मैं वर्तमान में अस्थि मज्जा मेसेनकाइमल स्टेम सेल से प्राप्त बाह्यकोशिकीय पुटिका (एक्सोसोम) के चिकित्सीय प्रभावों की पुष्टि करने वाला शोध कर रहा हूँ, और भविष्य में विभिन्न रोगों के लिए नैदानिक अनुप्रयोग का लक्ष्य रखता हूँ। पिछले अध्ययन में, चूहे की रीढ़ की हड्डी की चोट के मॉडल का उपयोग करके, हमने बताया कि एक्सोसोम अंतःशिरा मेसेनकाइमल स्टेम सेल (MSC) चिकित्सा के चिकित्सीय तंत्र का अधिकांश भाग वहन करते हैं—अर्थात्, MSC संभवतः एक्सोसोम के माध्यम से अपने चिकित्सीय प्रभाव प्रदान करते हैं।
हालाँकि, वह चूहे के MSC का उपयोग करके चूहे के एक्सोसोम का अध्ययन था। चूहे और मनुष्य निस्संदेह एक समान नहीं हो सकते। यह वर्तमान अध्ययन, एक्सोसोम चिकित्सा के नैदानिक अनुप्रयोग को ध्यान में रखते हुए, मानव MSC एक्सोसोम का उपयोग करके किया गया एक सत्यापन है। लक्षित रोग “रीढ़ की हड्डी की चोट” है।
लकवे के सुधार पर चिकित्सीय प्रभाव की पुष्टि करना प्रारंभिक उद्देश्य था, परंतु अवलोकन जारी रखते हुए मैंने देखा कि उपचार समूह और नियंत्रण समूह के बीच शरीर का आकार स्पष्ट रूप से भिन्न था। नैदानिक परिवेश में भी, गंभीर रीढ़ की हड्डी की चोट (SCI) वाले रोगियों का वजन तीव्र चरण में तेज़ी से घटता है। निस्संदेह यह भी सत्य है कि लकवे के कारण मांसपेशी द्रव्यमान में कमी का बड़ा प्रभाव पड़ता है। हालाँकि, यदि मांसपेशी द्रव्यमान अत्यधिक घट जाए, तो पुनर्वास का प्रभाव कमज़ोर पड़ जाता है।
इस मानव MSC एक्सोसोम अंतःशिरा चिकित्सा में पुष्ट की गई घटनाएँ ये थीं:
- गति-संबंधी कार्य की पुनःप्राप्ति का संवर्धन
- चोट के स्थान पर प्रतिरक्षा-नियमन क्रिया
- पूरे शरीर में परिसंचरण कर रहे प्रदाहकारी साइटोकाइन स्तरों का दमन
- यकृत में वृद्धि हार्मोन ग्राही की कमी का दमन
- पूरे शरीर में परिसंचरण कर रहे Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) (शरीर की वृद्धि में महत्वपूर्ण एक साइटोकाइन) में वृद्धि
इत्यादि। तो अब आइए शोध-पत्र की वास्तविक विषय-वस्तु पर एक नज़र डालें।
रीढ़ की हड्डी की चोट क्या है?
