सामायिक पुनर्जनन जीन अवयवांच्या पुनर्वाढीवरील संशोधनाला पुढे नेत आहेत

प्रजातींमधील जीन अभ्यास एका सामान्य पुनर्जनन कार्यक्रमाकडे निर्देश करतो

खूप भिन्न अशा तीन प्राण्यांचा अभ्यास करणाऱ्या वैज्ञानिकांनी पुनर्जननाशी संबंधित जीनांचा एक सामायिक संच ओळखला आहे. हा शोध मानवांमध्ये गुंतागुंतीची ऊते दुरुस्त करण्यासाठी किंवा अगदी पुन्हा वाढवण्यासाठी उपचार शोधण्याच्या दीर्घ प्रयत्नांना अधिक अचूक दिशा देऊ शकतो. अ‍ॅक्सोलोटल्स, झेब्राफिश आणि उंदीर यांच्यातील सहयोगातून वर्णन केलेल्या या कामात SP जीन्स म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या जीनांच्या गटावर लक्ष केंद्रित करण्यात आले आहे. स्रोत मजकुरानुसार, ही जीन्स निष्क्रिय केल्याने सॅलमँडर्स आणि उंदरांमध्ये योग्य हाडांची पुनर्वाढ बिघडली, तर झेब्राफिशच्या जीवशास्त्रावर आधारित जीन-थेरपी दृष्टिकोनाने उंदरांमध्ये पुनर्जनन अंशतः पूर्ववत केले.

याचा अर्थ मानवी अवयवांची पुनर्वाढ लवकरच शक्य होईल, असा नाही. मात्र, यामुळे हा क्षेत्र वेगवेगळ्या प्राणी मॉडेल्सना स्वतंत्र प्रकरणे म्हणून पाहणाऱ्या विभागलेला दृष्टिकोन सोडून पुढे जात आहे. त्याऐवजी, संशोधकांचा युक्तिवाद असा आहे की प्रजातींमध्ये पुनर्जननाला आधार देणारा अधिक सार्वत्रिक आनुवंशिक कार्यक्रम असू शकतो. हा एक महत्त्वाचा बदल आहे, कारण पुनर्जनन वैद्यकशास्त्राला बराच काळ एका मूलभूत समस्येला सामोरे जावे लागले आहे: काही प्राणी आश्चर्यकारक कार्यक्षमतेने गुंतागुंतीच्या रचना पुन्हा वाढवतात, तर सस्तन प्राण्यांची दुरुस्ती क्षमता मर्यादित असते. सामायिक यंत्रणा शोधल्यामुळे हा फरक चाचणीयोग्य स्वरूपात बदलतो.

या अभ्यासात पुनर्जनन संशोधनात वारंवार वापरल्या जाणाऱ्या तीन जीवांच्या बलस्थानांचा आधार घेण्यात आला. अ‍ॅक्सोलोटल्स संपूर्ण अवयव आणि इतर ऊते पुन्हा वाढवू शकतात. झेब्राफिश पंखांच्या पुनर्जननासाठी आणि व्यापक ऊतक-दुरुस्तीसाठी मोठ्या प्रमाणावर अभ्यासले जातात. उंदीर मोठ्या प्रमाणावर पुनर्वाढ करण्यात खूपच कमी सक्षम असले, तरी सस्तन प्राण्यांच्या जीवशास्त्राशी जोडणारा महत्त्वाचा दुवा देतात. या प्रणालींची तुलना करून संशोधकांचे उद्दिष्ट केवळ एखाद्या प्रजातीसाठी काय वैशिष्ट्यपूर्ण आहे हे शोधणे नव्हते, तर काय घटक त्यांच्यामध्ये कायम राहतात हे ओळखणे होते.

