अल्ज़ाइमर रोग से जुड़े उत्परिवर्तन तंत्रिकाओं और मांसपेशियों के बीच संपर्क को बाधित कर सकते हैं

संक्षेप में

• वंशानुगत अल्ज़ाइमर रोग से जुड़ी उत्परिवर्तनों ने प्रयोगशाला मॉडल में मोटर न्यूरॉन्स और स्वस्थ मांसपेशी कोशिकाओं के बीच संपर्क को बाधित किया।
• प्रयोगात्मक प्रणाली में मस्तिष्क और मेरुरज्जु मौजूद नहीं थे, जो इस संभावना की ओर इशारा करता है कि उत्परिवर्तन सीधे परिधीय तंत्रिकाओं को प्रभावित कर सकते हैं।
• यह अध्ययन यह स्थापित नहीं करता कि क्या चाल में बदलाव मरीजों में शुरुआती नैदानिक संकेत के रूप में काम कर सकते हैं।

तंत्रिकाओं और मांसपेशियों पर किए गए प्रयोग से क्या पता चला

अल्ज़ाइमर रोग को आमतौर पर याददाश्त में गिरावट, भ्रम और संज्ञानात्मक क्षमताओं में कमी से जोड़ा जाता है। हालांकि, कुछ लोगों में संतुलन, तालमेल या चाल में बदलाव सोचने-समझने की स्पष्ट समस्याओं से कई साल पहले हो सकते हैं। सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने जांच की कि क्या ऐसी कुछ गतिशीलता संबंधी समस्याएं केवल मस्तिष्क में बदलावों के कारण नहीं, बल्कि मांसपेशियों को नियंत्रित करने वाली तंत्रिकाओं पर रोग-संबंधी उत्परिवर्तनों के सीधे प्रभाव से भी हो सकती हैं।

टीम ने अल्ज़ाइमर रोग के वंशानुगत रूप का अध्ययन किया—यह एक दुर्लभ प्रकार है, जो आम तौर पर इसके आम रूप से पहले, 40 से 65 वर्ष की उम्र के बीच विकसित होता है। प्रयोगशाला मॉडल में, इस प्रकार के रोग से जुड़े उत्परिवर्तनों वाले मोटर न्यूरॉन्स ने उन संपर्कों के काम में बाधा डाली जिनके ज़रिए तंत्रिका कोशिकाएँ मांसपेशियों को नियंत्रित करती हैं। यह तब भी हुआ जब मॉडल में मस्तिष्क और मेरुरज्जु—यानी केंद्रीय तंत्रिका तंत्र—पूरी तरह अनुपस्थित थे।

यह नतीजा शुरुआती गति-संबंधी समस्याओं के संभावित कारणों पर सवाल उठाने का एक नया तरीका सामने रखता है। अगर तंत्रिका-मांसपेशी संपर्क सीधे उत्परिवर्तनों के कारण बाधित होता है, तो गति-संबंधी लक्षणों को केवल मस्तिष्क की क्षति से नहीं समझाया जा सकता। अध्ययन के प्रमुख जेम्स हिकमैन और स्यूफ़ान «नादिन» गुओ का मानना है कि केंद्रीय लक्षणों से पहले ही गति-संबंधी समस्याएँ दिखाई दे सकती हैं। लेकिन इस शोध में यह प्रभाव प्रयोगशाला मॉडल में देखा गया; इससे यह तय नहीं हुआ कि लोगों में ऐसे बदलाव कब दिखाई देते हैं।

परिधीय तंत्रिका तंत्र क्यों महत्वपूर्ण है

मोटर न्यूरॉन मांसपेशियों तक वे संकेत पहुँचाते हैं जिनकी उन्हें सिकुड़ने और गति करने के लिए आवश्यकता होती है। मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी के बाहर स्थित तंत्रिकाएँ परिधीय तंत्रिका तंत्र का हिस्सा होती हैं; वे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और शरीर के बाकी हिस्सों के बीच संकेतों के संचार में भाग लेती हैं। शोधकर्ताओं ने दिखाया कि वंशानुगत अल्ज़ाइमर रोग से जुड़े उत्परिवर्तन, तंत्रिका कोशिका और मांसपेशी ऊतक के बीच के संचार में बाधा डाल सकते हैं।

इस विचार की जाँच के लिए वैज्ञानिकों ने तंत्रिका-मांसपेशी संधि का एक मॉडल बनाया—यह वह स्थान है जहाँ मोटर न्यूरॉन मांसपेशी कोशिका के साथ संपर्क करता है। इसमें स्वस्थ मांसपेशी कोशिकाएँ और पारिवारिक रूप से होने वाले इस रोग से जुड़े उत्परिवर्तनों वाली स्टेम कोशिकाओं से विकसित मोटर न्यूरॉन शामिल किए गए। इसके बाद शोधकर्ताओं ने आकलन किया कि परिवर्तित न्यूरॉन स्वस्थ मांसपेशी ऊतक तक कितनी प्रभावी ढंग से संकेत पहुँचा रहे थे। इस प्रणाली में जानबूझकर मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी को शामिल नहीं किया गया।

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का न होना ही उत्परिवर्तनों के तंत्रिका-मांसपेशी संपर्क पर पड़ने वाले संभावित प्रत्यक्ष प्रभाव को मस्तिष्क की क्षति के परिणामों से अलग करने में सहायक हुआ। प्रयोग के नतीजों से पता चला कि परिवर्तित न्यूरॉन मांसपेशियों के साथ सामान्य संपर्क बनाए रखने में कम सक्षम थे। हिकमैन ने कहा कि यह पहला प्रायोगिक प्रमाण है कि परिधीय तंत्रिका तंत्र में गड़बड़ियाँ सीधे ऐसे उत्परिवर्तनों के कारण हो सकती हैं। यह प्रयोगशाला मॉडल से निकला निष्कर्ष है, न कि इस बात की पुष्टि कि बीमारी के सभी गति-संबंधी लक्षणों का एक ही कारण है।

