میتھیلین بلیو، ٹاؤ اور امائلائڈ: پروٹین کے اخراج کے طریقۂ کار مختلف کیوں ہیں

پوچھیے کہ میتھیلین بلیو الزائمر کی بیماری سے وابستہ پروٹینز پر کیا اثر ڈالتا ہے، تو آپ کو ایک پُراعتماد جواب سننے کو ملے گا، جہاں دراصل حدود و شرائط کے ساتھ تین الگ جواب ملنے چاہییں۔ آزمائشی نلی میں یہ ٹاؤ کے اپنے ہی سالمات سے جڑنے میں خلل ڈالتا ہے۔ چوہوں کے ایک ماڈل میں یہ حل پذیر امائلائڈ کو کم کرتا ہے، جبکہ ٹاؤ پر اثر نہیں ڈالتا۔ دوسرے ماڈل میں یہ اس خامرے کو کم کرتا ہے جو ابتدا میں امائلائڈ پیدا کرتا ہے۔ ان میں سے ہر نتیجہ حقیقی ہے۔ ان میں سے کوئی بھی پوری تصویر پیش نہیں کرتا، اور یہ سب ایک ہی جانور میں ایک ہی وقت پر واقع نہیں ہوتے۔ یہ مضمون ان تینوں کو الگ کرتا ہے، تاکہ ایک تجربے کے نتیجے کو دوسرے کے ثبوت کے طور پر پیش کرنا بند ہو۔

جو قارئین میتھیلین بلیو خلیوں کے اندر کیسے عمل کرتا ہے کی وسیع تر تصویر چاہتے ہیں، انہیں وہاں سے آغاز کرنا چاہیے۔ جو قارئین جاننا چاہتے ہیں کہ آیا ان میں سے کسی اثر نے مریضوں کو فائدہ پہنچایا، انہیں الزائمر کی بیماری میں کلینیکل تحقیق کا ریکارڈ پڑھنا چاہیے، کیونکہ انسانی آزمائشوں کے نتائج کا مقام وہی ہے۔ اس مضمون میں اس ریکارڈ کو دہرایا نہیں گیا۔

ٹاؤ کا نتیجہ تجمع کی جانچوں سے متعلق ہے

ان تینوں میں سب سے پرانی تحقیق ٹاؤ پر خلیوں سے پاک تجربات سے آتی ہے۔ ٹاؤ وہ پروٹین ہے جو نیوروفائبریلری الجھاؤ بناتا ہے۔ ٹاؤ کے ٹاؤ سے بندھنے کی جانچ میں، ٹاؤ کے ٹکڑے جوڑی دار پیچ دار ریشوں میں جمع ہوتے ہیں، اور میتھیلین بلیو سمیت فینوتھیازین رنگ کم مائیکرومولر ارتکاز پر اس تشکیل کو روکتے ہیں۔ بعد کی حیاتی کیمیائی تحقیق نے اس کی کیمیائی وضاحت پیش کی: یہ رنگ ٹاؤ پر موجود سسٹین کے باقیات کو آکسیڈائز کرتا ہے، جس سے اس کی یک سالماتی شکل مستحکم ہوتی ہے اور ان باریک ریشوں کی تشکیل دب جاتی ہے جو بصورتِ دیگر بڑھتے رہتے۔ ٹاؤ کے تجمع کو روکنے کے لیے رپورٹ کیے گئے ارتکاز تقریباً یک ہندسی مائیکرومولر مقدار سے لے کر چند دسیوں مائیکرومولر تک ہیں۔ یہ حد آگے آنے والی تمام بحث کے لیے اہم ہے۔

غور کیجیے کہ یہ کس نوعیت کا دعویٰ ہے۔ یہ ٹاؤ کی پیداوار، زندہ دماغ میں ٹاؤ کی فاسفوریلیشن، یا ٹاؤ کے اخراج کے بارے میں کچھ نہیں کہتا۔ یہ کہتا ہے کہ آزمائشی نلی میں متعین حالات کے تحت آکسیڈائز شدہ رنگ ٹاؤ کو تہہ در تہہ جڑنے سے روکتا ہے۔ یہ ایک درست، محدود اور مفید نتیجہ ہے۔ مسئلہ اس وقت شروع ہوتا ہے جب اسے پھیلا کر یہ عمومی بیان بنا دیا جاتا ہے کہ میتھیلین بلیو ٹاؤ کی مرضیاتی تبدیلیوں کو ختم کرتا ہے، کیونکہ جانوروں کے اعداد و شمار اس بیان کی تائید نہیں کرتے۔

