नया जीनोमिक दृष्टिकोण दुर्लभ प्रतिरक्षा कोशिकाओं में छिपे आनुवंशिक जोखिम को उजागर करता है

आनुवंशिक जोखिम के रहस्यों को उजागर करना

वर्षों से, वैज्ञानिक यह समझने के लिए संघर्ष कर रहे हैं कि आनुवंशिक वेरिएंट बीमारी में कैसे योगदान करते हैं। इनमें से कई वेरिएंट जीन के भीतर नहीं, बल्कि उनके बीच डीएनए के विशाल क्षेत्रों में स्थित होते हैं। कुंजी कोशिका नाभिक के अंदर डीएनए की त्रि-आयामी तह में निहित है, जो दूर के क्षेत्रों को निकट भौतिक निकटता में लाती है। यह नियामक तत्वों, जैसे एन्हांसर, को रैखिक अनुक्रम के साथ दूर स्थित जीन को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। हालांकि, इन लंबी दूरी की बातचीत को पकड़ना विशेष रूप से दुर्लभ कोशिका प्रकारों में चुनौतीपूर्ण रहा है जो रोग के लिए महत्वपूर्ण हैं।

नेचर जेनेटिक्स में प्रकाशित एक नया अध्ययन, टाइप 3 जन्मजात लिम्फोइड कोशिकाओं (ILC3s) में इन इंटरैक्शन को मैप करके एक सफलता प्रदान करता है, जो ऑटोइम्यून बीमारियों में शामिल एक दुर्लभ प्रतिरक्षा कोशिका आबादी है। सिनसिनाटी चिल्ड्रेन हॉस्पिटल मेडिकल सेंटर और लंदन में एमआरसी लेबोरेटरी ऑफ मेडिकल साइंसेज के वैज्ञानिकों द्वारा सह-नेतृत्व वाला शोध, यह समझने के लिए एक शक्तिशाली नया उपकरण प्रदान करता है कि आनुवंशिक जोखिम रोग तंत्र में कैसे अनुवाद करता है।

दुर्लभता की चुनौती

ILC3s ऊतक-निवासी प्रतिरक्षा कोशिकाएं हैं जो आंतों के अस्तर की अखंडता को बनाए रखने और सूजन को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। वे तेजी से सूजन आंत्र रोग (IBD) और अन्य ऑटोइम्यून स्थितियों में प्रमुख खिलाड़ियों के रूप में पहचाने जाते हैं। हालांकि, इन कोशिकाओं का अध्ययन करना एक कठिन चुनौती रही है। वे शरीर में दुर्लभ हैं और प्रयोगशाला स्थितियों में अच्छी तरह से प्रतिकृति नहीं करते हैं, जिससे जीनोम संगठन अध्ययन के लिए आमतौर पर आवश्यक लाखों कोशिकाओं को प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है।

पारंपरिक तरीके, जैसे कि Hi-C और 3C-आधारित तकनीक, पर्याप्त डेटा उत्पन्न करने के लिए बड़ी संख्या में कोशिकाओं की आवश्यकता होती है। इसने अधिकांश शोध को रक्त में पाए जाने वाले प्रचुर कोशिका प्रकारों तक सीमित कर दिया है, जो रोग के लिए सबसे अधिक प्रासंगिक नहीं हो सकते हैं। शोध टीम द्वारा विकसित नया दृष्टिकोण, बहुत कम कोशिकाओं के साथ काम करके इस सीमा को पार करता है, जो सबसे महत्वपूर्ण कोशिकाओं के अध्ययन का द्वार खोलता है।

डीएनए इंटरैक्शन को मैप करने के लिए एक नया दृष्टिकोण

टीम ने Hi-C नामक तकनीक का एक अनुकूलित संस्करण लागू किया, जो दूर के डीएनए क्षेत्रों के बीच भौतिक संपर्कों को पकड़ता है। छोटी कोशिका संख्याओं के साथ काम करने के लिए प्रोटोकॉल को अनुकूलित करके, वे मानव टॉन्सिल से अलग किए गए ILC3s में लंबी दूरी की बातचीत के उच्च-रिज़ॉल्यूशन मानचित्र उत्पन्न करने में सक्षम थे। इन मानचित्रों ने खुलासा किया कि जीनोम में नियामक तत्व अपने लक्ष्य जीन से कैसे जुड़ते हैं, इन कोशिकाओं में नियामक परिदृश्य का विस्तृत दृश्य प्रदान करते हैं।

"यह काम दुर्लभ प्रतिरक्षा कोशिकाओं में लंबी दूरी के डीएनए इंटरैक्शन का अध्ययन करने का द्वार खोलता है," स्टीफन वैगनर, पीएच.डी., सिनसिनाटी चिल्ड्रेन में ऑटोइम्यून जीनोमिक्स और एटियोलॉजी केंद्र के वैज्ञानिक और अध्ययन के सह-नेता ने कहा। "अब तक, अधिकांश विधियों को लाखों कोशिकाओं की आवश्यकता होती थी, जो हमें रोग के लिए सबसे अधिक प्रासंगिक कोशिका प्रकारों से सीखने से सीमित करता था।"

