शरीर की सबसे छोटी रक्त वाहिकाओं के अंदर छोटी कोशिकाओं के लचीलेपन को भुनाने से एक शक्तिशाली रीढ़ की हड्डी की मरम्मत की रणनीति हो सकती है, नए शोध से पता चलता है।
माउस प्रयोगों में, वैज्ञानिकों ने एक विशिष्ट प्रकार के पुनः संयोजक प्रोटीन को एक रीढ़ की हड्डी की चोट की साइट पर पेश किया, जहां इन कोशिकाओं, जिसे पेरिसिट्स कहा जाता है, ने घाव क्षेत्र में बाढ़ आ गई थी। एक बार इस प्रोटीन के संपर्क में आने के बाद, परिणाम दिखाए गए, पेरिसिट्स आकार बदलते हैं और दूसरों को स्रावित करते समय कुछ अणुओं के उत्पादन को बाधित करते हैं, “सेलुलर पुल” बनाते हैं जो अक्षतंतु के पुनर्जनन का समर्थन करते हैं – तंत्रिका कोशिका निकायों के लंबे, पतले एक्सटेंशन जो संदेश प्रसारित करते हैं।
शोधकर्ताओं ने घायल चूहों में एक्सॉन रेगरोथ का अवलोकन किया, जो कि विकास-कारक प्रोटीन का एक एकल उपचार इंजेक्शन प्राप्त हुआ, और जानवरों ने भी अपने हिंद अंगों में आंदोलन प्राप्त किया। मानव कोशिकाओं से जुड़े एक प्रयोग से पता चलता है कि परिणाम चूहों तक सीमित नहीं हैं।
ओहायो स्टेट यूनिवर्सिटी कॉलेज ऑफ मेडिसिन में न्यूरोसाइंस के एसोसिएट प्रोफेसर एंड्रिया टेडेची ने कहा, “बहुत कुछ सीखा जा सकता है और बहुत कुछ किया जा सकता है, लेकिन जितना अधिक हमने इस पर काम किया, जितना अधिक हम वास्तव में इस एकल उपचार की शक्ति से थे और यह कितना प्रभावी था,” सीनियर स्टडी लेखक एंड्रिया टेडेची ने कहा, ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी कॉलेज ऑफ मेडिसिन में न्यूरोसिएंस के एसोसिएट प्रोफेसर ने कहा। “यह खोज रीढ़ की हड्डी की चोट से परे है – इसमें मस्तिष्क की चोट और स्ट्रोक में निहितार्थ हैं, और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग भी हैं।”
शोधकर्ताओं ने कहा कि यह काम इस बात को रेखांकित करता है कि रीढ़ की हड्डी की चोट के बाद न्यूरोलॉजिकल फ़ंक्शन की वसूली के लिए रक्त वाहिका बहाली कितनी महत्वपूर्ण है।
ओहियो स्टेट में न्यूरोसाइंस के सहायक प्रोफेसर फर्स्ट स्टडी लेखक वेनजिंग सन ने कहा, “रीढ़ की हड्डी की चोटें न केवल इसलिए गंभीर होती हैं क्योंकि वे चोट की साइट पर सूचना के प्रसारण को रोकते हैं, बल्कि इसलिए कि सभी वास्कुलचर संरचना और कार्य भी समझौता किया जाता है।” “यहां तक कि अगर आप एक छोर से दूसरे छोर से न्यूरोनल कनेक्टिविटी को फिर से स्थापित करने में सक्षम हैं, तब भी समग्र प्रभाव तब भी अधिकतम नहीं होगा जब तक कि आप बाकी सब चीजों का ध्यान नहीं रखते जो अलग हो जाती है।”
अध्ययन 18 अप्रैल को पत्रिका में प्रकाशित किया गया था आणविक चिकित्सा।
पेरिसिट्स का सुझाव देने वाले पिछले शोध ने रीढ़ की हड्डी की चोट की वसूली के साथ हस्तक्षेप किया था, कुछ वैज्ञानिकों ने मरम्मत में सहायता के लिए घाव साइट से उन्हें साफ करने की सलाह दी थी। लेकिन कैंसर अनुसंधान ने पेरिसिट्स के गुणों को बदलने का संकेत दिया है जब वे प्लेटलेट-व्युत्पन्न विकास कारक बीबी (पीडीजीएफ-बीबी) नामक एक प्रोटीन से अवगत कराते हैं-जो एक तरह से ट्यूमर अपने स्वयं के रक्त आपूर्ति उत्पन्न करता है। कैंसर में, उद्देश्य PDGF-BB सिग्नलिंग को ब्लॉक करना है।
