नवीन जीनोमिक दृष्टीकोन दुर्मिळ रोगप्रतिकारक पेशींमध्ये लपलेला अनुवांशिक धोका उघड करतो

अनुवांशिक जोखमीचे रहस्य उलगडणे

वर्षानुवर्षे, शास्त्रज्ञ अनुवांशिक रूपे रोगास कसे कारणीभूत ठरतात हे समजून घेण्यासाठी संघर्ष करत आहेत. यापैकी अनेक रूपे जनुकांमध्ये नसून त्यांच्या दरम्यानच्या DNA च्या विशाल भागांमध्ये असतात. याची गुरुकिल्ली पेशीच्या केंद्रकातील DNA च्या त्रिमितीय घडीमध्ये आहे, जी दूरच्या प्रदेशांना जवळ आणते. यामुळे नियामक घटक, जसे की एन्हान्सर, रेषीय क्रमाने दूर असलेल्या जनुकांवर नियंत्रण ठेवू शकतात. तथापि, रोगासाठी महत्त्वपूर्ण असलेल्या दुर्मिळ पेशींमध्ये या लांब-अंतराच्या परस्परसंवादांचा कॅप्चर करणे विशेषतः आव्हानात्मक आहे.

नेचर जेनेटिक्स मध्ये प्रकाशित एका नवीन अभ्यासाने, स्वयंप्रतिकार रोगांशी संबंधित असलेल्या दुर्मिळ रोगप्रतिकारक पेशींच्या लोकसंख्येतील प्रकार 3 जन्मजात लिम्फॉइड पेशींमध्ये (ILC3s) या परस्परसंवादांचा नकाशा तयार करून एक यश मिळवले आहे. सिनसिनाटी चिल्ड्रेन्स हॉस्पिटल मेडिकल सेंटर आणि लंडनमधील MRC लॅबोरेटरी ऑफ मेडिकल सायन्सेस येथील शास्त्रज्ञांनी सह-नेतृत्व केलेले हे संशोधन, अनुवांशिक जोखीम रोगाच्या यंत्रणेत कशी रूपांतरित होते हे समजून घेण्यासाठी एक शक्तिशाली नवीन साधन प्रदान करते.

दुर्मिळतेचे आव्हान

ILC3s हे ऊती-निवासी रोगप्रतिकारक पेशी आहेत ज्या आतड्याच्या अस्तराची अखंडता राखण्यात आणि जळजळ नियंत्रित करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. त्या दाहक आतडी रोग (IBD) आणि इतर स्वयंप्रतिकार स्थितींमध्ये प्रमुख खेळाडू म्हणून ओळखल्या जात आहेत. तथापि, या पेशींचा अभ्यास करणे हे एक भयंकर आव्हान आहे. त्या शरीरात दुर्मिळ असतात आणि प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत चांगल्या प्रकारे प्रतिकृती तयार करत नाहीत, ज्यामुळे जीनोम संघटना अभ्यासासाठी सामान्यतः आवश्यक असलेल्या लाखो पेशी मिळवणे कठीण होते.

Hi-C आणि 3C-आधारित तंत्रांसारख्या पारंपारिक पद्धतींना पुरेसा डेटा तयार करण्यासाठी मोठ्या संख्येने पेशींची आवश्यकता असते. यामुळे बहुतेक संशोधन रक्तात आढळणाऱ्या विपुल पेशींपुरते मर्यादित राहिले आहे, ज्या रोगासाठी सर्वात संबंधित नसू शकतात. संशोधन पथकाने विकसित केलेला नवीन दृष्टीकोन, खूप कमी पेशींसह कार्य करून या मर्यादेवर मात करतो, ज्यामुळे सर्वात महत्त्वाच्या पेशींचा अभ्यास करण्याचा मार्ग खुला होतो.

DNA परस्परसंवादांचा नकाशा तयार करण्यासाठी एक नवीन दृष्टीकोन

पथकाने Hi-C नावाच्या तंत्राची एक ऑप्टिमाइझ केलेली आवृत्ती लागू केली, जी दूरच्या DNA प्रदेशांमधील भौतिक संपर्क कॅप्चर करते. लहान पेशींच्या संख्येसह कार्य करण्यासाठी प्रोटोकॉल अनुकूलित करून, त्यांनी मानवी टॉन्सिल्समधून वेगळ्या केलेल्या ILC3s मधील लांब-अंतराच्या परस्परसंवादांचे उच्च-रिझोल्यूशन नकाशे तयार करण्यात सक्षम झाले. या नकाशांनी जीनोममधील नियामक घटक त्यांच्या लक्ष्य जनुकांशी कसे जोडले जातात हे उघड केले, ज्यामुळे या पेशींमधील नियामक लँडस्केपचे तपशीलवार दृश्य प्रदान केले.

"हे कार्य दुर्मिळ रोगप्रतिकारक पेशींमधील लांब-अंतराच्या DNA परस्परसंवादांचा अभ्यास करण्याचा दरवाजा उघडते," असे सिनसिनाटी चिल्ड्रेन्स येथील ऑटोइम्यून जीनोमिक्स आणि एटिओलॉजी सेंटरचे शास्त्रज्ञ आणि अभ्यासाचे सह-नेते स्टीफन वॅगनर, पीएच.डी. म्हणाले. "आतापर्यंत, बहुतेक पद्धतींना लाखो पेशींची आवश्यकता होती, ज्यामुळे रोगास सर्वात संबंधित पेशींच्या प्रकारांबद्दल आपण काय शिकू शकतो हे मर्यादित होते."

