ALS: कैसे 'विषाक्त' प्रोटीन न्यूरॉन्स की रक्षा कर सकता है

शोधकर्ताओं ने अब SOD1 नामक एक प्रोटीन के तंत्र की जांच की है जिसे एम्योट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस में भूमिका निभाने के लिए जाना जाता है, और उन्होंने कुछ आश्चर्यजनक निष्कर्षों को उजागर किया।

शोधकर्ताओं का सुझाव है कि ALS वाले लोगों में न्यूरॉन्स को नष्ट करने के लिए सोचा गया प्रोटीन वास्तव में विपरीत प्रभाव डाल सकता है।

वैज्ञानिकों ने पाया कि जबकि SOD1 के छोटे समुच्चय न्यूरोलॉजिकल रोग को ड्राइव कर सकते हैं, यह संभव है कि बड़े समुच्चय वास्तव में न्यूरॉन्स की रक्षा में मदद कर सकते हैं।

प्रमुख अध्ययन लेखक चेंग झू, पीएच.डी. चैपल हिल (यूएनसी-चैपल हिल) में उत्तरी कैरोलिना विश्वविद्यालय से - और सहयोगियों ने हाल ही में अपने परिणामों की सूचना दी राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही.

एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (एएलएस), जिसे लू गेहरिग्स रोग के रूप में भी जाना जाता है, एक न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारी है, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 14,000-15,000 लोगों को प्रभावित करने का अनुमान है।

एएलएस में, मोटर न्यूरॉन्स - जो तंत्रिका कोशिकाएं हैं जो स्वैच्छिक मांसपेशी आंदोलन को नियंत्रित करती हैं - धीरे-धीरे खराब हो जाएंगी। जैसे-जैसे बीमारी बढ़ती है, लक्षण खराब हो जाएंगे, और स्थिति वाले लोग अंततः चलने, बात करने और सांस लेने की क्षमता खो देंगे।

एएलएस का कोई इलाज नहीं है, और अधिकांश लोग सांस की विफलता के परिणामस्वरूप इस स्थिति से गुजरते हैं। यह आमतौर पर लक्षण शुरू होने के 3-5 साल के भीतर होता है।

ALS का सटीक कारण स्पष्ट नहीं है, लेकिन शोधकर्ताओं ने SOD1 जीन में एक संभावित अपराधी के रूप में उत्परिवर्तन की पहचान की है।

अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि ये उत्परिवर्तन जहरीले SOD1 प्रोटीन के उत्पादन की ओर ले जाते हैं, और ये ऐसे रेशेदार समुच्चय हैं जो मोटर न्यूरॉन्स को नष्ट कर सकते हैं।

ट्रिमर, फाइब्रिल और न्यूरॉन्स

जैसा कि झू और सहकर्मी बताते हैं, SOD1 प्रोटीन द्वारा दो प्रकार के रेशेदार समुच्चय हैं: छोटे समुच्चय, जो केवल कुछ SOD1 प्रोटीन से बने होते हैं; और बड़े समुच्चय, या तंतु, जिनमें कई SOD1 प्रोटीन होते हैं।

पिछले अध्ययन में, टीम ने पाया कि केवल तीन SOD1 प्रोटीन से बने रेशेदार समुच्चय - जिसे "ट्रिमर" कहा जाता है - मोटर न्यूरॉन जैसी कोशिकाओं को नष्ट कर सकता है। बड़े तंतुओं की विषाक्तता के लिए साक्ष्य, हालांकि, विरल हो गए हैं, कई अध्ययनों से पता चलता है कि वे न्यूरॉन्स को नुकसान पहुंचाते हैं।

क्या अधिक है, टीम नोट करती है कि मोटर न्यूरॉन्स से बड़े रेशेदार समुच्चय को साफ करने के लिए विकसित दवाओं ने नैदानिक ​​परीक्षणों में कोई सफलता नहीं दिखाई है।

