प्रिंसटन केमिस्ट्री में चांग लैब मानव जीव विज्ञान में धातु पोषक तत्वों की भूमिका को स्पष्ट करने के लिए अपने मिशन में जारी है: पिछले साल, लोहा; इस साल, तांबा। 2025 का लैब का पहला पेपर मानव कोशिकाओं में तांबे का पता लगाने के लिए एक रहस्योद्घाटन संवेदी जांच के अपने विकास को प्रदर्शित करता है और फिर यह बताने के लिए इसे उजागर करता है कि कैसे कॉपर फेफड़ों के कैंसर में सेल विकास को विनियमित कर सकता है।
शोधकर्ताओं ने एक संभावित उपचार मोडलिटी भी प्रदान की, जिसमें कॉपर केलेशन कुछ फेफड़ों के कैंसर में होनहार परिणाम दिखाता है जहां कोशिकाओं में दो संबंधित घटनाएं होती हैं: एक ऊंचा प्रतिलेखन कारक ऑक्सीडेटिव तनाव का जवाब देता है और जैवउपलब्ध तांबा का एक कम स्तर।
उनके सहयोगी कागज, गतिविधि-आधारित तांबे सेंसिंग के लिए एक हिस्टोकेमिकल दृष्टिकोण से कैंसर में कप्रोप्लासिया-निर्भर कमजोरियों का पता चलता है, इस सप्ताह में प्रकाशित किया गया था राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही। यह एक साथी जुलाई 2024 पेपर की ऊँची एड़ी के जूते पर लोहे पर केंद्रित है। साथ में, अनुसंधान संक्रमण धातु सिग्नलिंग में प्रयोगशाला के चल रहे प्राधिकरण को मजबूत करता है।
इस नवीनतम काम में, कॉपर के ऊंचे स्तर के साथ सेल प्रकारों की पहचान करने के लिए नेशनल कैंसर इंस्टीट्यूट से मानव ट्यूमर सेल लाइनों के एक पैनल पर लैब के हिस्टोकेमिकल, गतिविधि-आधारित संवेदन जांच को तैनात किया गया था। स्वास्थ्य के लिए तांबा आवश्यक है। लेकिन तांबे के असंतुलन को लंबे समय से कैंसर कोशिका वृद्धि और अन्य रोग राज्यों में फंसाया गया है। सभी स्तनधारियों में गोल्डीलॉक्स संतुलन विघटन के लिए इतना असुरक्षित है कि तांबे पर निर्भर सेल विकास, या कप्रोप्लासिया की शुरुआत को ट्रैक करने और आकलन करने के लिए उपकरण उच्च मांग में हैं।
“कॉपर स्वास्थ्य के लिए सबसे महत्वपूर्ण धातु पोषक तत्वों में से एक है। यह आहार में खाया जाता है, इसलिए यह वास्तव में प्रकृति बनाम पोषण है क्योंकि जीवन के हर राज्य में हर जीव में हर कोशिका को इसकी आवश्यकता है,” क्रिस्टोफर चांगएडवर्ड और वर्जीनिया टेलर जैव -रासायनिक रसायन विज्ञान के प्रोफेसर। “जब आप बीमारियों के बारे में कैंसर के रूप में जटिल के रूप में सोचते हैं, तो आप वास्तव में एक व्यक्तिगत सेल या कोशिकाओं के संग्रह का कारण बनते हैं या मरने के लिए मूल सिद्धांतों को समझना चाहते हैं। और फिर आप इसे वापस किसी चीज़ में लाना चाहते हैं जिसका उपयोग आप ब्लॉक करने के लिए करेंगे या उस अतिरिक्त वृद्धि को मार डालो।
“हमें जो चाहिए वह अधिक परिष्कृत बायोमार्कर हैं, और यही वह दिशा है जो हमने इस तकनीक के साथ ली है। हम एक ऐसी विधि चाहते थे जिसे आप समानांतर में कई सेल प्रकारों में इंजेक्ट कर सकते हैं, या ऊतक में इंजेक्ट कर सकते हैं, और फिर विभिन्न प्रकार के कैंसर कोशिकाओं को अलग कर सकते हैं और फिर विभिन्न प्रकार के कैंसर कोशिकाओं को अलग कर सकते हैं और देखें कि क्यूप्रोप्लासिया पर किन लोगों की बड़ी या छोटी निर्भरता थी। “
यह शोध फ्लोरिडा में एच। ली मोफिट कैंसर सेंटर और रिसर्च इंस्टीट्यूट में डेलावेयर विश्वविद्यालय और जीना डेनिकोला में मुख्य सहयोगियों मार्को मेसिना के साथ किया गया था।
एंटीऑक्सिडेंट के साथ तांबे को जोड़ना
कागज तांबे और एक प्रतिलेखन कारक के बीच एक सीधा लिंक का वर्णन करता है जिसे परमाणु कारक-एरिथ्रोइड 2-संबंधित कारक 2 (NRF2) कहा जाता है। कोशिकाओं में मुक्त कट्टरपंथी क्षति का एक निर्माण होता है, जो वैज्ञानिकों को एंटीऑक्सिडेंट प्रतिक्रिया कहते हैं, जहां एनआरएफ 2 सक्रिय है और यह प्रोटीन बनाने के लिए जीन अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है जो उस ऑक्सीडेटिव अपमान का मुकाबला करेगा।