پروٹیاسوم کا نتیجہ 3xTg-AD چوہوں سے متعلق ہے، اور اس نے امائلائڈ اور ٹاؤ کے نتائج کو الگ کیا

مختلف پیمائشوں کے الگ نتائج دکھانے والا سب سے واضح تجربہ الزائمر سے وابستہ تین میوٹیشنز رکھنے والے چوہوں میں غذا کے ذریعے کیا گیا 16 ہفتوں کا مطالعہ ہے۔ چھ ماہ کی عمر سے ان جانوروں کو میتھیلین بلیو پر مشتمل خوراک دی گئی، اور محققین نے بیک وقت تین چیزوں کی پیمائش کی: پروٹیاسوم، امائلائڈ کی سطحیں اور ٹاؤ۔

پروٹیاسوم میں تبدیلی آئی۔ کائموٹرپسن جیسی سرگرمی تقریباً ایک چوتھائی اور ٹرپسن جیسی سرگرمی تقریباً نصف بڑھی، جبکہ تیسری عمل انگیز سرگرمی میں کوئی نمایاں تبدیلی نہیں آئی۔ حل پذیر امائلائڈ بیٹا 40 اور 42، دونوں تقریباً ایک چوتھائی کم ہوئے۔ مصنفین نے اسے پیداوار میں کمی کے بجائے اخراج میں اضافے سے تعبیر کیا، کیونکہ پیش ساز پروٹین اور اس کی پروسیسنگ سے بننے والے ٹکڑوں میں تبدیلی نہیں آئی تھی، اور آبی بھول بھلیاں کی جانچنے والی آزمائش میں سیکھنے اور یادداشت کی کارکردگی بہتر ہوئی۔

اس کے بعد وہ نتائج ہیں جو ساتھ ساتھ تبدیل نہیں ہوئے۔ غیر حل پذیر امائلائڈ میں تبدیلی نہیں آئی۔ پلاکس کو ظاہر کرنے والی رنگ آمیزی میں تبدیلی نہیں آئی۔ کل انسانی ٹاؤ اور تھریونین 181 پر فاسفوریلیٹڈ ٹاؤ میں تبدیلی نہیں آئی، اور ٹاؤ کی غلط مقام پر موجودگی بھی نہیں بدلی۔ مائٹوکانڈریا سے متعلق پیمائشیں بھی نہیں بدلیں: سائٹوکروم سی آکسیڈیز کی سرگرمی، آکسیڈیز پروٹین یا ATP پر کوئی نمایاں اثر نہیں پڑا۔ چنانچہ اس ماڈل میں، اس طریقۂ استعمال کے تحت، میتھیلین بلیو نے پروٹیاسوم کی تین میں سے دو سرگرمیاں بڑھائیں، حل پذیر امائلائڈ کم کیا، رویے کی ایک پیمائش میں کارکردگی بحال کی، اور ٹاؤ کی پیمائشوں، غیر حل پذیر امائلائڈ اور مائٹوکانڈریا کی جانچی گئی پیمائشوں کو ان کی سابقہ حالت پر چھوڑ دیا۔

ایک احتیاط اس نکتے کو کمزور کرنے کے بجائے مزید واضح کرتی ہے۔ جانچ کی گئی عمر میں ان چوہوں میں ابھی ٹاؤ کے تجمع نہیں بنے تھے، اس لیے یہ تجربہ ثابت نہیں کر سکتا کہ میتھیلین بلیو ٹاؤ کے الجھاؤ کے خلاف ناکام رہتا ہے۔ یہ دکھاتا ہے کہ حل پذیر امائلائڈ کم ہو سکتا ہے جبکہ ٹاؤ کی جانچی گئی پیمائشیں تبدیل نہ ہوں۔ اس موضوع کو بالکل اسی نوعیت کے نتیجے کی ضرورت ہے، جس میں ایک پروٹین بدلے اور دوسرا نہ بدلے۔ اگر آپ یہ سمجھتے ہوئے یہاں آئے ہیں کہ میتھیلین بلیو کے ذریعے پروٹیاسوم کی فعالیت دونوں نمایاں پروٹینز کو ایک ساتھ خارج کرتی ہے، تو یہ مطالعہ اس خیال کی تصحیح کرتا ہے۔

