एक शोध दल ने चयापचय तंत्र को बाधित करके सीएआर-टी सेल इम्यूनोथेरेपी की प्रभावशीलता बढ़ाने का एक तरीका खोजा है, जिससे कोशिकाओं की कैंसर से लड़ने की क्षमता बढ़ जाती है। अध्ययन में पाया गया कि सीएआर-टी कोशिकाओं के इस तंत्र को अवरुद्ध करने से उन्हें मेमोरी टी लिम्फोसाइटों में परिवर्तित होने में मदद मिलती है, जिससे लंबे समय तक चलने वाली एंटी-ट्यूमर प्रतिरक्षा सुरक्षा मिलती है।
पश्चिमी स्विट्जरलैंड के शोधकर्ताओं ने पता लगाया है कि सीएआर-टी कोशिकाओं की ट्यूमर-विरोधी क्षमता को कैसे बढ़ाया जाए, एक कृत्रिम प्रतिरक्षा "सुपर सेल" जिसका उपयोग रक्त कैंसर से लड़ने के लिए किया जा सकता है।
मौजूदा इम्यूनोथेरेपी में, कुछ रक्त कैंसर के इलाज के लिए "सीएआर-टी" कोशिकाओं के उपयोग ने महत्वपूर्ण प्रभावकारिता दिखाई है, लेकिन केवल आधे रोगियों को ही यह उपचार प्राप्त होता है। मुख्य कारणों में से एक इन विट्रो में इंजीनियर की गई इन प्रतिरक्षा कोशिकाओं की समयपूर्व शिथिलता है।
स्विस कैंसर सेंटर लेहमैन (एससीसीएल) के सभी भाग, जिनेवा विश्वविद्यालय (यूएनआईजीई), लॉज़ेन विश्वविद्यालय (यूएनआईएल), जिनेवा विश्वविद्यालय अस्पताल (एचयूजी) और कैंटन वाउद विश्वविद्यालय अस्पताल (सीएचयूवी) की एक सहयोगी शोध टीम ने सीएआर-टी कोशिकाओं के कार्य को लम्बा करने का एक तरीका खोजा है। एक बहुत ही विशिष्ट चयापचय तंत्र को बाधित करके, अनुसंधान टीम ने उन्नत प्रतिरक्षा स्मृति के साथ सफलतापूर्वक सीएआर-टी कोशिकाएं बनाईं जो ट्यूमर कोशिकाओं से लंबे समय तक लड़ सकती थीं।
ये बेहद आशाजनक परिणाम हाल ही में नेचर जर्नल में प्रकाशित हुए थे।
सीएआर-टी सेल इम्यूनोथेरेपी का तात्पर्य कैंसर रोगियों से प्रतिरक्षा कोशिकाओं (आमतौर पर टी लिम्फोसाइट्स) को निकालना, ट्यूमर कोशिकाओं को पहचानने और उनसे लड़ने की उनकी क्षमता को बढ़ाने के लिए प्रयोगशाला में संशोधित करना और फिर उन्हें रोगी में फिर से इंजेक्ट करना है। हालाँकि, अन्य प्रकार की इम्यूनोथेरेपी की तरह, कई मरीज़ उपचार पर प्रतिक्रिया नहीं करते हैं या दोबारा रोग से पीड़ित हो जाते हैं।
अध्ययन का समन्वय करने वाले शोधकर्ता माथियास वेन्स बताते हैं कि सीएआर-टी कोशिकाओं को प्रशासित करने से पहले उन्हें बड़े पैमाने पर प्रचारित किया जाना चाहिए। रोगी के चिकित्सा इतिहास और विस्तार प्रक्रिया का संयोजन कोशिकाओं को समाप्त कर देता है: वे टर्मिनल भेदभाव की स्थिति तक पहुंच जाते हैं, जिससे उन्हें कार्य करने का समय दिए बिना ही उनका जीवन चक्र समाप्त हो जाता है। वह प्रोफेसर डेनिस मिग्लियोरिनी की प्रयोगशाला, मेडिसिन विभाग, मेडिसिन संकाय, इक्विक विश्वविद्यालय और ऑन्कोलॉजी विभाग, हार्बिन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में काम करते हैं।
कैंसर कोशिकाओं और प्रतिरक्षा कोशिकाओं के सामान्य तंत्र
ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, कैंसर कोशिकाएं एक बहुत ही विशिष्ट अस्तित्व तंत्र को अपनाती हैं: वे 'रिडक्टिव कार्बोक्सिलेशन' नामक रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत के रूप में अमीनो एसिड ग्लूटामाइन को चयापचय करते हैं। ''प्रतिरक्षा कोशिकाओं और कैंसर कोशिकाओं का चयापचय काफी समान है, जो उन्हें तेजी से बढ़ने की अनुमति देता है। यहां हमने वास्तव में पाया कि टी कोशिकाएं भी इस तंत्र का उपयोग करती हैं," अध्ययन के पहले लेखक और UNIL-CHUV में ऑन्कोलॉजी विभाग में प्रोफेसर पिंग-चिह हो की प्रयोगशाला में डॉक्टरेट छात्र एलिसन जैकार्ड बताते हैं।
रिडक्टिव कार्बोक्सिलेशन की भूमिका का अध्ययन करने के लिए, वैज्ञानिकों ने दो रक्त कैंसर, ल्यूकेमिया और मल्टीपल मायलोमा के माउस मॉडल में सीएआर-टी कोशिकाओं में इस तंत्र को बाधित किया। मैथियास-वेन्स ने निष्कर्ष निकाला, "हमारी संशोधित सीएआर-टी कोशिकाएं सामान्य रूप से पुनरुत्पादित हुईं और उन्होंने हमला करने की अपनी क्षमता नहीं खोई, जिससे पता चलता है कि रिडक्टिव कार्बोक्सिलेशन उनके लिए महत्वपूर्ण नहीं है।"