रीढ़ की हड्डी की चोट तब होती है जब रीढ़ की हड्डी को भौतिक रूप से क्षति पहुँचती है। यह प्रायः विभिन्न दुर्घटनाओं, जैसे सड़क दुर्घटनाओं, खेल दुर्घटनाओं और गिरने की दुर्घटनाओं के कारण होती है। रीढ़ की हड्डी की चोट संवेदी या गति-संबंधी क्षमताओं के नुकसान का कारण बन सकती है, और गंभीर मामलों में यह चतुरंगघात (चारों अंगों की संपूर्ण या आंशिक संवेदना और गति-संबंधी क्षमता खो देने की स्थिति) का कारण बन सकती है। चिकित्सा के वर्तमान स्तर पर, इस लकवे को सुधारने वाली प्रभावी औषधियाँ और उपचार सीमित हैं और उनके प्रभाव अपर्याप्त हैं, और अनेक रोगी विकलांगता के साथ जीवन व्यतीत करते हैं।
रीढ़ की हड्डी की चोट और शरीर की वृद्धि
युवा वयस्कों में, रीढ़ की हड्डी की चोट न केवल गंभीर संवेदी-गति-संबंधी विकार उत्पन्न करती है, बल्कि तीव्र से अर्ध-तीव्र चरण के दौरान वृद्धि में विलंब भी उत्पन्न करती है। पूरे शरीर में परिसंचरण कर रहे प्रदाहकारी साइटोकाइन वृद्धि-अपर्याप्तता और मांसपेशी क्षय से जुड़े हैं। हालाँकि, हाल के अध्ययनों ने दर्शाया है कि मानव मेसेनकाइमल स्टेम सेल (MSC) से प्राप्त छोटी बाह्यकोशिकीय पुटिकाएँ (sEVs) युवा वयस्क चूहों में गंभीर रीढ़ की हड्डी की चोट के बाद शरीर की वृद्धि और गति-संबंधी पुनःप्राप्ति पर चिकित्सीय प्रभाव डाल सकती हैं, और प्रदाहकारी साइटोकाइन को नियमित कर सकती हैं।
मेसेनकाइमल स्टेम सेल से प्राप्त बाह्यकोशिकीय पुटिकाएँ क्या हैं?
मेसेनकाइमल स्टेम सेल (MSC) विशिष्ट कोशिकाएँ हैं जो शरीर में विभिन्न स्थानों, जैसे अस्थि मज्जा और वसा ऊतक में मौजूद होती हैं। इन कोशिकाओं में स्व-मरम्मत क्षमता और प्रतिरक्षा-नियमन क्षमता होती है। MSC से स्रावित छोटी बाह्यकोशिकीय पुटिकाएँ (sEVs) कोशिकाओं के बीच संचार में सहायता करती हैं और प्रदाह-प्रतिक्रिया को नियमित करने की क्षमता रखती हैं। विशेष रूप से, अस्थि मज्जा मेसेनकाइमल स्टेम सेल सबसे अधिक अध्ययन की गई MSC हैं और ऐसी स्टेम सेल हैं जिनमें नैदानिक शोध भी आगे बढ़ रहा है।
अध्ययन की विधि
इस अध्ययन में, रीढ़ की हड्डी की चोट से ग्रस्त चूहों को यादृच्छिक रूप से तीन अलग-अलग उपचार समूहों (मानव और चूहे की MSC-sEVs तथा PBS समूह) में विभाजित किया गया, और रीढ़ की हड्डी की चोट के सातवें दिन उपचार दिया गया। गति-संबंधी कार्य की पुनःप्राप्ति और शरीर की वृद्धि का मूल्यांकन रीढ़ की हड्डी की चोट के बाद 70वें दिन तक साप्ताहिक रूप से किया गया। हमने शरीर में sEVs की गति, कोशिकाओं के भीतर sEVs के अंतर्ग्रहण, चोट के स्थान पर मैक्रोफेज के समलक्षणी प्रकार (फेनोटाइप), तथा चोट के स्थान, यकृत और पूरे शरीर में परिसंचरण कर रहे साइटोकाइन स्तरों का भी मूल्यांकन किया।
अध्ययन के परिणाम
अध्ययन के परिणामों ने दर्शाया कि मानव और चूहे दोनों की MSC-sEVs के अंतःशिरा प्रशासन ने रीढ़ की हड्डी की चोट के बाद गति-संबंधी कार्य की पुनःप्राप्ति में सुधार किया और युवा वयस्क रीढ़ की हड्डी की चोट वाले चूहों की सामान्य शारीरिक वृद्धि को बहाल किया।