शोधकर्ताओं ने चिप पर मॉडल कैसे बनाया

इस काम के लिए उन्होंने «ह्यूमन-ऑन-ए-चिप» तकनीक का इस्तेमाल किया, जिसे हिकमैन की सह-स्थापित कंपनी «हेस्पेरोस» ने विकसित और निर्मित किया है। ये लघु प्रणालियाँ नियंत्रित परिस्थितियों में विभिन्न प्रकार की मानव कोशिकाओं को एक साथ रखती हैं, ताकि विशिष्ट जैविक प्रक्रियाओं को दोहराया जा सके। अलग-अलग कोशिकाओं पर किए गए प्रयोगों के विपरीत, इनके ज़रिए केवल एक प्रकार की कोशिका की प्रतिक्रिया नहीं, बल्कि ऊतकों के बीच की पारस्परिक क्रिया का अध्ययन किया जा सकता है।

शोधकर्ताओं ने स्टेम कोशिकाओं का उपयोग किया, क्योंकि वे विशेषीकृत कोशिकाओं में बदल सकती हैं, जिनमें मोटर न्यूरॉन भी शामिल हैं। उत्परिवर्तन वाले न्यूरॉनों की तुलना स्वस्थ मांसपेशी ऊतक से की गई और संकेतों के संचार का अध्ययन किया गया। ऐसे मॉडल पशु प्रयोगों का विकल्प भी देते हैं: जैसा कि अध्ययन के स्रोत ने स्पष्ट किया है, पशु मॉडल हमेशा मानव रोगों के व्यवहार को सटीक रूप से नहीं दर्शाते। फिर भी, कोशिका-आधारित प्रणाली एक प्रयोगशाला मॉडल ही रहती है, रोगियों का प्रत्यक्ष अवलोकन नहीं।

न्यूरोमस्कुलर जंक्शन स्वैच्छिक गतिविधियों के लिए आवश्यक है: संकेत मोटर न्यूरॉन से होकर गुजरता है, मांसपेशी के साथ उसकी अंतःक्रिया शुरू करता है और मांसपेशी को सिकुड़ने का कारण बनता है। यह क्रम चलने, मुद्रा बनाए रखने, वस्तुएँ उठाने और सटीक गतिविधियाँ करने में शामिल होता है। इसलिए, संकेतों के संचार में बाधा संभावित रूप से अलग-अलग मोटर कार्यों को प्रभावित कर सकती है। प्रस्तुत अध्ययन में तंत्रिका और मांसपेशी कोशिकाओं के जंक्शन की कार्यप्रणाली की जाँच की गई थी, अल्ज़ाइमर रोग से पीड़ित लोगों की चाल या संतुलन को नहीं मापा गया था।

परिणामों का क्या अर्थ है—और वे अभी क्या साबित नहीं करते

इस परिणाम का व्यावहारिक महत्व फिलहाल मुख्य रूप से लक्षणों के अध्ययन की एक नई दिशा में है। यदि गति संबंधी विकार वास्तव में मस्तिष्क के बाहर भी उत्पन्न हो सकते हैं, तो केवल केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को लक्षित करने वाले तरीकों से परिधीय तंत्रिकाओं की समस्याएँ दूर नहीं हो सकतीं। गुओ ने यह संभावना भी जताई कि यदि गति में होने वाले बदलावों का पता लगाया जा सके, तो पहले हस्तक्षेप किया जा सकता है। लेकिन इस अध्ययन में किसी नैदानिक परीक्षण की जाँच नहीं की गई और न ही यह दिखाया गया कि चाल का कोई खास लक्षण बीमारी का पूर्वानुमान लगा सकता है।

गति करने की क्षमता बनाए रखना केवल शारीरिक स्थिति के लिए ही महत्वपूर्ण नहीं हो सकता। प्रकाशन में कहा गया है कि नियमित शारीरिक गतिविधि का संबंध बेहतर संज्ञानात्मक स्वास्थ्य से है; इसलिए चलने-फिरने की क्षमता को सहारा देना मस्तिष्क के स्वास्थ्य के लिए भी महत्वपूर्ण हो सकता है। यह बीमारी के परिधीय लक्षणों का अध्ययन करने का एक संभावित अतिरिक्त कारण है—इस बात का प्रमाण नहीं कि तंत्रिका-पेशी संबंध में हस्तक्षेप करने से संज्ञानात्मक गिरावट धीमी होती है या रुकती है।

इस शोध का नेतृत्व प्रोफेसर जेम्स हिकमैन और शोध प्रोफेसर श्यूफान «नैडिन» गुओ ने, हेस्पेरोस के वैज्ञानिकों के साथ मिलकर किया। इस काम को अमेरिकी राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों के अंतर्गत राष्ट्रीय वृद्धावस्था संस्थान ने वित्तपोषित किया; इसके नतीजे अल्ज़ाइमर एसोसिएशन की पत्रिका «अल्ज़ाइमर रोग और डिमेंशिया» में प्रकाशित हुए। अगला सवाल यह है कि क्या कोशिका मॉडल में देखी गई यह गड़बड़ी मनुष्यों में भी पाई जाएगी और क्या यह इतनी शुरुआती तथा स्थिर निशानी साबित होगी कि नैदानिक उपयोग में लाई जा सके।

स्रोत: ScienceDaily