SP जीन्स विशेष का ठरतात

स्रोत मजकुरात SP जीन्सना पुनर्जनन प्रक्रियेतील केंद्रीय घटक म्हणून वर्णन केले आहे. प्रत्यक्षात, हा निष्कर्ष महत्त्वाचा आहे कारण तो एका गुंतागुंतीच्या जैविक परिणामाला विशिष्ट आनुवंशिक कार्यक्रमाशी जोडतो, ज्यात प्रयोगशाळेत बदल करता येऊ शकतो. जीन्स निष्क्रिय केल्यावर सॅलमँडर्स आणि उंदरांमध्ये योग्य हाडांची पुनर्वाढ थांबली. अशा प्रकारचा loss-of-function पुरावा केवळ सहसंबंधापेक्षा अधिक प्रभावी ठरतो, कारण तो जीन्स पुनर्जननाच्या वेळी फक्त उपस्थित नसून त्यासाठी आवश्यक आहेत, असे सूचित करतो.

त्यानंतर संशोधकांनी पुढील पाऊल उचलून झेब्राफिशच्या जीवशास्त्रावर आधारित थेरपी उंदरांमध्ये त्या हरवलेल्या कार्यक्षमतेचा काही भाग परत मिळवू शकते का, हे तपासले. नोंदवलेला परिणाम म्हणजे पुनर्जननाची अंशतः पुनर्स्थापना. हा मर्यादित, पण महत्त्वाचा निष्कर्ष आहे. अंशतः पुनर्स्थापना म्हणजे पूर्ण अवयव-प्रतिस्थापन नाही, आणि स्रोत याहून व्यापक दावे समर्थित करत नाही. पण पुनर्जनन वैद्यकशास्त्रात, टप्प्याटप्प्याने होणारी प्रगती महत्त्वाची असते, कारण ती जैविक कार्यक्रम फक्त पाहिला जात नसून त्यात बदलही घडवता येतो, हे दाखवते.

या कामामध्ये रूपांतरक्षमतेचा तर्कही आहे. जर सामायिक पुनर्जनन जीन्स प्रजातींमध्ये ओळखता आले, आणि जर हे कार्यक्रम सस्तन प्राण्यांमध्ये सक्रिय करता आले, तर भविष्यातील उपचार हरवलेल्या ऊतींच्या जागी जिवंत दुरुस्तीचा वापर करण्याकडे वळू शकतात; केवळ कृत्रिम अवयवांवर किंवा स्थिर पुनर्रचनेवर अवलंबून राहावे लागणार नाही. हा अभ्यास अजून त्या टप्प्यापासून खूप दूर आहे, पण वैज्ञानिकदृष्ट्या आकर्षक आणि वैद्यकीयदृष्ट्या कठीण असलेल्या मार्गाला तो अधिक बळकटी देतो.

मोठी अपूर्ण गरज

या संशोधनाकडे इतके लक्ष का वेधले जाते, हे संदर्भातून स्पष्ट होते. स्रोत मजकुरात दरवर्षी जगभरात 1 दशलक्षांहून अधिक अवयव-विच्छेदनांची नोंद असल्याचे म्हटले आहे, ज्यामागे मधुमेहाशी संबंधित रक्तवाहिन्यांचे विकार, आघातजन्य दुखापत, संसर्ग आणि कर्करोग ही कारणे आहेत. लोकसंख्या वृद्ध होत गेली आणि मधुमेह अधिक सामान्य झाला, तर ही भारता वाढेल, अशी अपेक्षा व्यक्त करण्यात आली आहे. अनेक रुग्णांसाठी सध्याचा उपचार कृत्रिम अवयव आणि पुनर्वसनावर केंद्रित असतो, हरवलेल्या रचनांची जैविक पुनर्स्थापना त्यात नसते.

या दरीमुळे पुनर्जनन वैद्यकशास्त्रात दशकानुदशकांची रुची निर्माण झाली आहे. आव्हान असे आहे की अवयव किंवा बोट पुन्हा वाढवणे म्हणजे केवळ जखम बंद करणे किंवा हाडांना चालना देणे एवढे नसते. त्यासाठी हाडे, संयोजी ऊतक, रक्तवाहिन्या, नस आणि ऊतींना काय बनायचे आणि कुठे तयार व्हायचे हे सांगणारे patterning cues यांचे समन्वयित पुनर्निर्माण आवश्यक असते. सामायिक आनुवंशिक कार्यक्रम या सर्व समस्या सोडवत नाही, पण पुनर्जनन कसे सुरू होते आणि टिकवले जाते हे समजून घेण्यासाठी तो एक चौकट देतो.

