माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए प्रतिलिपी संख्या ट्यूमर वाढ आणि केमोथेरपी जनुक सक्रियतेशी जोडलेली

माइटोकॉन्ड्रिया ही मानवी शरीरातील जवळजवळ प्रत्येक पेशीत आढळणारी सूक्ष्म रचना आहे, आणि ती जीवशास्त्रातील काही सर्वात मूलभूत कामे करतात, विशेषतः ऊर्जा निर्मिती. त्यांना असामान्य बनवणारी गोष्ट म्हणजे ते स्वतःच्या डीएनए रेणूंचा एक छोटा संच धारण करतात, ज्याला माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए किंवा mtDNA म्हणतात, जो पेशी केंद्रकात साठवलेल्या अनुवांशिक सामग्रीपासून वेगळा असतो. ते संक्षिप्त जीनोम माइटोकॉन्ड्रियाला योग्यरित्या कार्य करण्यासाठी आवश्यक आहे. The FEBS Journal मध्ये प्रकाशित झालेल्या नवीन संशोधनानुसार, कर्करोग पेशी वाहून नेणाऱ्या mtDNA चे प्रमाण त्या कर्करोगाची आक्रमकता आणि उपचारांना तो कसा प्रतिसाद देतो याबद्दल महत्त्वाची माहिती देऊ शकते.

"Multi-cancer analysis reveals mtDNA copy number as a key determinant of mutational load and cancer progression" या शीर्षकाच्या अभ्यासात वर्णन केलेल्या या कामात, कर्करोग पेशींमध्ये उपस्थित mtDNA प्रतिलिपींची संख्या आणि अनेक कर्करोग प्रकारांमधील विविध अनुवांशिक व वैद्यकीय वैशिष्ट्ये यांच्यातील संबंध तपासला गेला. एकाच ट्यूमर श्रेणीवर लक्ष केंद्रित करण्याऐवजी, या विश्लेषणाने वेगवेगळ्या कर्करोगांमधील डेटा वापरला, ज्यामुळे संशोधकांना एकाच आजारात नाही तर व्यापकपणे टिकणारे नमुने शोधणे शक्य झाले.

बहु-कर्करोग विश्लेषणाने काय मोजले

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए प्रतिलिपी संख्या म्हणजे पेशीमध्ये माइटोकॉन्ड्रियल जीनोमच्या किती प्रतिलिपी उपस्थित आहेत. माइटोकॉन्ड्रिया हे ऊर्जा निर्मितीचे प्राथमिक स्थान असल्याने, अधिक ऊर्जा आवश्यक असलेल्या पेशी अनेकदा या अंगकांची मोठी लोकसंख्या आणि त्यानुसार अधिक mtDNA प्रतिलिपी राखतात. कर्करोगात, हा संबंध अधिक गुंतागुंतीचा होतो, कारण ट्यूमर वेगवान आणि अनियंत्रित विभाजनाला आधार देण्यासाठी त्यांचे चयापचय पुन्हा कार्यक्रमित करतात.

mtDNA प्रतिलिपी संख्येतील फरक ट्यूमरच्या इतर मोजता येण्याजोग्या गुणधर्मांशी जुळतो का हे निश्चित करण्यासाठी संशोधकांनी प्रयत्न केले. निष्कर्षांनुसार, तो जुळतो. विश्लेषणाने mtDNA प्रतिलिपी संख्या आणि कर्करोग पेशींमधील अनुवांशिक उत्परिवर्तनांच्या व्याप्ती यांच्यातील सहसंबंध ओळखला, ज्यामुळे कर्करोग किती गंभीर होतो हे घडवण्यात माइटोकॉन्ड्रियल डीएनएची भूमिका असू शकते असा संकेत मिळतो. अभ्यासाची मांडणी mtDNA प्रतिलिपी संख्येला कर्करोग प्रकारांमध्ये उत्परिवर्तन भार आणि रोग प्रगतीचा संभाव्य महत्त्वाचा निर्धारक म्हणून स्थान देते.

अशा प्रकारच्या सहसंबंधाचा अर्थ काय आहे हे स्पष्टपणे सांगणे योग्य आहे. निकाल ट्यूमर नमुन्यांमध्ये आढळलेल्या सांख्यिकीय संबंधाचे वर्णन करतात, mtDNA थेट उत्परिवर्तन घडवतो किंवा कर्करोग पुढे नेतो याचा पुरावा नाही. तरीही, अनेक कर्करोगांमध्ये या नमुन्याची सातत्यता हे पुढे तपासण्यायोग्य संकेत बनवते, कारण ते असे शक्यता निर्माण करते की तुलनेने सोपे मापन ट्यूमरच्या मूलभूत जीवशास्त्राबद्दल माहिती देऊ शकते.