यह इस सवाल का जवाब देता है: बड़े रेशेदार समुच्चय हैं क्या सच में न्यूरोनल मौत का एक कारण? यह पता लगाने के लिए, झू और सहकर्मियों ने न्यूरॉन्स पर ट्रिमर और बड़े तंतुओं के प्रभाव की तुलना करने के लिए निर्धारित किया - लेकिन यह इसकी कठिनाइयों के बिना नहीं था।

"एक चुनौती," झू नोट करता है, "यह है कि ट्रिमर जैसे छोटे ढांचे केवल अलग संरचना बनाने के रास्ते पर क्षणिक रूप से मौजूद हैं।"

"लेकिन हम एक SOD1 उत्परिवर्तन को खोजने में सक्षम थे," वह कहते हैं, "यह ट्रिमर संरचना और एक अन्य उत्परिवर्तन को स्थिर करता है जो छोटे संरचनाओं की कीमत पर बड़े तंतुओं के निर्माण को बढ़ावा देता है।"

"तो, हम प्रोटीन की इन दो प्रजातियों के प्रभावों को अलग करने में सक्षम थे।"

बड़े तंतुओं की रक्षा करते हैं, नष्ट नहीं होते

शोधकर्ताओं ने अपने अध्ययन में, उन कोशिकाओं पर उत्परिवर्ती SOD1 प्रोटीन के प्रभावों का आकलन किया, जो ALS वाले लोगों में नष्ट होने वाले मोटर न्यूरॉन्स की नकल करते हैं।

मोटर न्यूरॉन जैसी कोशिकाओं की तुलना में जिनमें सामान्य SOD1 प्रोटीन होता है, वैज्ञानिकों ने पाया कि उत्परिवर्ती SOD1 प्रोटीन जो मुख्य रूप से ट्रिमर का गठन करते हैं, मोटर न्यूरॉन जैसी कोशिकाओं को मारते हैं।

"विभिन्न SOD1 म्यूटेंट को देखते हुए, हमने पाया कि ट्राइमर गठन की हद तक विषाक्तता की डिग्री सहसंबद्ध है," झू कहते हैं।

हालांकि, उन्हें पता चला कि जब उत्परिवर्ती SOD1 ने प्रोटीन का निर्माण किया तो बड़े तंतुओं का निर्माण हुआ जो ट्रिमर को दबाते हैं, मोटर न्यूरॉन जैसी कोशिकाओं का कामकाज सामान्य SOD1 के साथ कोशिकाओं के साथ तुलनीय था। इससे पता चलता है कि बड़े तंतु न्यूरॉन्स की रक्षा करते हैं, उन्हें नष्ट नहीं करते हैं।

शोधकर्ताओं के अनुसार, इन निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि मस्तिष्क में फाइब्रिल के गठन को बढ़ावा देने के लिए एएलएस के लिए एक संभावित उपचार हो सकता है जो कि एसओडी 1 जीन में उत्परिवर्तन से उत्पन्न होता है।

और संभावित लाभ ALS तक सीमित नहीं हो सकते हैं; पार्किंसंस रोग और अल्जाइमर रोग सहित कई न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग - फाइब्रिल-प्रकार समुच्चय द्वारा संचालित होते हैं।

"हालांकि SOD1- संबद्ध ALS सभी ALS मामलों के एक छोटे से अंश का प्रतिनिधित्व करता है, लेकिन SOD1 एकत्रीकरण में न्यूरोटॉक्सिसिटी की उत्पत्ति को उजागर करने से न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के एक पूरे वर्ग के अंतर्निहित कारणों पर प्रकाश डाला जा सकता है।"

वरिष्ठ लेखक निकोले दोखोल्यान, पीएचडी, यूएनसी-चैपल हिल

शोधकर्ताओं ने अब यह पता लगाने की योजना बनाई है कि उत्परिवर्ती SOD1 प्रोटीन ट्रिमर का उत्पादन कैसे करते हैं और उन दवाओं की पहचान करते हैं जो उनके गठन को अवरुद्ध कर सकते हैं।