ट्यूबुलिन: वह प्रोटीन जो अल्जाइमर और पार्किंसंस को रोकने का रहस्य छिपाए हुए है

अल्जाइमर Tau और एमिलॉइड के एकत्रीकरण के कारण होता है। पार्किंसंस अल्फा-सिन्यूक्लिन के एकत्रीकरण के कारण होता है। ALS, एटैक्सिया और अन्य न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग - ये सभी एक सामान्य विशेषता साझा करते हैं: प्रोटीन जो सामान्य होने चाहिए, विषाक्त गुच्छों में बदलने लगते हैं। दशकों से, फार्मा कंपनियों ने इन गुच्छों को रोकने की कोशिश की। वे अक्सर असफल रहे। अब, Baylor College of Medicine की टीम द्वारा Nature Communications में प्रकाशित एक नया अध्ययन एक विपरीत और सरल दृष्टिकोण प्रस्तावित करता है: विषाक्तता को रोकने के बजाय, मस्तिष्क की प्राकृतिक सुरक्षा को बढ़ाना - ट्यूबुलिन नामक प्रोटीन।

Tau और अल्फा-सिन्यूक्लिन वास्तव में क्या हैं?

अल्जाइमर की क्लासिक कहानी: Tau खराब है। यह गुच्छे बनाता है। गुच्छे न्यूरॉन्स को मारते हैं। अंत।

लेकिन यह एक आंशिक तस्वीर है। Tau और अल्फा-सिन्यूक्लिन ऐसे प्रोटीन हैं जिन्हें वहाँ होना चाहिए। उनके स्वस्थ कार्य में:

• Tau: मस्तिष्क कोशिकाओं (microtubules) के "रेलमार्ग" बनाने में मदद करता है। इसका कार्य इन तंतुओं को स्थिर करना है।
• अल्फा-सिन्यूक्लिन: सिनैप्स को ठीक से काम करने में मदद करता है, न्यूरोट्रांसमीटर की रिहाई को व्यवस्थित करता है

समस्या: जब कुछ गलत होता है (कोशिकीय तनाव, ऑक्सीडेटिव क्षति, उम्र), तो वे अपनी सही भूमिका खो देते हैं और गलतियाँ करने लगते हैं। वे एक "मुक्त-तैरने वाली" अवस्था में प्रवेश करते हैं जिसे biomolecular condensates कहा जाता है - तरल गुच्छे। और ये गुच्छे ठोस, विषाक्त एकत्रीकरण में बदल जाते हैं।

Baylor की खोज: ट्यूबुलिन स्विच है

प्रो. एलन चार्ल्स फ्राउन और प्रो. जोसेफिन फ्राउन के नेतृत्व में टीम ने कुछ सरल का अध्ययन किया: Tau और अल्फा-सिन्यूक्लिन को रोगात्मक और शारीरिक अवस्था के बीच चुनने के लिए क्या प्रेरित करता है?

उन्होंने पाया कि यह विकल्प कोशिका में प्रोटीन के अनुपात - ट्यूबुलिन पर निर्भर करता है। जब ट्यूबुलिन (वह पदार्थ जो microtubules बनाता है) पर्याप्त मात्रा में मौजूद होता है, तो Tau और अल्फा-सिन्यूक्लिन इससे जुड़ जाते हैं और स्वस्थ रेलमार्ग बनाते हैं। जब ट्यूबुलिन की कमी होती है, तो उन्हें जोड़ने के लिए कुछ नहीं होता, इसलिए वे कंडेनसेट अवस्था में प्रवेश करते हैं जो विषाक्त एकत्रीकरण की ओर ले जाती है।

समस्या: अधिकांश अल्जाइमर रोगियों में, ट्यूबुलिन कम होता है

यह मुख्य खोज थी। अल्जाइमर और पार्किंसंस रोगियों के मस्तिष्क में, ट्यूबुलिन का स्तर काफी कम होता है। यह रोग का लक्षण नहीं है - यह संभवतः कारण है।

पर्याप्त ट्यूबुलिन के बिना:

1. पर्याप्त microtubules नहीं बनते
2. Tau और अल्फा-सिन्यूक्लिन "खो जाते हैं", नहीं जानते कि कहाँ खड़े हों
3. वे तरल कंडेनसेट में एकत्रित होते हैं
4. कंडेनसेट ठोस एकत्रीकरण में बदल जाते हैं
5. न्यूरॉन्स मर जाते हैं

प्रतिमान में बदलाव: न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग केवल "अधिक खराब Tau" नहीं हैं, बल्कि "कम अच्छा ट्यूबुलिन" हैं।

"यह पूछने जैसा है कि कहानी बहुत अधिक बारिश की है या बहुत कम छतों की। दोनों पक्ष सच हैं, लेकिन समाधान अलग है।"

प्रमाण: ट्यूबुलिन जोड़ें, एकत्रीकरण गायब हो गया

टीम ने कई प्रयोगों में सिद्धांत का परीक्षण किया:

इन विट्रो कोशिकाओं में

बहुत अधिक Tau व्यक्त करने के लिए इंजीनियर की गई मानव कोशिकाओं ने विषाक्त एकत्रीकरण का उत्पादन शुरू कर दिया। ट्यूबुलिन जोड़ने से Tau कंडेनसेट छोड़कर स्वस्थ माइक्रोट्यूब्यूल्स से जुड़ गया।