उत्परिवर्तन भार आणि कर्करोगाची तीव्रता

उत्परिवर्तन भार, किंवा ट्यूमरने जमा केलेल्या अनुवांशिक बदलांची एकूण संख्या, हे ऑन्कोलॉजीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे सूचक आहे. उच्च भार जीनोमिक अस्थिरता दर्शवू शकतो, आणि ते ट्यूमर कसे वागतात आणि काही उपचारांना कसा प्रतिसाद देतात यावर परिणाम करतात. म्हणून mtDNA प्रतिलिपी संख्या आणि उत्परिवर्तन भार यांतील दुवा संशोधक सामान्यतः स्वतंत्रपणे अभ्यासत असलेल्या दोन जैविक वैशिष्ट्यांना जोडतो.

अभ्यासाचे लेखक सुचवतात की माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए कर्करोगाच्या तीव्रतेवर परिणाम करू शकतो, आणि त्यांनी नोंदवलेला संबंध त्या कल्पनेचा अधिक तपास करण्यासाठी आधार देतो. जर mtDNA प्रतिलिपी संख्या उत्परिवर्तन भार विश्वासार्हपणे प्रतिबिंबित करत असेल, तर ती अखेरीस थेट मोजणे खर्चिक आणि वेळखाऊ असलेल्या वैशिष्ट्यासाठी सुलभ पर्याय म्हणून काम करू शकते.

भरपाईची ओळख

अधिक कुतूहलजनक निरीक्षणांपैकी एक म्हणजे माइटोकॉन्ड्रियल कार्य बिघडल्यावर काय होते याबद्दल. संशोधनात आढळले की mtDNA प्रतिलिपी संख्येतील वाढ कर्करोग पेशींमधील खराब झालेल्या किंवा कार्यक्षमतेने काम न करणाऱ्या माइटोकॉन्ड्रियाच्या भरपाईशी सुसंगत अशी ओळख वाहून नेते. दुसऱ्या शब्दांत, माइटोकॉन्ड्रियल कामगिरी डगमगली की पेशी माइटोकॉन्ड्रियल जीनोमच्या अधिक प्रतिलिपी तयार करून प्रतिसाद देतात असे दिसते, संभवतः ऊर्जा निर्मिती किंवा इतर माइटोकॉन्ड्रियल जबाबदाऱ्या मजबूत करण्याचा मार्ग म्हणून.

हा भरपाईचा नमुना mtDNA प्रतिलिपी संख्या केवळ निरोगी, सुकार्य माइटोकॉन्ड्रियाचा पर्याय का नाही हे स्पष्ट करण्यास मदत करतो. कर्करोगाच्या संदर्भात, उच्च प्रतिलिपी संख्या त्याऐवजी पेशी तणावाखाली असून दोष भरून काढण्याचा प्रयत्न करत आहे असा संकेत देऊ शकते, जे अधिक प्रगत रोग वैशिष्ट्यांशी हे मापन का सहसंबंधित आहे याचे एक कारण असू शकते.

केमोथेरपी प्रतिसाद जनुकांशी दुवे

विश्लेषणाने mtDNA प्रतिलिपी संख्येतील फरक केमोथेरपी प्रतिसादाशी जोडलेल्या जनुकांच्या अभिव्यक्तीतील फरकांशी, तसेच कर्करोग जीवशास्त्राच्या इतर विविध पैलूंशी संबंधित जनुकांशी जोडला. विशेषतः उच्च mtDNA प्रतिलिपी संख्या ट्यूमर वाढ आणि टिकून राहण्यास आधार देणाऱ्या जनुकांच्या अभिव्यक्तीशी संबंधित होती.

या शोधाचा थेट वैद्यकीय महत्त्व आहे. केमोथेरपी कर्करोग उपचारांचा आधारस्तंभ राहिली आहे, तरीही ट्यूमर त्याला कसा प्रतिसाद देतात यात मोठ्या प्रमाणात फरक असतो. जर mtDNA पातळी औषध प्रतिसाद घडवणाऱ्या जनुकांच्या सक्रियतेशी सहसंबंधित असेल, तर ती या परिवर्तनशीलतेचा काही भाग स्पष्ट करण्यास मदत करू शकते आणि कालांतराने उपचार कसे निवडावे किंवा एकत्र करावे याबद्दल माहिती देऊ शकते.

रुग्णाला केमोथेरपीचा फायदा होईल की नाही हे mtDNA प्रतिलिपी संख्या ठरवते असा दावा अभ्यास करत नाही. त्याचे योगदान म्हणजे कर्करोग जीवशास्त्राच्या माइटोकॉन्ड्रियल बाजूच्या सखोल तपासणीसाठी आधार अधिक ठोस करणाऱ्या संबंधांचे दस्तऐवजीकरण करणे.

