٹوکانڈریا کے مقابلے میں کم فاصلے طے کرتے تھے اور زیادہ آہستہ حرکت کرتے تھے۔

ساخت کے ساتھ کارکردگی بھی متاثر ہوئی۔ مائٹوکانڈریا میں سپرآکسائیڈ اور پورے خلیے میں آکسیڈنٹس کی سطح بڑھ گئی۔ زیادہ خلیات میں جھلی کا برقی پوٹینشل متاثر تھا۔ ATP کی پیداوار کم ہو گئی۔ الگ الگ دیکھیں تو ان میں سے کوئی بات حیران کن نہیں، کیونکہ نقصان زدہ مائٹوکانڈریا سے آکسیجن کی فعال انواع خارج ہوتی ہیں اور وہ کم توانائی بناتے ہیں۔ نئی بات اس کی مجوزہ وجہ تھی۔ PGC-1alpha، جو نقل نویسی کا معاون فعال کنندہ ہے، NRF1، TFAM اور مائٹوکانڈریا کے باہم جڑنے اور تقسیم ہونے کے ضابطہ کاروں MFN1، MFN2، OPA1، FIS1 اور DRP1 جیسے عوامل کے ذریعے نئے مائٹوکانڈریا کی تشکیل کو آگے بڑھاتا ہے۔ پروجیریا کے خلیات میں mRNA کی سطح پر اس کا اظہار تقریباً آٹھ گنا کم تھا، اور پروٹین کی مقدار میں بھی اسی کے مطابق کمی تھی۔ ایسا لگتا تھا کہ پروجیرن مائٹوکانڈریا بنانے اور انہیں برقرار رکھنے والے مرکزی سوئچ کو دبا رہا ہے۔ مرکزے کی لیمینا کو پہنچنے والے نقصان اور توانائی کے استحالے کے درمیان یہ تعلق مائٹوکانڈریا میں توانائی کی پیداوار کی وسیع تر وضاحت کا حصہ ہے۔ اسی توازن کے آکسیڈنٹس سے متعلق پہلو پر تکسیدی دباؤ اور ROS کے کنٹرول کے موضوع میں بات کی گئی ہے۔

میتھیلین بلیو نے کیا بدلا

محققین نے خلیات کو کئی ہفتوں تک مسلسل 100 نینومولر میتھیلین بلیو کے سامنے رکھا، جو ایک کم ارتکاز ہے۔ خلیاتی کلچر کی اصطلاح میں یہ کم ارتکاز پر طویل عرصے کی نمائش ہے، دوا کا مختصر دورانیے کا اثر نہیں۔ میتھیلین بلیو تکسید شدہ اور تخفیف شدہ صورتوں کے درمیان بدلتا رہتا ہے اور مائٹوکانڈریا کے اندر الیکٹران منتقل کر سکتا ہے۔ اسی لیے اسے مائٹوکانڈریا کو ہدف بنانے والا ریڈوکس مرکب کہا جاتا ہے، عام اینٹی آکسیڈنٹ نہیں جو ایک آکسیڈنٹ کو بے اثر کرنے پر خود صرف ہو جائے۔

معمول کے اور پروجیریا کے دونوں طرح کے خلیات میں مائٹوکانڈریا نے ردعمل دکھایا۔ ATP بڑھا، آکسیڈنٹس کی سطح کم ہوئی، اور شدید خراب مائٹوکانڈریا کا تناسب گھٹ گیا۔ PGC-1alpha کے اظہار میں جزوی بحالی ہوئی، اور اس کے زیر اثر بعض اہداف بھی جزوی طور پر بحال ہوئے۔ یہاں تک یہ مائٹوکانڈریا کی کارکردگی کو سہارا دینے والا عمومی اثر ہے، جو پروجیریا کے لیے مخصوص نہیں۔

مرکزے سے متعلق نتائج حیران کن تھے، اور وہ بیمار خلیات کے لیے مخصوص تھے۔ شکل کے مقداری تجزیے میں مرکزے کے ابھار کم ہوئے۔ لیمِن A اور C کی مجموعی مقدار بڑھی۔ سب سے نمایاں بات یہ تھی کہ پروجیرن کی تقسیم بدل گئی: میتھیلین بلیو کے بغیر پروجیریا کے خلیات میں صرف تقریباً 30 فیصد پروجیرن مرکزے کے اندرونی مادے کے حل پذیر حصے میں تھا، جبکہ باقی جھلی سے جڑا ہوا تھا۔ میتھیلین بلیو دینے کے بعد حل پذیر حصہ تقریباً 65 فیصد ہو گیا، جو معمول کے لیمِن کے رویے کے قریب تھا۔ جھلی سے الگ ہو کر پروجیرن اپنے آس پاس کے اجزا کو کم کھینچتا ہے، اور لیمِن A اور C کے حل پذیر حصے بھی بحال ہوئے۔