امائلائڈ کی پیداوار کا نتیجہ عمر رسیدہ PSAPP چوہوں سے متعلق ہے، اور یہ پچھلے طریقۂ کار سے متضاد ہے

محققین کا ایک مختلف گروہ، ایک مختلف ماڈل، اور عمل کے ابتدائی مرحلے کی ایک متضاد وضاحت۔ 15 ماہ کے PSAPP چوہوں میں نلکی کے ذریعے معدے میں مادہ پہنچانے کے تین ماہ کے مطالعے میں، روزانہ منہ کے راستے دی گئی 3 mg/kg کی خوراک نے دماغ کے مختلف حصوں میں پلاکس کی مقدار تقریباً ایک تہائی سے نصف تک کم کی، اور امائلائڈ کی کئی اقسام کو کم کیا، جن میں مخصوص جانچ سے ناپے گئے اولیگومرز بھی شامل تھے۔ لیکن یہاں مجوزہ طریقۂ کار تیز اخراج کے بجائے پیداوار میں کمی تھا: دماغ میں BACE1 پروٹین کم ہوا، اس سے بننے والا C99 کم ہوا، اور میسنجر RNA کم نہیں ہوا۔ یہ جین کے اظہار میں کمی کے بجائے پروٹین کی سطح پر اثر کی طرف اشارہ کرتا ہے۔

خلیوں پر کیے گئے تجربات نے اس وضاحت کو مزید مضبوط کیا۔ ریکومبیننٹ خامرے کے ساتھ خلیوں سے پاک جانچ میں، میتھیلین بلیو نے براہِ راست BACE1 کو روکا۔ انسانی امائلائڈ پیش ساز پروٹین کا اظہار کرنے والے ہیمسٹر کے بیضہ دانی کے خلیوں میں، خارج ہونے والے امائلائڈ 40 اور 42 میں 1.56 مائیکرومولر جیسے کم ارتکاز پر بھی کمی آئی، جبکہ خود پیش ساز پروٹین کی سطح برقرار رہی۔ اسے پچھلے مطالعے کے مقابل رکھیے، جس میں پیش ساز کی پروسیسنگ سے بننے والے ٹکڑے تبدیل نہیں ہوئے تھے اور اثر کو اخراج سے منسوب کیا گیا تھا۔ دونوں ایک ہی عمومی طریقۂ کار کی وضاحت نہیں کر سکتے، کیونکہ ماڈلز، عمریں، خوراکیں، استعمال کے راستے اور دورانیے مختلف ہیں۔ اصل نکتہ یہی ہے۔ امائلائڈ پر میتھیلین بلیو کے اثرات ایک تجرباتی ترتیب میں پیداوار کے ذریعے اور دوسری میں اخراج کے ذریعے سامنے آتے ہیں، اور تجرباتی ترتیب بتائے بغیر کسی بھی نتیجے کا حوالہ دینا گمراہ کرتا ہے۔