ऑन्कोलॉजीमध्ये माइटोकॉन्ड्रियाकडे अधिक लक्ष का वळत आहे

वर्षानुवर्षे, कर्करोग संशोधनाने केंद्रकीय डीएनएमधील उत्परिवर्तनांवर मोठ्या प्रमाणात लक्ष केंद्रित केले आहे. माइटोकॉन्ड्रियाकडे अनेकदा सहाय्यक घटक म्हणून पाहिले गेले, चयापचयासाठी महत्त्वाचे पण कर्करोगाच्या अनुवांशिक कथेसाठी गौण. हा अभ्यास त्या दृष्टिकोनातील वाढत्या बदलास हातभार लावतो.

• माइटोकॉन्ड्रिया वाढणाऱ्या ट्यूमर पेशींना आवश्यक असलेली ऊर्जा पुरवतात, ज्यामुळे ते कर्करोग चयापचयासाठी केंद्रस्थानी असतात.
• mtDNA प्रत्येक पेशीत अनेक प्रतिलिपींमध्ये उपस्थित असल्याने, प्रतिलिपी संख्येतील बदल हा मोजता येणारा आणि संभाव्यतः व्यावहारिक संकेत आहे.
• उत्परिवर्तन भाराशी असलेला संबंध माइटोकॉन्ड्रियल जीवशास्त्र जीनोमिक अस्थिरतेशी छेदते असे सुचवतो.
• केमोथेरपी-संबंधित जनुक अभिव्यक्तीशी असलेला दुवा उपचार प्रतिसादातील संभाव्य भूमिकेकडे निर्देश करतो.
• भरपाईची ओळख दर्शवते की mtDNA पातळी केवळ ऊर्जा क्षमता नाही तर पेशीय तणाव प्रतिबिंबित करते.

संशोधक पुढे काय येईल असे सांगतात

या कामाचे संबंधित लेखक, इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी खरगपूरचे रिधिमान धर, पीएच.डी., यांनी निकालांना पुढील चौकशीसाठी प्रारंभबिंदू म्हणून मांडले. धर यांच्या मते, निष्कर्ष mtDNA प्रतिलिपी संख्या आणि कर्करोग प्रगती तसेच उपचार प्रतिसाद या दोन्हींमधील जवळचा संबंध उघड करतात, आणि कर्करोगातील माइटोकॉन्ड्रियाच्या भूमिकेबद्दल सखोल तपासणीसाठी मार्ग मोकळा करू शकतात, ज्यामुळे अखेरीस कर्करोग व्यवस्थापनाच्या नव्या रणनीतींना सक्षम करता येईल.

हा संयत निष्कर्ष आहे. ट्यूमर डेटासेटमध्ये आढळलेल्या संबंधाचे रुग्णांना मदत करणाऱ्या साधनात रूपांतर करण्यासाठी अतिरिक्त संशोधन आवश्यक असेल, ज्यात रोगाच्या कालावधीत mtDNA प्रतिलिपी संख्या कशी बदलते आणि वास्तविक वैद्यकीय परिस्थितीत ती परिणामांशी कशी संबंधित आहे याचा मागोवा घेणारे अभ्यास समाविष्ट आहेत. सध्याच्या पेपरचे मूल्य व्यापक, आंतर-कर्करोग नमुना प्रस्थापित करणे आणि इतर संशोधकांना अनुसरण्यासाठी स्पष्ट दिशा देणे यात आहे.

मुख्य मुद्दे

• माइटोकॉन्ड्रिया स्वतःचा डीएनए, ज्याला mtDNA म्हणतात, धारण करतात, जो त्यांच्या कार्यासाठी आवश्यक आहे.
• The FEBS Journal मधील संशोधनात mtDNA प्रतिलिपी संख्या आणि कर्करोग पेशींमधील उत्परिवर्तनांच्या व्याप्ती यांच्यातील सहसंबंध आढळला.
• वाढत्या mtDNA प्रतिलिपी संख्येने कर्करोग पेशींमधील बिघडलेल्या माइटोकॉन्ड्रियल कार्याच्या भरपाईशी सुसंगत ओळख दर्शवली.
• प्रतिलिपी संख्येतील फरक केमोथेरपी प्रतिसादाशी जोडलेल्या जनुकांच्या अभिव्यक्तीशी संबंधित होता.
• उच्च mtDNA प्रतिलिपी संख्या ट्यूमर वाढ आणि टिकून राहण्यास आधार देणाऱ्या जनुकांच्या सक्रियतेशी जोडलेली होती.
• लेखक म्हणतात की निष्कर्ष नवीन तपासण्यांसाठी आणि अखेरीस कर्करोग व्यवस्थापनाच्या नव्या दृष्टिकोनांसाठी दार उघडू शकतात.

हा लेख Medical Xpress च्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.