पहले न्यूरोसाइंस रिसर्च ने यह भी संकेत दिया कि पेरिसिट्स अत्यधिक “प्लास्टिक” हैं, जिसका अर्थ है कि वे माइक्रोएन्वायरमेंट में परिवर्तन के लिए बहुत उत्तरदायी हैं-जिसमें पीडीजीएफ-बीबी की उपस्थिति भी शामिल है। Tedeschi और सहकर्मियों ने एक रीढ़ की हड्डी की चोट के आसपास के वास्कुलचर को स्थिर करने के लिए सेल-प्रोटीन संबंध को दोहन करने की क्षमता देखी। इस प्रक्रिया में, उन्होंने पाया कि नए अंकुरित रक्त वाहिकाओं ने पुनर्जीवित अक्षतंतु का पालन करने के लिए एक मार्ग स्थापित किया।
इमेजिंग अध्ययनों के साथ शुरू करते हुए, टीम ने दिखाया कि जब एक रीढ़ की हड्डी को अलग कर दिया जाता है, तो पेरिसिट्स समय के साथ चोट की साइट में पलायन करते हैं, लेकिन कार्यात्मक रक्त वाहिकाओं के विकास को बढ़ावा नहीं देते हैं जो एक्सॉन पुनर्जनन का समर्थन करने के लिए आवश्यक हैं।
सेल-कल्चर प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने पेरिसिट्स के एक “कालीन” की स्थापना की, पीडीजीएफ-बीबी को जोड़ा, और फिर शीर्ष पर वयस्क माउस संवेदी न्यूरॉन्स की एक परत रखी और मूल्यांकन किया कि 24 घंटों में अक्षतंतु कितना बढ़ा। उपचारित अक्षतंतु लगभग उतने ही बढ़ गए जितना कि स्वस्थ अक्षतंतु सामान्य परिस्थितियों में विस्तारित होते हैं।
अकेले PDGF-BB ने इस परिणाम का उत्पादन नहीं किया। इसके बजाय, प्रयोगों से पता चला कि पेरिसिट्स ने विकास कारक के साथ संयुक्त रूप से फाइब्रोनेक्टिन को पुनर्व्यवस्थित किया, एक बहुक्रियाशील चिपकने वाला ग्लाइकोप्रोटीन जो ऊतक की मरम्मत, सेल लगाव और गतिशीलता में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कोशिकाएं स्वयं भी आकार बदलती हैं, अधिक लम्बी हो जाती हैं।
“हम जानते हैं कि ये कोशिकाएं घाव और घाव के उपकेंद्र में जमा करने जा रही हैं। ये लम्बी फाइबर संरचनाएं जो वे बन जाती हैं, वे एक छोर से दूसरे छोर से दूसरे को पुनर्जीवित करने और चोट को दरकिनार करने के लिए अक्षतंतु को बढ़ावा देने में कहीं अधिक अनुमेय हैं।”
“हमारे निष्कर्षों की नैदानिक प्रासंगिकता का विस्तार करने के लिए, हमने मानव पेरिसिट्स के ऊपर माउस न्यूरॉन्स को सुसंस्कृत किया, जो कि पीडीजीएफ-बीबी के संपर्क में थे, और यह एक विकास को बढ़ावा देने वाले प्रभाव को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त था, यह सुझाव देते हुए कि यह वास्तव में एक सामान्यीकृत घटना हो सकती है जो चूहों तक सीमित नहीं है।”
रीढ़ की हड्डी की चोट के साथ जानवरों में प्रयोगों की ओर मुड़ते हुए, शोधकर्ताओं ने चोट के बाद सात दिनों तक इंतजार किया-एक मानव वयस्क में लगभग नौ महीने के बराबर-चोट स्थल पर पीडीजीएफ-बीबी की एक ही खुराक को इंजेक्ट करने से पहले। चोट के चार सप्ताह बाद ऊतक के विश्लेषण से पता चला कि पीडीजीएफ-बीबी इंजेक्शन ने घायल नियंत्रण चूहों में अक्षतंतु प्रतिक्रिया की तुलना में मजबूत अक्षतंतु पुनर्योजी वृद्धि का उत्पादन किया।