या अभ्यासाची सहयोगात्मक रचनाही उल्लेखनीय आहे. सॅलमँडर, मासे आणि उंदीर यांच्या जीवशास्त्राला वेगळ्या कप्प्यांत ठेवण्याऐवजी, संशोधकांनी त्या जीवांमधील फरकांचा वापर खोल सामायिक घटक शोधण्यासाठी केला. अशा तुलनात्मक दृष्टिकोनाचे महत्त्व वाढत जाऊ शकते, कारण एकेरी मॉडेल सिस्टम्स कधी कधी ठळक निष्कर्ष देतात, पण ते प्रत्यक्षात रूपांतरित करणे अवघड ठरते.

हे निष्कर्ष काय दाखवतात आणि काय दाखवत नाहीत

सर्वात मजबूत समर्थित दावा असा आहे की SP जीन्स अनेक प्राणी पुनर्जनन मॉडेल्समध्ये महत्त्वाच्या दिसतात, आणि त्यात बदल केल्यास परिणाम बदलतो. पुढील प्रगती अशी की झेब्राफिश-प्रेरित जीन थेरपीने उंदरांमध्ये पुनर्जनन क्षमता अंशतः पूर्ववत केली. हे महत्त्वाचे निष्कर्ष आहेत, कारण ते शोध आणि हस्तक्षेप यांचे संयोजन करतात.

त्याच वेळी, सावधगिरी आवश्यक आहे. स्रोत मजकूर या कामाला भविष्यातील उपचारांकडे मोठे पाऊल म्हणून मांडतो, पण लोकांसाठी जवळच्या काळातील थेरपी म्हणून नाही. येथे असा दावा नाही की मानवी अवयव आता पुन्हा वाढवता येतील, किंवा क्लिनिकल वापरासाठी तयार प्रोटोकॉल उपलब्ध आहे. वैद्यकशास्त्रात रूपांतर करण्यासाठी व्यापक पडताळणी, सुरक्षितता चाचण्या आणि अशा जीन कार्यक्रमांचे मानवी ऊतकांमध्ये कसे कार्य करतात याचे अधिक स्पष्ट आकलन आवश्यक असेल.

तरीही, हा अभ्यास क्षेत्राला अत्यंत गरजेची गोष्ट देतो: पुनर्जनन हे केवळ प्रजाती-विशिष्ट अपवादांऐवजी सामायिक जैविक सूचनांनी नियंत्रित होते, यावर विश्वास ठेवण्यासाठी ठोस आधार. ही कल्पना पुढेही टिकून राहिली, तर ती संशोधनाला सस्तन प्राण्यांमध्ये सुप्त दुरुस्ती क्षमता सक्रिय करणाऱ्या हस्तक्षेपांकडे वळवू शकते. आत्तासाठी, ही प्रगती cross-species पुरावा आणि उंदरांमधील प्रारंभिक उपचारात्मक प्रात्यक्षिक यांवर आधारित एक मजबूत यांत्रिक सूचक म्हणून समजली पाहिजे.

• संशोधकांनी अ‍ॅक्सोलोटल्स, झेब्राफिश आणि उंदरांमध्ये पुनर्जननाशी संबंधित SP जीन्सचा एक सामायिक गट ओळखला.
• ही जीन्स निष्क्रिय केल्याने प्राणी मॉडेल्समध्ये योग्य हाडांची पुनर्वाढ थांबली.
• झेब्राफिश-प्रेरित जीन थेरपीने उंदरांमध्ये पुनर्जनन अंशतः पूर्ववत केले, ज्यामुळे पुनर्जनन वैद्यकशास्त्रासाठी नवीन दिशा सूचित होते.

हा लेख Science Daily च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.