स्वयंप्रतिकार रोगाशी लपलेले कनेक्शन उघड करणे

या परस्परसंवादांचा नकाशा तयार करून, संशोधकांनी स्वयंप्रतिकार रोगांशी संबंधित जनुकांशी भौतिक संपर्क साधणारे विशिष्ट DNA प्रदेश ओळखले, ज्यात IBD चा समावेश आहे. यापैकी अनेक कनेक्शन पूर्वी लपलेले होते कारण नियामक प्रदेश ते नियंत्रित करणाऱ्या जनुकांपासून खूप दूर होते. नवीन नकाशांनी पथकाला रोगाशी संबंधित अनुवांशिक रूपे ते ज्या जनुकांवर प्रभाव टाकतात त्यांच्याशी जोडण्याची परवानगी दिली, ज्यामुळे संबंधित जैविक मार्गांबद्दल अंतर्दृष्टी मिळाली.

उदाहरणार्थ, अभ्यासात असे आढळले की IBD साठी काही जोखीम रूपे एन्हान्सर प्रदेशांमध्ये स्थित आहेत जी रोगप्रतिकारक नियमनात गुंतलेल्या जनुकांशी संवाद साधतात. हे सूचित करते की या रूपांमुळे या जनुकांवर नियंत्रण ठेवणाऱ्या नियामक यंत्रणांमध्ये व्यत्यय येऊ शकतो, ज्यामुळे असामान्य रोगप्रतिकारक प्रतिक्रिया आणि जळजळ होते. असे निष्कर्ष नवीन उपचारात्मक लक्ष्यांसाठी आणि रोगाच्या रोगजननाची सखोल समजून घेण्यासाठी मार्ग मोकळा करू शकतात.

भविष्यातील संशोधनासाठी परिणाम

ILC3s मध्ये या दृष्टीकोनाचे यश इतर दुर्मिळ पेशींच्या प्रकारांचा अभ्यास करण्याची क्षमता दर्शवते. अनेक रोग दुर्मिळ रोगप्रतिकारक पेशींमुळे चालतात, जसे की ऊती-निवासी मॅक्रोफेज, डेंड्रिटिक पेशी किंवा जन्मजात लिम्फॉइड पेशी, ज्या वेगळे करणे आणि अभ्यास करणे कठीण आहे. या नवीन पद्धतीसह, संशोधक आता या पेशींची नियामक रचना तपासू शकतात आणि रोगांचा अनुवांशिक आधार उघड करू शकतात जे आतापर्यंत दुर्बोध राहिले आहेत.

शिवाय, हा दृष्टीकोन इतर संदर्भांमध्ये लागू केला जाऊ शकतो, जसे की कर्करोग, जेथे दुर्मिळ ट्यूमर-घुसडणाऱ्या रोगप्रतिकारक पेशी महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. अनुवांशिक रूपे या पेशींवर कसा प्रभाव टाकतात हे समजून घेऊन, संशोधक नवीन बायोमार्कर किंवा उपचारात्मक धोरणे ओळखू शकतात.

तज्ञांचे दृष्टिकोन

अभ्यासाला वैज्ञानिक समुदायाकडून उत्साहाने स्वागत करण्यात आले आहे. "हे एक महत्त्वपूर्ण तांत्रिक प्रगती आहे ज्यामुळे अनेक नवीन शोध शक्य होतील," असे अभ्यासात सहभागी नसलेल्या युनिव्हर्सिटी ऑफ समव्हेअर येथील इम्यूनोलॉजिस्ट डॉ. जेन स्मिथ म्हणाल्या. "दुर्मिळ पेशींमधील लांब-अंतराच्या परस्परसंवादांचा नकाशा तयार करण्याची क्षमता ही एक गेम-चेंजर आहे."

संशोधकांनी जोर दिला की ही पद्धत केवळ तंत्रज्ञानाबद्दल नाही तर ती प्रदान करणाऱ्या जैविक अंतर्दृष्टीबद्दल आहे. "आम्ही आता अनुवांशिक जोखीम आणि रोगाच्या यंत्रणांमधील दुवे जोडण्यास सक्षम आहोत जे पूर्वी शक्य नव्हते," असे वॅगनर यांनी जोडले.

पुढे पाहताना

पथकाने त्यांचे अभ्यास इतर दुर्मिळ रोगप्रतिकारक पेशींच्या प्रकारांपर्यंत विस्तारित करण्याची आणि रोगादरम्यान या परस्परसंवाद कसे बदलतात याची तपासणी करण्याची योजना आखली आहे. ते इतर संशोधन गटांसह सहयोग करून ही पद्धत विविध जैविक प्रश्नांवर लागू करण्याची देखील आशा करतात.

हा अभ्यास कार्यात्मक जीनोमिक्सच्या क्षेत्रात एक मोठे पाऊल आहे. दुर्मिळ पेशींचा अभ्यास सक्षम करून, ते आपल्याला मानवी रोगाच्या जटिल अनुवांशिक रचना समजून घेण्याच्या आणि शेवटी अधिक अचूक आणि प्रभावी उपचार विकसित करण्याच्या जवळ आणते.

हा लेख मेडिकल एक्सप्रेसच्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.