वैज्ञानिकों ने T कोशिकाओं को उन ट्यूमर पर हमला करने के लिए इंजीनियर किया जिन्हें वे अनदेखा करना सीख गए हैं

कैंसर में आत्म-सहिष्णुता की समस्या

प्रतिरक्षा प्रणाली कैंसर से लड़ने में एक मौलिक दुविधा का सामना करती है: अधिकांश ट्यूमर शरीर की अपनी कोशिकाओं से उत्पन्न होते हैं, प्रोटीन प्रदर्शित करते हैं जिन्हें प्रतिरक्षा प्रणाली अनदेखा करना सीख गई है। यह सहिष्णुता — एक महत्वपूर्ण सुरक्षा जो स्वप्रतिरक्षी रोग को रोकती है — कैंसर कोशिकाओं द्वारा बेरहमी से दोहन किया जाता है, जो स्व-व्युत्पन्न प्रतिजन प्रस्तुत करते हैं जिन पर T कोशिकाएँ हमला नहीं करेंगी। इस सहिष्णुता को चुनिंदा रूप से तोड़ना, T कोशिकाओं को कैंसर को खत्म करने में सक्षम करना और स्वस्थ ऊतकों को बरकरार रखना, कैंसर इम्यूनोथेरेपी की केंद्रीय चुनौतियों में से एक रहा है।

विज्ञान में प्रकाशित एक नया अध्ययन एक बेहतर दृष्टिकोण का वर्णन करता है: T cell receptor की यांत्रिक गुणों को इंजीनियर करना ताकि जो शोधकर्ता catch-bond इंटरैक्शन कहते हैं उसे ट्यूमर प्रतिजन के साथ बनाया जाए। तकनीक बदलती है कि कैसे T कोशिकाएँ ट्यूमर द्वारा प्रदर्शित स्व-प्रोटीन को पहचानती और प्रतिक्रिया देती हैं।

Catch-Bond इंजीनियरिंग क्या है

अधिकांश आणविक बंधन यांत्रिक बल के अधीन कमजोर पड़ जाते हैं — यह एक slip-bond का व्यवहार है। Catch-bonds प्रतिकूल हैं: वे तनाव के तहत वास्तव में मजबूत होते हैं। यह घटना पहली बार बैक्टीरियल आसंजन अणुओं में खोजी गई थी और तब से जैविक प्रणालियों की एक श्रृंखला में पाई गई है जहां कोशिकाओं को कतरनी तनाव के तहत पकड़ बनाए रखने की आवश्यकता होती है।

T cell receptors स्वाभाविक रूप से कुछ प्रतिजन के साथ catch-bonds बनाते हैं प्रतिरक्षा निगरानी के दौरान — खिंचाव बल जो T कोशिकाओं के रूप में उत्पन्न होता है ऊतकों में गश्त करते हैं वास्तव में उन्हें मजबूत और कमजोर बाध्यकारी लक्ष्यों के बीच भेद करने में मदद करता है। शोधकर्ताओं ने अब TCRs को कम-आत्मीयता स्व-प्रतिजन के साथ catch-bonds बनाने के लिए इंजीनियर किया है, जो प्रकार हैं जो ट्यूमर कोशिकाएँ प्रदर्शित करते हैं और सामान्य T कोशिकाएँ अन्यथा अनदेखा कर देंगी।

Key amino acid अवशेषों को संशोधित करके receptor में जो इसकी यांत्रिक प्रतिक्रिया को बल के अनुकूल करते हैं, दल ने TCRs बनाए हैं जो अधिक यांत्रिक बल लागू होने पर ट्यूमर प्रतिजन को अधिक दृढ़ता से बांधते हैं। यह एक अंतर्निहित मजबूत प्रारंभिक बंधन घटना की आवश्यकता नहीं है — जो स्वप्रतिरक्षी सक्रिय कर सकता है — बल्कि T cell की भौतिक पर्यावरण को target cell सम्मिलित करने के लिए receptor की प्रतिक्रिया को बदलता है।

Autoimmunity ट्रिगर किए बिना सहिष्णुता को अभिभूत करना

Catch-bond दृष्टिकोण की सुंदरता इसकी चयनात्मकता है। क्योंकि बढ़ी हुई बंधन केवल यांत्रिक तनाव के तहत होती है — जो प्रकार की गई जाती है जब एक T cell सक्रिय रूप से एक लक्ष्य पर खींच रहा है — यह एक वास्तविक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के पूर्ण सम्मिलन अनुक्रम की आवश्यकता है, केवल परिसंचारी एक स्व-प्रतिजन के साथ निष्क्रिय मुठभेड़ नहीं। यह जोखिम को कम करता है कि इंजीनियर T कोशिकाएँ एक ही स्व-प्रोटीन व्यक्त करने वाले स्वस्थ ऊतकों पर हमला करेंगी।

प्रयोगशाला परीक्षणों ने दिखाया कि कम-आत्मीयता स्व-प्रतिजन व्यक्त करने वाली ट्यूमर कोशिकाओं को खत्म करने में सक्षम इंजीनियर catch-bond receptors से सुसज्जित T कोशिकाएँ सामान्य कोशिकाओं के खिलाफ काफी कम प्रतिक्रिया प्रदर्शित कर सकती हैं जो एक ही प्रोटीन व्यक्त करते हैं। भेदभाव पूर्ण नहीं है, और दल अवशिष्ट स्वप्रतिरक्षी जोखिम को स्वीकार करता है जिसे आगे के अध्ययनों में विशेषता करने की आवश्यकता होगी — लेकिन सिद्धांत मान्य है।

कैंसर इम्यूनोथेरेपी के लिए प्रभाव

वर्तमान कैंसर इम्यूनोथेरेपी महत्वपूर्ण सीमाओं का सामना करती हैं। CAR-T cell चिकित्सा को पहचाने गए और लक्षित कैंसर प्रतिजन की आवश्यकता है जो स्वस्थ ऊतकों पर मौजूद नहीं हैं — एक आवश्यकता जो अधिकांश ठोस ट्यूमर को नियम से बाहर करती है। Checkpoint inhibitors मौजूदा T cell प्रतिक्रियाओं पर ब्रेक हटाकर काम करते हैं लेकिन वह प्रतिक्रियाएँ बना नहीं सकते हैं जहां सहिष्णुता उन्हें पूरी तरह से चुप्पी दे गई है।

Catch-bond इंजीनियरिंग इन बाधाओं से परे एक संभावित मार्ग प्रदान करता है। यदि दृष्टिकोण को ठोस प्रतिजन की व्यापक कक्षा पर लागू किया जा सकता है जो ठोस ट्यूमर अधिक व्यक्त करते हैं — MUC1, HER2, और survivin जैसे प्रोटीन कई सामान्य कैंसर में मौजूद — यह ट्यूमर प्रकारों के लिए इम्यूनोथेरेपी को सक्षम कर सकता है जिनके पास वर्तमान में कोई प्रभावी लक्षित विकल्प नहीं है। शोध प्रयोगशाला चरण में है, mouse model प्रयोगों के साथ अवधारणा का प्रमाण दे रहा है, लेकिन यह कैंसर के खिलाफ प्रतिरक्षा प्रणाली को harness करने के दशकों पहले प्रयास में एक सच्चा नई दिशा का प्रतिनिधित्व करता है।

यह लेख विज्ञान (AAAS) द्वारा रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.