चांग लैब का काम इस क्षेत्र में कदम रखता है, उन क्षेत्रों को मैप करने के लिए सेंसिंग और कैटेलिसिस को पाटता है जहां यह हो रहा है।
चांग लैब में पेपर और ग्रेजुएट स्टूडेंट के सह-प्रमुख लेखक ऐदन पेज़ैकी ने कहा, “कोशिकाओं में तांबे के ऊंचे स्तर को ऑक्सीडेटिव तनाव का उत्पादन करने के लिए जाना जाता है।” “तो, हम कॉपर-डिपेंडेंट सेल ग्रोथ के लिए उच्च मांग वाले कैंसर की उम्मीद करेंगे, जिसमें ऑक्सीडेटिव तनाव के उच्च स्तर भी होते हैं। चूंकि NRF2 ऑक्सीडेटिव तनाव से निपटने के लिए सीधे जिम्मेदार है, हमने सोचा कि यह तांबे के स्तर को विनियमित करने में शामिल हो सकता है, साथ ही साथ। “
विशिष्ट फेफड़े के कैंसर को NRF2 की बहुत अधिक मात्रा में जाना जाता है। इसलिए शोधकर्ता NRF2 के उच्च स्तर और तांबे के निचले स्तर के बीच एक संबंध बनाने में सक्षम थे जो कि तांबे के chelation के परिणामस्वरूप असुरक्षित थे। Chelation थेरेपी वैज्ञानिकों को धातु के पोषक तत्वों को “पकड़ने” और रोकती है, इस प्रकार एक महत्वपूर्ण ईंधन की कोशिका वृद्धि को वंचित करने की अनुमति देता है।
“हमने इन NCI सेल लाइनों को लिया और उन्हें एक तांबे के chelator के साथ इलाज किया और फिर कम या उच्च NRF2 के साथ कोशिकाओं की तुलना की,” Pezacki ने कहा। “हमने पाया कि उच्च NRF2 वाले सभी कोशिकाओं में कोशिका मृत्यु की उच्च दर होती है जब हमने तांबे के chelator के साथ इलाज किया।
“हमें संदेह है कि NRF2 तांबे को अनुक्रमित कर रहा है और फिर Chelator तांबे की कोशिकाओं को और भी कम कर देता है, और यह दोहरी कमी कोशिका को पोषक तत्व के लिए आवश्यकता के साथ नहीं रखती है। यह तांबे के chelation को कैंसर में एक संभावित व्यवहार्य चिकित्सीय रणनीति बनाता है जहां धातु पहले से ही दुर्लभ और कसकर विनियमित है। “
चांग ने जोर दिया कि परिणाम अभी तक मानव ऊतक में चले गए हैं।
चांग ने कहा, “यह फेफड़ों के कैंसर में धातु की कमजोरियों की रूपरेखा के लिए एक प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट अध्ययन है। यह एक ऐसा मंच भी है जो हमें लगता है कि आमतौर पर न केवल कैंसर बल्कि सेल विकास की व्यापक प्रक्रिया पर लागू किया जा सकता है,” चांग ने कहा। “सभी बीमारियां, अंततः, बहुत अधिक या बहुत कम सेल विकास या कोशिका मृत्यु का एक सवाल हैं। और यह मौलिक संतुलन है कि हम इस शोध के साथ ट्रैक कर रहे हैं और मूल विज्ञान हम यहां रुचि रखते हैं। यह बड़े को हल करने का हिस्सा है। पहेली जो डिकोडिंग के साथ जाती है कि कैसे आहार, पर्यावरण और जीवन शैली को कैसे आकार दिया जा सकता है और रोग राज्यों को निर्धारित किया जा सकता है। “
गतिविधि-आधारित तांबे सेंसिंग के लिए एक हिस्टोकेमिकल दृष्टिकोण से कैंसर में कप्रोप्लासिया-निर्भर कमजोरियों का पता चलता है मार्को मेसिना, लॉरा तरंगान, ऐडन पेज़ैकी, हन्ना हम्पेल, एरिन ली, सोफिया मिलर, ओडेत वर्डेज़ो-टॉरेस, टेरेसिटा पैडिला-बेनेवाइड्स, डोनिटा ब्रैडी, डेविड किलिएला, एलिसन क्लिलिया, जू सिनान वार्ड, इनथन वार्ड में इनथान वार्ड में लिखा गया था। डेनिकोला, और क्रिस्टोफर चांग।
इस शोध को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (R01 GM 79465, R01 GM 139245, R01 ES 28096 और R01 NIAMS AR077578), फ्लोरिडा डिपार्टमेंट ऑफ हेल्थ (9BC07), और एजिलेंट बायोडेसिस कार्यक्रम से वित्त पोषण द्वारा समर्थित किया गया था।