संवर्धित कोशिका अध्ययनों में

अल्जाइमर रोगियों की स्टेम कोशिकाओं से विकसित मानव तंत्रिका कोशिकाओं ने एकत्रीकरण दिखाया। जब आनुवंशिक तकनीकों के माध्यम से ट्यूबुलिन जोड़ा गया, तो एकत्रीकरण नाटकीय रूप से कम हो गया।

चूहों में

मस्तिष्क में मानव Tau उत्पन्न करने वाले इंजीनियर चूहों में, ट्यूबुलिन जोड़ने से एकत्रीकरण 50%+ कम हो गया और चूहों का जीवनकाल बढ़ गया।

नई चिकित्सीय रणनीति

अध्ययन के अनुसार, मस्तिष्क में ट्यूबुलिन बढ़ाने के कम से कम तीन तरीके हैं:

1. ट्यूबुलिन उत्पादन को प्रोत्साहित करने वाली दवाएं

ट्यूबुलिन उत्पन्न करने वाले जीन को लक्षित किया जा सकता है। उन्हें सक्रिय करने वाली दवाएं वर्तमान में विकास में हैं। चूहों में पहले परीक्षण 2027 के लिए नियोजित हैं।

2. पहले से मौजूद ट्यूबुलिन को स्थिर करना

ट्यूबुलिन उम्र के साथ मस्तिष्क में टूट जाता है। Epothilone D जैसी दवाएं इसे स्थिर करेंगी। पहले से ही चूहों में परीक्षण किया जा चुका है। 2027 की शुरुआत में मनुष्यों में परीक्षण शुरू हो रहे हैं।

3. आनुवंशिकी: जीन थेरेपी

AAV वायरस का उपयोग करके मस्तिष्क कोशिकाओं में एक अतिरिक्त ट्यूबुलिन जीन इंजेक्ट करना। एक अधिक दूर का लेकिन संभव दृष्टिकोण।

यह एक बड़ा वादा क्यों है?

कारण: शास्त्रीय दृष्टिकोण विफल रहा। सीधे एमिलॉइड पर हमला करने वाली दवाएं (lecanemab, donanemab) एकत्रीकरण में मामूली कमी लाती हैं लेकिन महत्वपूर्ण दुष्प्रभाव (मस्तिष्क रक्तस्राव) के साथ आती हैं। उपचार के बाद कुछ रोगी बदतर हो जाते हैं।

नया दृष्टिकोण - ट्यूबुलिन बढ़ाना - एक खराब प्रोटीन पर हमला नहीं करता है। यह सामान्य संतुलन बहाल करता है। यह हार्मोन की कमी के इलाज के समान है: मौजूदा हार्मोन को खत्म करने की आवश्यकता नहीं है, बस और जोड़ें।

अब क्या किया जा सकता है?

दुनिया में कोई "ट्यूबुलिन" पूरक नहीं है। लेकिन ऐसी चीजें हैं जो मस्तिष्क में ट्यूबुलिन उत्पादन बढ़ाती हैं:

1. ट्यूबुलिन को दबाने वाली दवाओं से बचना

कुछ कीमोथेरेपी दवाएं (vincristine, vinblastine) जानबूझकर ट्यूबुलिन के खिलाफ काम करती हैं। यदि आप उन्हें ले रहे हैं, तो संज्ञानात्मक हानि का खतरा बढ़ जाता है।

2. विटामिन B12

ट्यूबुलिन जैसे प्रोटीन के संश्लेषण के लिए आवश्यक। B12 की कमी (वृद्धों में आम) इसके उत्पादन को कम करती है।

3. ओमेगा-3

अध्ययनों में मस्तिष्क में ट्यूबुलिन उत्पादन का समर्थन करने के लिए दिखाया गया है।

4. शारीरिक गतिविधि

न्यूरॉन्स में ट्यूबुलिन अभिव्यक्ति बढ़ाता है, जो मस्तिष्क के लिए शारीरिक गतिविधि के लाभों का हिस्सा है।

5. आंतरायिक उपवास

ऑटोफैगी को सक्रिय करता है जो क्षतिग्रस्त ट्यूबुलिन को हटाता है और नए के निर्माण को प्रोत्साहित करता है।

व्यापक निहितार्थ

यह दृष्टिकोण बीमारियों के एक पूरे समूह के इलाज के लिए एक नया क्षितिज खोलता है:

• अल्जाइमर: Tau के माध्यम से
• पार्किंसंस: अल्फा-सिन्यूक्लिन के माध्यम से
• ALS: TDP-43 के माध्यम से (यह भी ट्यूबुलिन से जुड़ता है)
• "सामान्य" मस्तिष्क उम्र बढ़ना: समान लेकिन हल्की घटनाओं के माध्यम से

यदि दृष्टिकोण मनुष्यों में भी काम करता है, तो हम कई बीमारियों के लिए एक दवा प्राप्त कर सकते हैं। यह चिकित्सा में दुर्लभ है।

निचली पंक्ति

हम तंत्रिका संबंधी चिकित्सा में एक प्रतिमान बदलाव के कगार पर हैं। दुश्मन (क्षतिग्रस्त प्रोटीन) की तलाश करने के बजाय, हम दोस्त (सुरक्षात्मक प्रोटीन, जैसे ट्यूबुलिन) की तलाश शुरू कर रहे हैं। यह एक आशावादी दृष्टिकोण है। Baylor की दवाएं 5-7 वर्षों के भीतर क्लिनिक में आ सकती हैं। तब तक, सहायक हस्तक्षेप (पोषण, गतिविधि, B12) सबसे अच्छी सुरक्षा हैं।