इन CAR-T कोशिकाओं से चूहों का इलाज
और तो और, इस पद्धति से इलाज किए गए चूहों का कैंसर लगभग ठीक हो गया, जिसका परिणाम टीम की अपेक्षाओं से कहीं अधिक था। रिडक्टिव कार्बोक्सिलेशन के बिना, कोशिकाएं अब पहले की तरह अंतर नहीं कर पाती हैं और लंबे समय तक एंटी-ट्यूमर कार्य को बनाए रख सकती हैं। "और भी, और यह हमारी खोज का केंद्र है, वे मेमोरी टी लिम्फोसाइट्स, प्रतिरक्षा कोशिकाओं में परिवर्तित हो जाते हैं जो ट्यूमर तत्वों की स्मृति को बनाए रखते हैं जिन पर हमला करने की आवश्यकता होती है।"
मेमोरी टी लिम्फोसाइट्स माध्यमिक प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे पहले से सामना किए गए रोगज़नक़ों की स्मृति को बनाए रखते हैं और जब रोगज़नक़ फिर से प्रकट होता है - एक वायरस के रूप में, लेकिन एक ट्यूमर रोगज़नक़ के रूप में भी - लंबे समय तक चलने वाली प्रतिरक्षा सुरक्षा प्रदान करने के लिए इन्हें पुनः सक्रिय किया जा सकता है। सीएआर-टी कोशिकाओं पर भी यही सिद्धांत लागू होता है: मेमोरी कोशिकाओं की संख्या जितनी अधिक होगी, ट्यूमर-विरोधी प्रतिक्रिया उतनी ही अधिक प्रभावी होगी और नैदानिक प्रभाव उतना ही बेहतर होगा। इसलिए, सीएआर-टी कोशिकाओं की विभेदन स्थिति उपचार की सफलता में एक महत्वपूर्ण कारक है।
हमारी प्रत्येक कोशिका का डीएनए खुलने पर लगभग दो मीटर लंबा होता है। छोटे कोशिका नाभिक में फिट होने के लिए, डीएनए को हिस्टोन नामक प्रोटीन के चारों ओर पैक किया जाता है। जीन प्रतिलेखन होने के लिए, डीएनए के विशिष्ट क्षेत्रों को प्रकट करने की आवश्यकता होती है, और यह हिस्टोन प्रोटीन को बदलकर पूरा किया जाता है।
जब टी कोशिकाएं सक्रिय होती हैं, तो हिस्टोन बदल जाते हैं। एक ओर, वे डीएनए को संघनित करते हैं और जीन प्रतिलेखन को रोकते हैं, जिससे दीर्घायु सुनिश्चित होती है। दूसरी ओर, वे डीएनए को खोलते हैं, जिससे जीन प्रतिलेखन को उनके सूजन और हत्या कार्यों को चलाने की अनुमति मिलती है। रिडक्टिव कार्बोक्सिलेशन सीधे मेटाबोलाइट्स की पीढ़ी पर कार्य करता है, यानी हिस्टोन के छोटे रासायनिक तत्वों को बदलता है, जिससे डीएनए की पैकेजिंग प्रभावित होती है और दीर्घायु जीन के प्रवेश को रोका जा सकता है। रिडक्टिव कार्बोक्सिलेशन को रोकने से ये जीन खुले रहते हैं और लंबे समय तक रहने वाली मेमोरी सीएआर-टी में उनके रूपांतरण को बढ़ावा मिलता है।
क्या चिकित्सीय अनुप्रयोग निकट ही है?
"वैज्ञानिकों ने रिडक्टिव कार्बोक्सिलेशन को रोकने के लिए जिस अवरोधक का उपयोग किया है, वह कुछ कैंसर के उपचार के लिए पहले से ही अनुमोदित दवा है। इसलिए, हम इसके उपयोग को बढ़ाने और इन विट्रो में अधिक शक्तिशाली CART कोशिकाओं को विकसित करने के लिए इसका पुन: उपयोग करने का प्रस्ताव करते हैं। बेशक, उनकी प्रभावकारिता और सुरक्षा को नैदानिक परीक्षणों में परीक्षण करने की आवश्यकता होगी, लेकिन हमें उच्च उम्मीदें हैं," लेखकों ने निष्कर्ष निकाला।
स्विट्जरलैंड में लेहमैन कैंसर सेंटर द्वारा स्थापित नेटवर्क के बिना, यह संभावित अनुवाद योग्य कार्य कभी संभव नहीं होता। वास्तव में, लेहमैन इंस्टीट्यूट की कम से कम चार प्रयोगशालाएं इस प्रभावशाली परियोजना के लिए एकजुट हुई हैं: वे हैं: यूनेस्को इंस्टीट्यूट फॉर लाइफलॉन्ग लर्निंग (यूएनआईएल), फ्रेंच सेंटर फॉर एडवांस्ड स्टडी (सीएचयूवी), फ्रेंच यूनिवर्सिटी डे सुप्रीयर डेस इंजीनियरिंग सुप्रीयर (यूएनआईजीई) और जर्मन इंस्टीट्यूट ऑफ हायर एजुकेशन (एचयूजी)। इन संस्थानों के बीच गठबंधन अनुसंधान समूहों के बीच सहयोग की सुविधा प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप पूरक क्षेत्रों (ट्यूमर चयापचय, ट्यूमर इम्यूनोलॉजी, प्रतिरक्षा सेल इंजीनियरिंग) में तालमेल होता है।