ایک کیمیائی عمل، کئی اہداف: سسٹین کی آکسیڈیشن کا ربط

تحقیق کا ایک تیسرا سلسلہ واضح کرتا ہے کہ ایک ہی ریڈوکس کیمیائی عمل غیر متعلقہ پروٹینز کی تحقیق میں کیسے سامنے آ سکتا ہے۔ کیسپیز کی روک تھام کے ایک حیاتی کیمیائی مطالعے میں، میتھیلین بلیو نے کیسپیز-6 کی عمل انگیز سسٹین کو سلفینک ایسڈ میں آکسیڈائز کرکے اسے غیر فعال کیا۔ ماس اسپیکٹرومیٹری نے اس کی تصدیق کی، اور نصف زیادہ سے زیادہ اثر پیدا کرنے والا ارتکاز تقریباً 10.6 مائیکرومولر تھا۔ کیسپیز-3 بھی ملتے جلتے ارتکاز پر روکا گیا۔ مصنفین نے اسے واضح طور پر ٹاؤ کی تحقیق سے جوڑا: سسٹین کو آکسیڈائز کرنے والا وہی کیمیائی عمل، جو ٹاؤ کو یک سالماتی حالت میں رکھنے کے لیے تجویز کیا گیا ہے، سسٹین پروٹیئز کو غیر فعال کر سکتا ہے، اور مؤثر ارتکاز کی حدود ایک دوسرے سے متجاوز ہیں۔

یہ ایک عمدہ وضاحت ہے، اور ساتھ ہی ایک تنبیہ بھی۔ ریڈوکس سرگرمی رکھنے والا سالمہ، جو سطح پر دستیاب سسٹینز کو آکسیڈائز کرتا ہے، کسی بھی فعال ارتکاز پر ایک سے زیادہ اہداف رکھے گا۔ ٹاؤ کے تجمع کو توڑنے، کیسپیز، اور ممکنہ طور پر دیگر اثرات میں کیمیائی عمل مشترک ہے، مگر اس عمل کے اہداف مختلف ہیں۔ یہ مشترک عمل نتائج کو ایک دوسرے کی جگہ استعمال کرنے کے قابل نہیں بناتا۔ اس کا مطلب ہے کہ خوراک اور حالات طے کرتے ہیں کہ کون سا ہدف اہم ہوگا، اور سسٹین پر منحصر کسی ایک عمل کو نشانہ بنانے کے لیے طویل عرصے تک خوراک دینا دیگر اعمال پر بھی اثر ڈال سکتا ہے۔ کیسپیز کے مطالعے کے مصنفین نے یہ پہلو براہِ راست اٹھایا تھا۔ میتھیلین بلیو کا ریڈوکس کیمیائی عمل اپنے اہداف کیسے منتخب کرتا ہے، پروٹیاسوم کی فعالیت دیگر تجمع شدہ پروٹینز کے لیے کیا معنی رکھتی ہے، اور آیا طویل مدتی خوراک اہداف کے مجموعے کو بدلتی ہے، ان متعلقہ سوالات میں سے ہر ایک الگ بحث کا مستحق ہے۔

پیمائش کے لحاظ سے طریقۂ کار: کون سا نتیجہ کس ماڈل سے متعلق ہے

جدول کو قطار بہ قطار پڑھیے تو سبق واضح ہے۔ کوئی ایک قطار ہر کالم میں تبدیلی نہیں دکھاتی۔ امائلائڈ کی پیداوار کا سب سے مضبوط نتیجہ اس مطالعے سے آتا ہے جس نے پروٹیاسوم کو کبھی جانچا ہی نہیں۔ پروٹیاسوم کا سب سے مضبوط نتیجہ اس مطالعے سے آتا ہے جس میں پیش ساز کی پروسیسنگ بالکل نہیں بدلی۔ ٹاؤ کا نتیجہ زیادہ تر آزمائشی نلیوں تک محدود ہے، اور اس کی کیمیائی بنیاد ایسے خامروں کے ساتھ مشترک ہے جو مطلوبہ ہدف نہیں ہیں۔ جو شخص ان کالموں کو ملا کر یہ واحد دعویٰ بناتا ہے کہ میتھیلین بلیو مرضیاتی پروٹینز کو بحیثیت ایک گروہ خارج کرتا ہے، وہ ایک ایسے تجربے کا جائزہ لکھ رہا ہے جو کبھی کیا ہی نہیں گیا۔

یہ احتیاط مریضوں کے بارے میں نتائج اخذ کرنے پر بھی لاگو ہوتی ہے۔ آیا یہ طریقۂ کار مل کر کلینیکل فائدہ پیدا کرتے ہیں، ایک الگ سوال ہے، جس کی اپنی آزمائشیں اور اپنے نتائج ہیں۔ اس کا جواب یہاں کے بجائے الزائمر کے کلینیکل شواہد میں دیا گیا ہے۔