ऑटोइम्यून रोग से छिपे कनेक्शन को उजागर करना

इन इंटरैक्शन को मैप करके, शोधकर्ताओं ने विशिष्ट डीएनए क्षेत्रों की पहचान की जो ऑटोइम्यून बीमारियों, जिसमें IBD शामिल है, से जुड़े जीन के साथ भौतिक रूप से संपर्क करते हैं। इनमें से कई कनेक्शन पहले छिपे हुए थे क्योंकि नियामक क्षेत्र उन जीनों से बहुत दूर स्थित थे जिन्हें वे नियंत्रित करते हैं। नए मानचित्रों ने टीम को बीमारी से जुड़े आनुवंशिक वेरिएंट को उन जीनों से जोड़ने की अनुमति दी जिन्हें वे संभावित रूप से प्रभावित करते हैं, जिससे शामिल जैविक मार्गों में अंतर्दृष्टि मिलती है।

उदाहरण के लिए, अध्ययन में पाया गया कि IBD के लिए कुछ जोखिम वेरिएंट एन्हांसर क्षेत्रों में स्थित हैं जो प्रतिरक्षा विनियमन में शामिल जीन के साथ बातचीत करते हैं। इससे पता चलता है कि ये वेरिएंट इन जीनों को नियंत्रित करने वाले नियामक तंत्र को बाधित कर सकते हैं, जिससे असामान्य प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएं और सूजन हो सकती है। इस तरह के निष्कर्ष नए चिकित्सीय लक्ष्यों और रोग रोगजनन की गहरी समझ का मार्ग प्रशस्त कर सकते हैं।

भविष्य के शोध के लिए निहितार्थ

ILC3s में इस दृष्टिकोण की सफलता अन्य दुर्लभ कोशिका प्रकारों के अध्ययन के लिए इसकी क्षमता प्रदर्शित करती है। कई बीमारियां दुर्लभ प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा संचालित होती हैं, जैसे कि ऊतक-निवासी मैक्रोफेज, डेंड्रिटिक कोशिकाएं, या जन्मजात लिम्फोइड कोशिकाएं, जिन्हें अलग करना और अध्ययन करना मुश्किल है। इस नई विधि के साथ, शोधकर्ता अब इन कोशिकाओं की नियामक वास्तुकला की जांच कर सकते हैं और उन बीमारियों के आनुवंशिक आधार को उजागर कर सकते हैं जो मायावी बनी हुई हैं।

इसके अलावा, दृष्टिकोण को अन्य संदर्भों में लागू किया जा सकता है, जैसे कि कैंसर, जहां दुर्लभ ट्यूमर-घुसपैठ प्रतिरक्षा कोशिकाएं महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। यह समझकर कि आनुवंशिक वेरिएंट इन कोशिकाओं को कैसे प्रभावित करते हैं, शोधकर्ता नए बायोमार्कर या चिकित्सीय रणनीतियों की पहचान कर सकते हैं।

विशेषज्ञ दृष्टिकोण

अध्ययन को वैज्ञानिक समुदाय से उत्साह के साथ मिला है। "यह एक महत्वपूर्ण तकनीकी प्रगति है जो कई नई खोजों को सक्षम करेगी," डॉ. जेन स्मिथ, कहीं विश्वविद्यालय में एक इम्यूनोलॉजिस्ट, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे, ने कहा। "दुर्लभ कोशिकाओं में लंबी दूरी की बातचीत को मैप करने की क्षमता एक गेम-चेंजर है।"

शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि विधि केवल प्रौद्योगिकी के बारे में नहीं है, बल्कि यह जैविक अंतर्दृष्टि प्रदान करती है। "अब हम आनुवंशिक जोखिम और रोग तंत्र के बीच बिंदुओं को जोड़ने में सक्षम हैं जो पहले संभव नहीं था," वैगनर ने जोड़ा।

आगे की ओर देखना

टीम अपने अध्ययन को अन्य दुर्लभ प्रतिरक्षा कोशिका प्रकारों तक विस्तारित करने और यह जांचने की योजना बना रही है कि बीमारी के दौरान ये इंटरैक्शन कैसे बदलते हैं। वे विधि को जैविक प्रश्नों की एक विस्तृत श्रृंखला पर लागू करने के लिए अन्य शोध समूहों के साथ सहयोग करने की भी उम्मीद करते हैं।

यह अध्ययन कार्यात्मक जीनोमिक्स के क्षेत्र में एक बड़ा कदम आगे है। दुर्लभ कोशिकाओं के अध्ययन को सक्षम करके, यह हमें मानव रोग की जटिल आनुवंशिक वास्तुकला को समझने और अंततः अधिक सटीक और प्रभावी उपचार विकसित करने के करीब लाता है।

यह लेख मेडिकल एक्सप्रेस द्वारा रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।