बब्राहम इंस्टीट्यूट (यूएसए) के शोधकर्ताओं ने 30 वर्षों में मानव त्वचा कोशिकाओं को फिर से जीवंत करने की एक विधि की खोज की है, जो कोशिकाओं की कार्यप्रणाली को खोए बिना उम्र बढ़ने की घड़ी को वापस कर देती है।
उपरोक्त संस्थान के एपिजेनेटिक्स अनुसंधान कार्यक्रम में शोधकर्ताओं का काम पुरानी कोशिकाओं के कार्य को आंशिक रूप से बहाल करने में सक्षम है, साथ ही जैविक उम्र के आणविक उपायों को फिर से जीवंत करने में सक्षम है। शोध आज "ईलाइफ" पत्रिका में प्रकाशित हुआ और, हालांकि यह अन्वेषण के प्रारंभिक चरण में है, यह पुनर्योजी चिकित्सा में क्रांति ला सकता है।
जैसे-जैसे हमारी उम्र बढ़ती है, हमारी कोशिकाओं की कार्य करने की क्षमता कम हो जाती है और जीनोम पर उम्र बढ़ने के निशान जमा हो जाते हैं। पुनर्योजी जीवविज्ञान का लक्ष्य जीवित सहित कोशिकाओं की मरम्मत या पुनःपूर्ति करना है।
पुनर्योजी जीव विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण उपकरणों में से एक ऐसी कोशिकाओं को बनाने की क्षमता है जो प्रेरक हैं। यह प्रक्रिया कई चरणों का परिणाम है, जिनमें से प्रत्येक चरण उन कुछ निशानों को मिटा देता है जो कोशिकाओं को विशेषज्ञ बनाते हैं। सिद्धांत रूप में, इन स्टेम कोशिकाओं में किसी भी प्रकार की कोशिका में परिवर्तित होने की क्षमता होती है, लेकिन वैज्ञानिक अभी तक स्टेम कोशिकाओं को सभी प्रकार की कोशिकाओं में फिर से विभेदित करने के लिए विश्वसनीय रूप से स्थितियां नहीं बना सकते हैं।
पुनर्योजी जीव विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण उपकरणों में से एक कोशिकाओं को प्रेरित करने की क्षमता है
नोबेल पुरस्कार विजेता तकनीक पर आधारित नई विधि, जिसका उपयोग वैज्ञानिक स्टेम सेल बनाने के लिए करते हैं, प्रक्रिया में रीप्रोग्रामिंग को रोककर सेलुलर पहचान को पूरी तरह से मिटाने की समस्या को दूर करती है। इससे शोधकर्ताओं को कोशिकाओं को पुन: प्रोग्राम करने, उन्हें जैविक रूप से युवा बनाने के बीच सटीक संतुलन खोजने की अनुमति मिली, जबकि वे अभी भी अपने विशेष सेलुलर फ़ंक्शन को फिर से हासिल करने में सक्षम थे।
2007 में, शिन्या यामानाका एक विशिष्ट कार्य करने वाली सामान्य कोशिकाओं को परिपक्व कोशिकाओं में परिवर्तित करने में वैज्ञानिक अग्रणी थीं, जिनमें एक विशिष्ट प्रकार की कोशिका बनने की विशेष क्षमता होती है। संपूर्ण स्टेम सेल रीप्रोग्रामिंग प्रक्रिया में यामानाका कारक नामक चार प्रमुख अणुओं का उपयोग करने में लगभग 50 दिनों की आवश्यकता होती है।
