प्रति- और पॉलीफ्लोरिनेटेड एल्काइल पदार्थ (पीएफएएस) पानी, मिट्टी और यहां तक कि मानव मस्तिष्क में बने रहकर अपना “हमेशा के लिए रासायनिक” उपनाम अर्जित करते हैं।
रक्त-मस्तिष्क बाधा को पार करने और मस्तिष्क के ऊतकों में जमा होने की यह अनूठी क्षमता पीएफएएस को विशेष रूप से चिंताजनक बनाती है, लेकिन उनकी न्यूरोटॉक्सिसिटी के अंतर्निहित तंत्र का और अध्ययन करने की आवश्यकता है।
उस उद्देश्य के लिए, बफ़ेलो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा किए गए एक नए अध्ययन में 11 जीनों की पहचान की गई है जो आमतौर पर रोजमर्रा की वस्तुओं में पाए जाने वाले इन व्यापक रसायनों के प्रति मस्तिष्क की प्रतिक्रिया को समझने में महत्वपूर्ण हो सकते हैं।
ये जीन, जिनमें से कुछ न्यूरोनल स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में शामिल हैं, परीक्षण किए गए पीएफएएस यौगिकों के प्रकार की परवाह किए बिना, पीएफएएस जोखिम से लगातार प्रभावित होते पाए गए, या तो अधिक या कम व्यक्त करते हैं। उदाहरण के लिए, सभी यौगिकों के कारण न्यूरोनल कोशिका अस्तित्व के लिए एक जीन कुंजी कम व्यक्त हुई, और न्यूरोनल कोशिका मृत्यु से जुड़ा एक अन्य जीन अधिक व्यक्त हुआ।
“हमारे निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि ये जीन भविष्य में पीएफएएस-प्रेरित न्यूरोटॉक्सिसिटी का पता लगाने और निगरानी करने के लिए मार्कर हो सकते हैं,” प्रमुख सह-संबंधित लेखक जी. एकिन एटिला-गोक्कुमेन, पीएचडी, रसायन विज्ञान विभाग के प्रतिष्ठित प्रोफेसर डॉ. मार्जोरी ई. विंकलर कहते हैं। , यूबी कॉलेज ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज के भीतर।
फिर भी, अध्ययन, 18 दिसंबर के अंक में प्रकाशित हुआ एसीएस रासायनिक तंत्रिका विज्ञानसैकड़ों और जीन मिले जिनकी अभिव्यक्ति परीक्षण किए गए यौगिक के आधार पर अलग-अलग दिशाओं में बदल गई। साथ ही, किसी कोशिका में पीएफएएस किस स्तर पर जमा होता है और यह किस हद तक विभेदक जीन अभिव्यक्ति का कारण बनता है, इसके बीच कोई संबंध नहीं था।
कुल मिलाकर, इससे पता चलता है कि प्रत्येक प्रकार के पीएफएएस के भीतर अलग-अलग आणविक संरचनाएं जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन लाती हैं।
“पीएफएएस, कुछ रासायनिक विशेषताओं को साझा करने के बावजूद, विभिन्न आकृतियों और आकारों में आते हैं, जिससे उनके जैविक प्रभावों में परिवर्तनशीलता होती है। इस प्रकार, हमारी अपनी जीव विज्ञान विभिन्न प्रकार के पीएफएएस पर कैसे प्रतिक्रिया करती है, इसका ज्ञान प्रमुख जैव चिकित्सा प्रासंगिकता है,” अध्ययन के अन्य कहते हैं सह-संबंधित लेखिका, डायना आगा, पीएचडी, SUNY के प्रतिष्ठित प्रोफेसर और रसायन विज्ञान विभाग में हेनरी एम. वुडबर्न अध्यक्ष, और यूबी रेन्यू इंस्टीट्यूट के निदेशक।
एटिला-गोकक्यूमेन कहते हैं, “उनकी श्रृंखला की लंबाई या हेडग्रुप के आधार पर, पीएफएएस कोशिकाओं पर बहुत अलग प्रभाव डाल सकता है।” “हमें उन्हें यौगिकों के एक बड़े वर्ग के रूप में नहीं देखना चाहिए, बल्कि वास्तव में ऐसे यौगिकों के रूप में देखना चाहिए जिनकी हमें व्यक्तिगत रूप से जांच करने की आवश्यकता है।”
अन्य लेखकों में ओमर गोक्कुमेन, पीएचडी, जैविक विज्ञान विभाग में प्रोफेसर शामिल हैं। अध्ययन को अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) द्वारा समर्थित किया गया था।
जीन अभिव्यक्ति के उतार-चढ़ाव
पीएफएएस तुरंत विषाक्त नहीं होते हैं। हम पीने के पानी और खाद्य पैकेजिंग सहित व्यावहारिक रूप से हर दिन उनके संपर्क में आते हैं, और ध्यान नहीं देते हैं।
“इसलिए, शोधकर्ताओं को कोशिका के जीवित रहने या मरने की तुलना में सेलुलर प्रक्रिया में आगे मूल्यांकन के बिंदुओं को खोजने की आवश्यकता है,” अटिला-गोक्कुमेन कहते हैं।
