"आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग" उम्र बढ़ने की गति धीमी करने की उम्मीद देता है

उम्र बढ़ना एक जटिल और बहुआयामी प्रक्रिया है, जिसमें आणविक, कोशिकीय, ऊतकीय और अंग स्तरों पर कई बदलाव शामिल हैं।
इसके परिणामस्वरूप, वृद्ध कोशिकाएं अपनी इष्टतम कार्यक्षमता खो देती हैं, जिससे शरीर की कार्यक्षमता में गिरावट और बीमारियों की बढ़ती घटनाएं होती हैं।

पुनर्प्रोग्रामिंग एक अभिनव शोध दृष्टिकोण है जिसका उद्देश्य वृद्ध कोशिकाओं को अधिक युवा अवस्था में वापस लाना है।
इसका सबसे प्रसिद्ध संस्करण Yamanaka कारकों की पुनः अभिव्यक्ति पर आधारित है,
जो जीन का एक समूह है जो दैहिक कोशिकाओं को iPS कोशिकाओं (प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं) में बदलने में केंद्रीय भूमिका निभाता है।

आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग इस दृष्टिकोण का एक विकसित संस्करण है।
पूर्ण पुनर्प्रोग्रामिंग के विपरीत, जो दैहिक कोशिकाओं को iPS कोशिकाओं में बदल देता है,
आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग कोशिका की पहचान बनाए रखते हुए उसमें अधिक परिभाषित परिवर्तन लाने का प्रयास करता है।
यह दृष्टिकोण सैद्धांतिक रूप से अधिक सुरक्षित हो सकता है और उम्र बढ़ने के क्षेत्र में नई शोध संभावनाएं खोलता है।

अध्ययन 2024 में eLife जर्नल में प्रकाशित हुआ, जो आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग की क्षमता की जांच करता है।
वादिम ग्लैडीशेव की प्रयोगशाला के शोधकर्ताओं की एक टीम, जो ब्रिघम और महिला अस्पताल और हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में है, और इसमें वेन मिशेल, लुडगर गोमिना और अलेक्जेंडर तिशकोवस्की शामिल हैं,
ने प्रयोगशाला में उगाई गई कोशिकाओं पर आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग के प्रभावों की जांच की।

पहले से स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है: यह अध्ययन पूरी तरह से प्रयोगशाला प्लेट (इन विट्रो) में उगाए गए चूहों के फ़ाइब्रोब्लास्ट कोशिकाओं पर किया गया था, न कि पूरे जानवरों या मनुष्यों पर। शोधकर्ताओं ने युवा (4 महीने पुराने) और वृद्ध (20 महीने पुराने) चूहों से फ़ाइब्रोब्लास्ट को अलग किया और उनकी तुलना की।

इस अध्ययन ने कोशिकाओं पर आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग के प्रभावों की जांच करने के लिए विभिन्न उन्नत विधियों का उपयोग किया:

1. रासायनिक आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग:

• शोधकर्ताओं ने छोटे यौगिकों (रासायनिक अणुओं) के कॉकटेल का उपयोग किया, जिन्हें आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग को प्रेरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।
• आनुवंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग के विपरीत, इस अध्ययन में रासायनिक कॉकटेल ने Yamanaka कारकों की सक्रियता से भिन्न तंत्र पर काम किया। वास्तव में, सबसे प्रभावी कॉकटेल (जिसे 7c कहा जाता है) ने Sox2 और Oct4 की अभिव्यक्ति को नहीं बढ़ाया, और Nanog और Myc की अभिव्यक्ति को भी कम कर दिया।
• अर्थात्, कोशिकाओं का कायाकल्प यहाँ शास्त्रीय Yamanaka कारक-आधारित पुनर्प्रोग्रामिंग से भिन्न रासायनिक मार्ग से प्राप्त किया गया था।

2. फ़ाइब्रोब्लास्ट:

• अध्ययन फ़ाइब्रोब्लास्ट पर केंद्रित था, जो संयोजी ऊतकों में पाई जाने वाली कोशिकाएं हैं।
• इन कोशिकाओं को चुना गया क्योंकि प्रयोगशाला में इन्हें उगाना अपेक्षाकृत आसान है और इनसे सटीक माप प्राप्त किए जा सकते हैं।
• एक और लाभ यह है कि कोशिकीय उम्र बढ़ने के संदर्भ में फ़ाइब्रोब्लास्ट का व्यापक अध्ययन किया जाता है।

3. व्यापक आणविक विश्लेषण (मल्टी-ओमिक्स):

• आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग करने के बाद, शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं का विभिन्न स्तरों पर विश्लेषण किया:
  • RNA-seq: कोशिकाओं के RNA अनुक्रमों का विश्लेषण, जो जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तनों की पहचान करने में सक्षम बनाता है।
  • प्रोटिओमिक्स और फॉस्फो-प्रोटिओमिक्स: प्रोटीन और प्रोटीन फॉस्फोरिलीकरण का मात्रात्मक विश्लेषण, जो प्रोटीन के स्तर और कार्य में परिवर्तनों की पहचान करने में सक्षम बनाता है।
  • मेटाबोलॉमिक्स: कोशिका में मेटाबोलाइट्स का विश्लेषण।
  • DNA मिथाइलेशन: DNA मिथाइलेशन पैटर्न का मापन, जिसका उपयोग एपिजेनेटिक घड़ियों की गणना के लिए किया जाता है।

4. कार्यात्मक संकेतक:

• आणविक विश्लेषणों के अलावा, कार्यात्मक संकेतक भी मापे गए, जैसे:
  • कोशिकीय श्वसन: माइटोकॉन्ड्रिया (ऊर्जा उत्पादन के लिए आवश्यक कोशिकीय अंग) के कार्य का एक संकेतक, जिसे कोशिकीय श्वसनमिति (respirometry) द्वारा मापा गया।
  • माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली क्षमता: माइटोकॉन्ड्रिया के कार्य का एक और संकेतक।

5. युवा और वृद्ध कोशिकाओं के बीच तुलना:

• अध्ययन में युवा और वृद्ध कोशिकाओं से प्राप्त परिणामों की तुलना शामिल थी, जो आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग से गुज़री थीं।
• इस तुलना ने यह जांचना संभव बनाया कि क्या प्रभाव युवा और वृद्ध कोशिकाओं के बीच भिन्न है।

अनुसंधान विधियों के लाभ:

• आधुनिक और सटीक प्रौद्योगिकियों का उपयोग।
• मिथाइलेशन और ट्रांसक्रिप्टोम से लेकर प्रोटीन और मेटाबोलाइट्स तक विभिन्न स्तरों पर गहन विश्लेषण।
• कार्यात्मक संकेतकों की जांच।
• युवा और वृद्ध कोशिकाओं के बीच तुलना।

अध्ययन के परिणाम:

आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग उपचार ने ट्रांसक्रिप्टोम और प्रोटीन दोनों स्तरों पर परिवर्तन किए:

1. ट्रांसक्रिप्टोम स्तर पर परिवर्तन:

• RNA-seq विश्लेषण ने कई जीनों की अभिव्यक्ति में परिवर्तन दिखाया।
• कुछ परिवर्तन चयापचय प्रक्रियाओं से संबंधित थे, जिनमें माइटोकॉन्ड्रिया से संबंधित प्रक्रियाएं शामिल थीं।

2. प्रोटीन स्तर पर परिवर्तन:

• प्रोटिओम विश्लेषण ने प्रोटीन के स्तर और कार्य में परिवर्तन दिखाया।
• यहाँ भी, चयापचय और माइटोकॉन्ड्रियल प्रक्रियाओं में शामिल प्रोटीन में परिवर्तन देखे गए।

3. कार्यात्मक प्रभाव:

• शोधकर्ताओं ने कोशिकीय कार्य संकेतकों में परिवर्तन की सूचना दी, जैसा कि कोशिकीय श्वसन और माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली क्षमता में पाया गया।
• प्रयोगशाला में उगाई गई कोशिकाओं पर गणना किए गए एपिजेनेटिक घड़ियों (मिथाइलेशन-आधारित) और ट्रांसक्रिप्टोमिक घड़ियों के अनुसार, कोशिकाओं की अनुमानित जैविक आयु कम हो गई।

4. युवा और वृद्ध कोशिकाओं के बीच तुलना:

• कॉकटेल द्वारा लाए गए परिवर्तन विभिन्न आयु समूहों के बीच बहुत समान थे, युवा और वृद्ध कोशिकाओं के बीच उच्च सहसंबंध के साथ।
• दूसरे शब्दों में, प्रभाव केवल वृद्ध कोशिकाओं तक सीमित नहीं था, बल्कि युवा कोशिकाओं में भी देखा गया।

निष्कर्ष:

यह अध्ययन प्रारंभिक साक्ष्य प्रदान करता है कि रासायनिक आंशिक पुनर्प्रोग्रामिंग प्रयोगशाला में उगाई गई कोशिकाओं को फिर से जीवंत कर सकता है, कम से कम आणविक संकेतकों और जैविक घड़ियों के अनुसार।
हालांकि, सीमाएं महत्वपूर्ण हैं: यह केवल प्लेट में चूहे की कोशिकाएं हैं, न कि पूरे जानवर या मनुष्य।
प्रयोगशाला के परिणामों से उम्र से संबंधित बीमारियों, जैसे हृदय रोग, अल्जाइमर या कैंसर के उपचार तक की छलांग इस स्तर पर दूर और काल्पनिक है, और इसके लिए बहुत अधिक अतिरिक्त शोध की आवश्यकता होगी, जिसमें जानवरों और बाद में मनुष्यों पर प्रयोग शामिल हैं, इससे पहले कि नैदानिक अनुप्रयोग के बारे में बात की जा सके।

.
संदर्भ:
https://elifesciences.org/articles/90579