नई विधि, जिसे "परिपक्वता चरण संक्रमण रिप्रोग्रामिंग" कहा जाता है, कोशिकाओं को केवल 13 दिनों के लिए यामानाका कारकों के संपर्क में लाती है। इस समय, बिस्तर से संबंधित परिवर्तन हटा दिए जाते हैं और कोशिकाओं को अस्थायी रूप से उनकी पहचान के बारे में बताया जाता है। आंशिक रूप से पुन: प्रोग्राम की गई कोशिकाओं को सामान्य परिस्थितियों में बढ़ने का समय दिया जाता है, यह देखने के लिए कि क्या उनकी त्वचा कोशिका-विशिष्ट कार्य वापस आती है। जीनोम विश्लेषण से पता चला कि कोशिकाओं ने त्वचा कोशिकाओं (फाइब्रोब्लास्ट) के विशिष्ट चिह्नों को पुनः प्राप्त कर लिया है, जिसकी पुष्टि पुन: क्रमादेशित कोशिकाओं में कोलेजन के उत्पादन को देखकर की गई है।
यह दिखाने के लिए कि कोशिकाएं पुनर्जीवित हो जाती हैं, शोधकर्ता उम्र बढ़ने की विशेषताओं में बदलाव की तलाश करते हैं।
जैसा कि दिलजीत गिल ने बताया, “आणविक स्तर पर उम्र बढ़ने की हमारी समझ पिछले दशक में आगे बढ़ी है, जिससे ऐसी तकनीकों को जन्म मिला है जो शोधकर्ताओं को मानव कोशिकाओं में उम्र से संबंधित जैविक को मापने की अनुमति देती हैं। "हम रिप्रोग्रामिंग की सीमा निर्धारित करने के लिए इसे अपने प्रयोग में लागू करने में सक्षम थे जिसने हमारी नई पद्धति को संशोधित किया।"
पुन: क्रमादेशित कोशिकाएँ उन कोशिकाओं की प्रोफ़ाइल से मेल खाती हैं जो संदर्भ समूहों की तुलना में 30 वर्ष छोटी होंगी
शोधकर्ताओं ने सेलुलर उम्र के कई माध्यमों को देखा: एपिजेनेटिक घड़ी, जहां पूरे जीनोम में मौजूद रासायनिक टैग उम्र का संकेत देते हैं, और ट्रांसक्रिप्टोम, कोशिका द्वारा उत्पादित जीन के सभी रीडआउट। इन दो मापों के आधार पर, पुन: प्रोग्राम की गई कोशिकाएं उन कोशिकाओं की प्रोफ़ाइल से मेल खाती हैं जो संदर्भ डेटा सेट की तुलना में 30 वर्ष छोटी होंगी।
इस तकनीक का संभावित अनुप्रयोग इस बात पर निर्भर करता है कि कोशिकाएं न केवल युवा दिखती हैं, बल्कि युवा कोशिकाओं की तरह कार्य भी करती हैं या नहीं। फ़ाइब्रोब्लास्ट कोलेजन का उत्पादन करते हैं, जो हड्डियों, त्वचा, टेंडन और लिगामेंट्स में पाया जाने वाला एक अणु है, जो ऊतकों की संरचना करने और घावों को ठीक करने में मदद करता है। पुनर्जीवित फ़ाइब्रोब्लास्ट्स ने नियंत्रण कोशिकाओं की तुलना में अधिक कोलेजन प्रोटीन का उत्पादन किया जो कि रीप्रोग्रामिंग प्रक्रिया के दौरान नहीं दिए गए थे। फ़ाइब्रोब्लास्ट उन क्षेत्रों में भी चले जाते हैं जहां मरम्मत की आवश्यकता होती है।
शोधकर्ताओं ने आंशिक रूप से पुनर्जीवित कोशिकाओं की जांच की और पाया कि उपचारित फ़ाइब्रोब्लास्ट पुरानी कोशिकाओं की तुलना में अधिक तेज़ी से अंतराल की ओर फिल्माए गए। यह एक आशाजनक संकेत है कि एक दिन इस शोध का उपयोग ऐसी कोशिकाएं बनाने के लिए किया जा सकता है जो घावों को भरने में बेहतर हैं।
हमने साबित कर दिया है कि कोशिकाओं को उनके कार्य को खोए बिना पुनर्जीवित किया जा सकता है और कायाकल्प पुरानी कोशिकाओं में कुछ कार्य को बहाल करने का प्रयास करता है।