BBB स्कोर अधिकतम 21 अंक का है। 0 अंक का अर्थ है पूर्ण लकवा; 21 अंक का अर्थ है कोई लकवा नहीं। एक्सोसोम उपचार समूह ने सार्थक रूप से बेहतर गति-संबंधी कार्य पुनःप्राप्ति दर्शाई।
रीढ़ की हड्डी की चोट वाले नियंत्रण चूहे दुबले-पतले हैं (B), जबकि एक्सोसोम उपचार समूह (C; मानव एक्सोसोम, D चूहा एक्सोसोम समूह) ऐसे नहीं हैं।
जब मानव एक्सोसोम अंतःशिरा रूप से दिए गए, तो वे घाव-स्थल के मैक्रोफेज/माइक्रोग्लिया द्वारा चयनात्मक रूप से अंतर्गृहीत हुए।
इन विट्रो (in vitro) प्रयोगों ने दर्शाया कि pH 6 के वातावरण में, वे केवल सक्रिय M2 मैक्रोफेज द्वारा अंतर्गृहीत हुए।
इसके अतिरिक्त, मानव या चूहे की MSC-sEVs के प्रशासन ने M2 मैक्रोफेज के अनुपात को बढ़ाया और चोट के स्थान पर प्रदाह-प्रवर्तक साइटोकाइन ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर-α (TNF-α) तथा इंटरल्यूकिन (IL)-6 के उत्पादन को घटाया।
साथ ही, पूरे शरीर में परिसंचरण कर रहे सीरम में TNF-α और IL-6 के स्तर घटे, तथा यकृत में वृद्धि हार्मोन ग्राही और IGF-1 के उत्पादन स्तर बढ़े। यह भी पुष्ट हुआ कि उपचार समूह में सीरम IGF-1 स्तर सार्थक रूप से बढ़े हुए थे।
IGF-1, Insulin-like Growth Factor 1 का संक्षिप्त रूप है, जो मानव शरीर के भीतर उत्पन्न होने वाला एक प्रकार का हार्मोन है। यह हार्मोन वृद्धि हार्मोन (GH) की क्रिया में सहायता करता है और शरीर की वृद्धि एवं विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
IGF-1 विशेष रूप से अस्थि और मांसपेशी की वृद्धि को बढ़ावा देता है। यह कोशिकाओं की वृद्धि और विभेदन को भी उद्दीप्त करता है और नई कोशिकाओं के निर्माण में सहायता करके शरीर की मरम्मत और पुनर्जनन में योगदान देता है। इसके अतिरिक्त, IGF-1 रक्त शर्करा स्तर के नियमन में भी सम्मिलित है।
हालाँकि, यदि IGF-1 के स्तर उपयुक्त न हों, तो शरीर की वृद्धि और विकास में समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, यदि IGF-1 के स्तर कम हों, तो वृद्धि विलंबित हो सकती है। इसके विपरीत, यदि IGF-1 के स्तर अत्यधिक उच्च हों, तो वे अत्यधिक वृद्धि या अन्य स्वास्थ्य समस्याएँ उत्पन्न कर सकते हैं।
निष्कर्ष
इस अध्ययन के परिणाम संकेत करते हैं कि अंतःशिरा MSC-sEV उपचार प्रणालीगत प्रदाह-प्रवर्तक साइटोकाइन को घटाकर तथा यकृतीय GHR और IGF-1 को बढ़ाकर युवा वयस्क चूहों में रीढ़ की हड्डी की चोट के बाद शरीर की वृद्धि की पुनःप्राप्ति में योगदान दे सकता है। मानव-व्युत्पन्न MSC-sEVs ने, चूहा-व्युत्पन्न MSC-sEVs के समान, कार्यात्मक पुनःप्राप्ति और शरीर की वृद्धि के सामान्यीकरण—दोनों को बढ़ावा देने का प्रभाव डाला। यह संकेत करता है कि युवा चूहों में रीढ़ की हड्डी की चोट के बाद वृद्धि का विच्छेद hMSC-sEV उपचार द्वारा कम किया जा सकता है। इन परिणामों का रीढ़ की हड्डी की चोट वाले रोगियों, विशेष रूप से युवा रीढ़ की हड्डी की चोट वाले रोगियों, जिनमें वृद्धि का विच्छेद अधिक समस्याजनक हो सकता है, के लिए महत्वपूर्ण चिकित्सीय निहितार्थ हैं।