स्टेम सेल की खोज से ल्यूकेमिया, अन्य बीमारियों के इलाज में सुधार हो सकता है
मानव रक्त स्टेम कोशिकाओं, या हेमटोपोइएटिक स्टेम कोशिकाओं (एचएससी) को प्रयोगशाला में आत्म-नवीनीकरण करने में असमर्थता ल्यूकेमिया और अन्य रक्त रोगों के इलाज में प्रगति को रोक रही है।
अब, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स (यूसीएलए) के एक नए अध्ययन से पता चलता है कि इसका जवाब एक विशेष प्रोटीन में निहित हो सकता है - जिसकी सक्रियता से एचएससी का संस्कृति में विस्तार हो सकता है।
UCLA टीम ने पाया कि MLLT3 नामक एक प्रोटीन HSC फ़ंक्शन का एक महत्वपूर्ण नियामक है। मानव भ्रूण, नवजात शिशुओं और वयस्कों के एचएससी में प्रोटीन उच्च स्तर पर मौजूद होता है। हालाँकि, संवर्धित एचएससी में एमएलएलटी 3 का स्तर कम होता है।
हाल ही में प्रकृति कागज, शोधकर्ताओं ने बताया कि प्रोटीन को बनाने के लिए जिम्मेदार जीन में हेरफेर कैसे "ट्रांसप्लांटेबल के 12-गुना से अधिक विस्तार" एचएससी के कारण हुआ।
अध्ययन पत्र के वरिष्ठ लेखक एचसीएलए में आणविक, कोशिका और विकासात्मक जीव विज्ञान के प्रोफेसर हन्ना के.ए. मिकोला हैं। वह 20 से अधिक वर्षों से एचएससी का अध्ययन कर रही है।
"हालांकि, हमने वर्षों में इन कोशिकाओं के जीव विज्ञान के बारे में बहुत कुछ सीखा है," मिकोला कहते हैं, "एक प्रमुख चुनौती बनी हुई है: [एचएससीएस] को प्रयोगशाला में आत्म-नवीनीकरण करना।"
"हमें इस बाधा को पार करने के लिए क्षेत्र को आगे बढ़ाना होगा," वह कहती हैं।
एचएससी को आत्म-प्रतिकृति की शक्तिशाली क्षमता की आवश्यकता होती है
शरीर के सभी ऊतक और कोशिकाएं पोषण और सुरक्षा के लिए रक्त कोशिकाओं पर निर्भर करती हैं। इस तरह के एक अथक और महत्वपूर्ण कार्य को पूरा करने के लिए, रक्त कोशिकाओं को खुद को फिर से भरने में सक्षम होना चाहिए। वयस्कों में, रक्त कोशिकाओं और त्वचा कोशिकाओं में किसी भी ऊतक की सबसे बड़ी पुनःपूर्ति क्षमता होती है।
नई रक्त कोशिकाओं को बनाने का काम एचएससी को पड़ता है। हर दिन, मानव शरीर एचएससी के लिए अरबों नई रक्त कोशिकाएं बनाता है, जो कि प्रतिरक्षा कोशिकाएं भी बनाती हैं।
एचएससी अस्थि मज्जा में रहते हैं, जहां वे विभिन्न प्रकार के रक्त और प्रतिरक्षा कोशिकाओं में आत्म-नवीकरण और परिपक्व होते हैं।
रक्त या प्रतिरक्षा प्रणाली के कुछ रोगों वाले लोग - जैसे ल्यूकेमिया - को नई कोशिकाएं बनाने के लिए एचएससी की ताजा आपूर्ति की आवश्यकता होती है। दशकों से, डॉक्टरों ने अपनी आपूर्ति को बढ़ावा देने के लिए अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण का उपयोग किया है।
हालांकि, सीमाएं हैं कि अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण किस हद तक समाधान की पेशकश कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, मेल खाने वाले डोनर को ढूंढना हमेशा संभव नहीं होता है, या प्राप्तकर्ता का शरीर प्रत्यारोपित कोशिकाओं को अस्वीकार कर सकता है।
एक और समस्या जो पैदा हो सकती है, वह यह है कि ट्रांसप्लांट किए गए एचएससी की संख्या बीमारी के इलाज के लिए पर्याप्त रक्त या प्रतिरक्षा कोशिकाएं उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती है।
संवर्धित एचएससी के साथ समस्या
वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला में एचएससी को अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण के विकल्प के रूप में विकसित करने की कोशिश की है। हालांकि, सुसंस्कृत एचएससी के प्रत्यारोपण के विभिन्न प्रयासों ने एक आम समस्या को जन्म दिया है: एचएससी ने वैज्ञानिकों को अस्थि मज्जा से हटा दिया है जो जल्द ही संस्कृति में आत्म-नवीकरण के लिए अपनी क्षमता खो देते हैं।
एक बार एचएससी स्वयं की नई प्रतियां बनाने की क्षमता खो देता है, एकमात्र भविष्य जो उनके पास है, या तो विशेष कोशिकाओं में अंतर करने के लिए या मरने के लिए।
नए अध्ययन के लिए, प्रो। मिककोला और उनकी टीम ने देखा कि जीन का क्या हुआ क्योंकि एचएससी ने प्रयोगशाला में आत्म-नवीनीकरण करने की अपनी क्षमता खो दी।
उन्होंने देखा कि ऐसा होने पर कुछ जीन स्विच ऑफ हो गए। एचएससी का गठन सेल के प्रकारों के अनुसार भिन्न होने वाले जीन।
बारीकी से देखने के लिए, टीम ने वयस्क प्लूरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं से एचएससी जैसी कोशिकाओं को उत्पन्न किया, जो आत्म-प्रतिकृति नहीं कर सकीं और फिर उनकी जीन गतिविधि का अवलोकन किया।
इस प्रयोग से पता चला कि एचएससी की आत्म-नवीकरण क्षमता और गतिविधि के बीच एक मजबूत संबंध था MLLT3 जीन।
सक्रिय MLLT3 एक आवश्यक शर्त है
ऐसा लगता है कि उच्च अभिव्यक्ति MLLT3 अपने प्रोटीन की भरपूर मात्रा में आपूर्ति सुनिश्चित करता है, जो एचएससी को आत्म-नवीकरण के लिए आवश्यक निर्देशों को सहन करता है।
प्रोटीन एचएससी के मशीनरी को काम करने में मदद करता है जबकि सेल इसकी एक प्रति बनाता है।
आगे के प्रयोगों से पता चला है कि एक सक्रिय डालने MLLT3 प्रयोगशाला संस्कृति में एचएससी के नाभिक में जीन ने 12 के एक कारक द्वारा आत्म-प्रतिकृति की उनकी क्षमता में वृद्धि की।
"यदि हम एक मरीज के इलाज के लिए आवश्यक रक्त स्टेम कोशिकाओं की मात्रा के बारे में सोचते हैं, तो यह एक महत्वपूर्ण संख्या है।"
हनाना के। ए। मिकोला के प्रो
अन्य अध्ययन जो एचएससी को संस्कृति में आत्म-नवीकरण के लिए प्राप्त करने की कोशिश करते हैं, ने छोटे अणुओं का उपयोग किया है। हालांकि, प्रो। मिककोला और उनकी टीम ने उस दृष्टिकोण के साथ समस्याओं का अनुभव किया।
उन्होंने पाया कि कोशिकाएं एमएलएलटी 3 प्रोटीन के स्तर को बनाए रखने में सक्षम नहीं थीं, और जब टीम ने उन्हें चूहों में प्रत्यारोपित किया तो उन्होंने अच्छा काम नहीं किया।
दो तरीकों का मेल
टीम ने पाया कि छोटे अणु विधि का संयोजन MLLT3 जीन सक्रियण एचएससी उत्पन्न करता है जो चूहों में अस्थि मज्जा में ठीक से एकीकृत होता है।
उन एचएससी ने भी सभी सही प्रकार की रक्त कोशिकाओं का उत्पादन किया और आत्म-नवीनीकरण की उनकी क्षमता को बनाए रखा।
एक चिंता जो वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला में ट्रांसप्लांटेबल एचएससी के उत्पादन के बारे में है, यह सुनिश्चित करना है कि वे शरीर में होने के बाद सही ढंग से संचालित होते हैं।
एचएससी को सही गति से आत्म-प्रतिकृति करने में सक्षम होना चाहिए, और उन्हें म्यूटेशन का अधिग्रहण नहीं करना चाहिए जिससे ल्यूकेमिया जैसे रोग हो सकते हैं।
ऐसा प्रतीत होता है कि एमएलएलटी 3 प्रोटीन के स्थिर स्तर को सुनिश्चित करना इन आवश्यकताओं को पूरा करता है।
शोधकर्ता अब हेरफेर करने के तरीकों पर काम कर रहे हैं MLLT3 अधिक सुरक्षित और आसानी से।