اس علیحدگی کے بعد مرکزے کی دو ظاہری خصوصیات میں بہتری آئی۔ مرکزے کے گرد ہیٹروکرومیٹن، جس کا معائنہ الیکٹران خوردبین اور ہیٹروکرومیٹن پروٹین HP1-alpha کے لیے رنگ آمیزی سے کیا گیا، واضح طور پر بحال ہوا۔ RNA کی ترتیب خوانی نے بھی دکھایا کہ ٹرانسکرپٹوم معمول کی حالت کی طرف واپس آ رہا تھا: میتھیلین بلیو کے بغیر پروجیریا کے خلیات 3,200 سے زیادہ جینوں کے اظہار میں کنٹرول خلیات سے مختلف تھے، جبکہ میتھیلین بلیو حاصل کرنے والے پروجیریا کے خلیات میں یہ فرق تقریباً 1,670 جینوں تک محدود تھا۔ معمول کے خلیات میں اسی عمل سے صرف چند درجن جینوں کے اظہار میں تبدیلی آئی۔ اس سے یہ دلیل ملتی ہے کہ مرکزے پر اثر پروجیرن سے متعلق ہے، نقل نویسی میں کوئی عمومی بڑی تبدیلی نہیں۔ خلیاتی اور حیوانی تجربات ان کی سرخیوں سے ظاہر ہونے والے سوالات کے مقابلے میں زیادہ محدود سوالات کا جواب دیتے ہیں۔ اس اصول کی وضاحت میتھیلین بلیو کی تحقیق کو کیسے پڑھیں میں کی گئی ہے۔

یہ علاج کیوں نہیں ہے

چار حدود اس مطالعے کو اس کے مناسب دائرے میں رکھتی ہیں: تجربہ گاہ کے اندر۔

پہلی حد یہ ہے کہ سب کچھ تجربہ گاہ کی ڈشوں میں ہوا۔ کلچر میں موجود فائبروبلاسٹس میں خون کی فراہمی، مدافعتی ماحول، بافتوں کی ساخت اور پورے جسم میں دوا کے اثرات اور نقل و حرکت موجود نہیں ہوتے۔ یہی عوامل طے کرتے ہیں کہ کوئی مرکب اپنے ہدف تک پہنچتا بھی ہے یا نہیں۔ اس مقالے میں کسی جانور کو دوا نہیں دی گئی اور کسی مریض کا علاج نہیں کیا گیا۔

دوسری حد یہ ہے کہ پروجیریا کے فائبروبلاسٹس صرف ایک قسم کے خلیے کا ماڈل ہیں۔ یہ بیماری بنیادی طور پر شریانوں، ہڈی اور چربی پر اثرات کے ذریعے موت کا سبب بنتی ہے، جبکہ مطالعے میں صرف فائبروبلاسٹس اور ہموار پٹھوں کی ایک تجرباتی تیاری کا جائزہ لیا گیا۔ دوسری بافتوں کا ردعمل مختلف ہو سکتا ہے۔

تیسری حد یہ ہے کہ مرکزے کی بحالی کلچر میڈیم میں کئی ہفتوں تک مسلسل نینومولر ارتکاز کی نمائش سے ہوئی۔ ڈش میں ارتکاز، دوا کی خوراک نہیں ہوتا، اور مقالے میں کوئی بات میڈیم میں 100 نینومولر کو انسانوں کے لیے دوا دینے کے طریقۂ کار میں تبدیل نہیں کرتی۔ طب کے دوسرے استعمالات میں میتھیلین بلیو کی خوراک کے لحاظ سے ردعمل اور حفاظت کی اپنی خصوصیات ہیں، اور یہ مطالعہ گھر پر استعمال کی کوئی بنیاد فراہم نہیں کرتا۔ حفاظت سے متعلق عمومی معلومات میتھیلین بلیو کی حفاظت اور ضمنی اثرات میں دی گئی ہیں۔

چوتھی حد یہ ہے کہ پروجیریا معمول کا بڑھاپا نہیں ہے۔ یہ ایک نایاب بیماری ہے جو ایک ہی تغیر سے پیدا ہوتی ہے، اور اس میں مرکزے کا سہارا دینے والا ڈھانچہ ایک خاص طریقے سے خراب ہوتا ہے۔ کلچر میں موجود خلیات میں اس مخصوص خرابی کو کم کرنے والا مرکب، اس تغیر کے بغیر لوگوں میں بڑھاپے کے بارے میں بہت کم بتاتا ہے۔ خلیے کی یہ ظاہری خصوصیات مرکزے اور مائٹوکانڈریا کے باہمی رابطے کو سمجھنے کا ذریعہ ہیں، طویل عمری کا نتیجہ نہیں۔

اس لیے درست خلاصہ مشروط ہے۔ پروجیریا کے فائبروبلاسٹس میں پروجیرن، PGC-1alpha کو دباتا ہے اور مائٹوکانڈریا کو ٹکڑوں میں بٹا ہوا، سست، آکسیڈنٹس سے بھرپور اور توانائی کی کمی کا شکار بنا دیتا ہے۔ کم ارتکاز والے میتھیلین بلیو نے تمام خلیات میں مائٹوکانڈریا کی کارکردگی کے پیمانے بحال کیے۔ اس کے علاوہ بیمار خلیات میں اس نے پروجیرن کو مرکزے کی جھلی سے الگ کیا، جس کے ساتھ مرکزے کی شکل، ہیٹروکرومیٹن اور جینوں کے اظہار میں جزوی بحالی ہوئی۔ یہ دوہرا اثر اس مطالعے کو جاننے کے قابل بناتا ہے۔ یہ میتھیلین بلیو کو پروجیریا یا بڑھاپے کا علاج نہیں بناتا۔