टीम ने इस बात पर ध्यान केंद्रित करने का निर्णय लिया कि पीएफएएस न्यूरोनल जैसी कोशिकाओं की जीन अभिव्यक्ति को कैसे प्रभावित करता है, साथ ही पीएफएएस लिपिड को कैसे प्रभावित करता है, जो अणु हैं जो अन्य महत्वपूर्ण कार्यों के साथ कोशिका झिल्ली को बनाने में मदद करते हैं। 24 घंटों तक अलग-अलग पीएफएएस के संपर्क में रहने से लिपिड में मामूली लेकिन अलग-अलग बदलाव हुए और 700 से अधिक जीन अलग-अलग तरह से व्यक्त हुए।
परीक्षण किए गए छह प्रकार के पीएफएएस में से, पेरफ्लूरूक्टेनोइक एसिड (पीएफओए) – जो एक बार आमतौर पर नॉनस्टिक पैन में उपयोग किया जाता था और हाल ही में ईपीए द्वारा खतरनाक माना गया था – अब तक का सबसे प्रभावशाली था। इसके छोटे अवशोषण के बावजूद, पीएफओए ने लगभग 600 जीनों की अभिव्यक्ति को बदल दिया – किसी भी अन्य यौगिक ने 147 से अधिक नहीं बदला। विशेष रूप से, पीएफओए ने सिनैप्टिक विकास और तंत्रिका कार्य में शामिल जीनों की अभिव्यक्ति को कम कर दिया।
कुल मिलाकर, छह यौगिकों ने हाइपोक्सिया सिग्नलिंग, ऑक्सीडेटिव तनाव, प्रोटीन संश्लेषण और अमीनो एसिड चयापचय में शामिल जैविक मार्गों में परिवर्तन किया, जो सभी न्यूरोनल फ़ंक्शन और विकास के लिए महत्वपूर्ण हैं।
पाया गया कि ग्यारह जीन सभी छह यौगिकों को कम या ज्यादा एक ही तरह से व्यक्त करते हैं। जिन जीनों को लगातार डाउनरेगुलेट किया गया था उनमें से एक मेसेंसेफेलिक एस्ट्रोसाइट व्युत्पन्न न्यूरोट्रॉफिक कारक था, जो न्यूरोनल कोशिकाओं के अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है और चूहों में न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के लक्षणों को उल्टा करने के लिए दिखाया गया है। लगातार अपग्रेड किए गए जीनों में से एक थिओरेडॉक्सिन इंटरैक्टिंग प्रोटीन था, जिसे न्यूरोनल कोशिका मृत्यु से जोड़ा गया है।
“इन 11 जीनों में से प्रत्येक ने हमारे द्वारा परीक्षण किए गए सभी पीएफएएस में लगातार विनियमन प्रदर्शित किया। इस समान प्रतिक्रिया से पता चलता है कि वे पीएफएएस जोखिम का आकलन करने के लिए आशाजनक मार्कर के रूप में काम कर सकते हैं, लेकिन यह जानने के लिए और शोध की आवश्यकता है कि ये जीन अन्य प्रकार के पीएफएएस पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।” एटिला-गोक्कुमेन कहते हैं।
सबसे कम-सबसे खराब विकल्पों की पहचान करना
पीएफएएस जितना हानिकारक हो सकता है, वास्तविकता यह है कि अच्छे विकल्प अभी तक नहीं ढूंढे जा सके हैं।
यौगिकों को संभवतः खाद्य पैकेजिंग जैसे अनुप्रयोगों में प्रतिस्थापित किया जा सकता है, लेकिन उदाहरण के लिए, अग्निशमन और अर्धचालक निर्माण में उनकी प्रभावशीलता को लंबे समय तक जारी रखने की आवश्यकता हो सकती है।
एटिला-गोककुमेन का कहना है कि इसीलिए इस तरह के अध्ययन महत्वपूर्ण हैं। अधिकांश जीनों की अलग-अलग यौगिकों के प्रति अलग-अलग प्रतिक्रिया, साथ ही कोशिकाओं में पीएफएएस के ग्रहण और उनके कारण होने वाले जीन परिवर्तन अभिव्यक्ति की सीमा के बीच सहसंबंध की कमी, यह रेखांकित करती है कि इनमें से प्रत्येक यौगिक कितना अद्वितीय है।
“अगर हम समझते हैं कि कुछ पीएफएएस दूसरों की तुलना में अधिक हानिकारक क्यों हैं, तो हम सुरक्षित विकल्प की तलाश करते हुए सबसे खराब अपराधियों को चरणबद्ध तरीके से खत्म करने को प्राथमिकता दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, शॉर्ट-चेन पीएफएएस जैसे विकल्पों की खोज की जा रही है, क्योंकि वे पर्यावरण में कम बने रहते हैं और जमा होते हैं जैविक प्रणालियों में कम, हालांकि, उनकी कम दृढ़ता कुछ अनुप्रयोगों में प्रभावशीलता की कीमत पर आ सकती है, और संभावित अज्ञात स्वास्थ्य प्रभावों के बारे में चिंताएं हैं जिनके लिए आगे की जांच की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि ये विकल्प वास्तव में सुरक्षित और प्रभावी हैं विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए,” एटिला-गोकक्यूमेन बताते हैं। “यह शोध इस लक्ष्य को प्राप्त करने की दिशा में एक बड़ा कदम है।”