“जब हमने चोट स्थल को पार करने वाले इन पेरिसीट संरचनाओं के गठन को देखा, तो हमने देखा कि उपचार ने इन पुलों के विकास को बढ़ावा दिया है। और अधिकांश यदि ये सभी पुनर्जीवित अक्षतंतु पीडीजीएफ-बीबी प्रशासन के जवाब में गठित इन सेलुलर पुलों की सवारी करके चोट स्थल से बचने में सक्षम थे,” सन ने कहा।
पीडीजीएफ-बीबी के साथ इलाज किए गए घायल जानवरों के इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल और आंदोलन आकलन ने घाव स्थल से परे संवेदी गतिविधि का पता लगाया और चूहों को अपने हिंद अंगों के बेहतर नियंत्रण को नियंत्रित करने के लिए चूहों को नियंत्रित किया। जानवर भी एक गैर-दर्दनाक उत्तेजना के प्रति कम संवेदनशील थे, यह सुझाव देते हुए कि वे न्यूरोपैथिक दर्द का अनुभव नहीं करते हैं जो अक्सर रीढ़ की हड्डी की चोट से ट्रिगर होते हैं।
मरम्मत प्रक्रिया के दौरान भड़काऊ प्रोटीन की उपस्थिति के विश्लेषण ने सुझाव दिया कि पीडीजीएफ-बीबी प्रशासन न केवल एक्सोन पुनर्जनन को बढ़ावा देता है, बल्कि सूजन को भी कम करता है। आरएनए अनुक्रमण से पता चला कि रीढ़ की हड्डी की चोट ने पेरिसिट्स द्वारा जीन अभिव्यक्ति को कम कर दिया, लेकिन यह कि कोशिकाओं ने अपने मूल गुणों को बनाए रखा और एक अलग तरह की सेल में परिवर्तित नहीं किया – उदाहरण के लिए, एक सेल प्रकार जो चोट के वातावरण के लिए विनाशकारी हो सकता है।
“कुछ शास्त्रीय पेरीसाइटी मार्करों में कमी थी, लेकिन सेलुलर पुलों और कार्यात्मक जहाजों के पुनर्निर्माण के प्रयास से जुड़े कुछ अतिरिक्त फ़ंक्शन का लाभ था,” सन ने कहा। “हमारे डेटा में समग्र जीन हस्ताक्षर से, वे अभी भी एक पेरिसी के रूप में वर्गीकृत हैं।”
क्योंकि टेडेची, सूर्य और सहकर्मियों ने पहले चूहों में दिखाया है कि गैबापेंटिन रीढ़ की हड्डी की चोट के बाद तंत्रिका सर्किट के उत्थान को बढ़ावा देता है, चिकित्सा के लिए एक बहुस्तरीय दृष्टिकोण पर विचार करने की क्षमता है, सन ने कहा।
“हम दोनों को जोड़ सकते हैं-एक दवा के साथ वयस्क न्यूरॉन्स के आंतरिक गुणों को संशोधित कर सकते हैं, और हम यहां क्या कर रहे हैं, सेलुलर इंटरैक्शन का उत्पादन करने के लिए गैर-न्यूरोनल वातावरण को संशोधित करते हुए, जो न्यूरॉन के बढ़ने के लिए अधिक अनुमेय सब्सट्रेट प्रदान करते हैं,” उसने कहा।
पीडीजीएफ-बीबी के प्रशासन के लिए सटीक समय निर्धारित करने के लिए अधिक काम की योजना बनाई गई है-इस अनुमान के साथ कि पेरिसिट्स को चोट के लिए पलायन करने के लिए कुछ समय लगता है-साथ ही उपचार की आदर्श एकाग्रता और एक संभावित समय-रिलीज़ डिलीवरी प्रणाली।
इस शोध को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूरोलॉजिकल डिसऑर्डर एंड स्ट्रोक और ओहियो स्टेट के क्रोनिक ब्रेन इंजरी प्रोग्राम द्वारा समर्थित किया गया था।
अतिरिक्त सह-लेखकों में इलियट डायोन, फैबियो लारेडो, एलिसन ओकोनाक, जेसी सेपा, एसरा हैकल, मिन झोउ, हिथेम एल-होडिरी, एंडी फिशर, जुआन पेंग और एंड्रयू सास, ओहियो स्टेट के सभी और केस वेस्टर्न रिजर्व यूनिवर्सिटी के जेरी सिल्वर थे।