भविष्य में, यह शोध अन्य चिकित्सीय संभावनाओं को भी खोल सकता है; शोधकर्ताओं ने नोट किया कि इस पद्धति में कारावास और शिक्षा-संबंधी सिंड्रोम से संबंधित जीन का गंभीर प्रभाव भी शामिल है। अल्जाइमर रोग से जुड़े APBA2 जीन और मोतियाबिंद के विकास में भूमिका निभाने वाले MAF जीन, दोनों ने प्रतिलेखन के किशोर स्तरों की ओर परिवर्तन दिखाया।
सफल क्षणिक रिप्रोग्रामिंग के पीछे का तंत्र अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं गया है और यह तलाशने के लिए पहेली का अगला भाग है। नमस्ते। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि सेलुलर पहचान को आकार देने में शामिल जीनोम के प्रमुख क्षेत्र रीप्रोग्रामिंग प्रक्रिया से बच सकते हैं।
दिलजीत ने निष्कर्ष निकाला कि “हमारे परिणाम सेलुलर रिप्रोग्रामिंग की समझ में एक बड़ा कदम दर्शाते हैं। हमने साबित कर दिया है कि कोशिकाओं को उनके कार्य को खोए बिना पुनर्जीवित किया जा सकता है और कायाकल्प पुरानी कोशिकाओं में कुछ कार्य को बहाल करने का प्रयास करता है। "यह तथ्य कि हमने बीमारियों से जुड़े जीनों में उम्र बढ़ने के संकेतकों में उलटफेर भी देखा है, विशेष रूप से आशाजनक है।"
मैनुअल सेरानो
यामानाका कारक
बार्सिलोना के बायोमेडिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट (आईआरबी) के सेल्युलर प्लास्टिसिटी एंड डिजीज प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों ने, आईसीआरईए के शोधकर्ता मैनुअल सेरानो के नेतृत्व में, सेलुलर रिप्रोग्रामिंग के एक चक्र के माध्यम से चूहों के कुछ अंगों और ऊतकों को फिर से जीवंत करने में कामयाबी हासिल की है। विशेष रूप से, वैज्ञानिकों ने अग्न्याशय, यकृत, प्लीहा और कृंतकों के रक्त में महत्वपूर्ण परिवर्तन देखे हैं।
सेरानो बताते हैं, "इस काम का उद्देश्य इन विवो रिप्रोग्रामिंग और सेलुलर कायाकल्प की प्रारंभिक प्रक्रियाओं की पहचान करना था, जिसमें वे भविष्य के अध्ययनों में हस्तक्षेप कर सकते हैं, या तो दवाओं के माध्यम से या पोषण स्तर पर।"
जर्नल "एजिंग सेल" में प्रकाशित अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने इसमें शामिल तंत्र को बेहतर ढंग से परिभाषित करने के लिए यामानाका कारकों की उत्तेजना के एकल चक्र के प्रभावों का अध्ययन किया है।
ऐसा करने के लिए, उन्होंने चयापचय, जीन अभिव्यक्ति और कोशिकाओं के डीएनए की स्थिति में उम्र बढ़ने के साथ होने वाले परिवर्तनों का विश्लेषण किया है, और इन्हें रीप्रोग्रामिंग द्वारा आंशिक रूप से कैसे उलट दिया जाता है।
"हम कायाकल्प प्रक्रिया के प्रारंभिक प्रभावों का अध्ययन करना चाहते थे और आणविक स्तर पर, विशेष रूप से अग्न्याशय में सुधार देखना एक सुखद आश्चर्य रहा है," लेख के पहले लेखक डैफनी चोंड्रोनासिउ ने निष्कर्ष निकाला।
