जब कई जीवों में चोट लगती है तो प्रणालीगत प्रतिक्रियाएं शुरू हो जाती हैं और उपचार और पुनर्जनन में सहायता मिल सकती है; यह चूहों, सैलामैंडर, जेब्राफिश और प्लैनेरियन में देखा गया है। प्लैनेरियन्स में, शोधकर्ताओं ने पाया कि ईआरके सिग्नलिंग मार्ग, जो पहले की तुलना में तेज गति से उसके शरीर की दीवार की मांसपेशियों की कोशिकाओं तक फैलता है, पुनर्जनन के लिए महत्वपूर्ण है, एक समन्वित पूरे शरीर पुनर्जनन निर्णय लेने की प्रक्रिया का अर्थ है जो कैंसर के विकास में अंतर्दृष्टि भी प्रदान करता है: एक न ठीक हुए घाव की तरह।
कुछ जीवों में, शरीर के एक हिस्से की क्षति दूसरे हिस्से में उपचार को गति दे सकती है। हाल के निष्कर्षों से पता चलता है कि यह प्रणालीगत प्रतिक्रिया कोई साइड इफेक्ट नहीं है: यह एक मुख्य विशेषता है।
जिन चूहों के एक पैर में चोट लगी थी, उनके दूसरे पैर में स्टेम कोशिकाएँ "जागृत" हो गईं, मानो कोशिकाएँ चोट को ठीक करने की तैयारी कर रही हों। सैलामैंडर के साथ भी कुछ ऐसा ही होता है, जो अंग पुनर्जनन में माहिर होते हैं। जेब्राफिश में हृदय की क्षति से गुर्दे और मस्तिष्क जैसे दूर के अंगों में कुछ परिवर्तन हो जाते हैं।
स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में बायोइंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर बो वांग ने कहा, "कई अलग-अलग जीवों में, आप चोट लगने पर पूरे शरीर की प्रतिक्रियाएं देख सकते हैं। लेकिन क्या वे प्रतिक्रियाएं वास्तव में कुछ करती हैं, यह स्पष्ट नहीं है।" "तो हम इसी पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।"
जर्नल सेल में प्रकाशित एक नए पेपर में, वांग और उनके सहयोगियों ने पाया कि यह पूरे शरीर का समन्वय ग्रहों के घाव भरने और उसके बाद के ऊतक पुनर्जनन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। यह समझना कि पुनर्जनन को चालू और बंद कैसे किया जाता है, और यह कैसे समन्वित होता है, कैंसर पर शोध को भी सूचित कर सकता है, जिसे अक्सर एक घाव के रूप में माना जाता है जो कभी ठीक नहीं होता है।
प्लैनेरियन एक महाशक्ति वाले आधा इंच लंबे फ्लैटवर्म हैं: वे लगभग किसी भी स्थिति में पुनर्जीवित हो सकते हैं। एक प्लैनेरियन को चार टुकड़ों में काटें और कुछ ही दिनों में आपके पास चार नए फ्लैटवर्म होंगे। चूहों, जेब्राफिश और सैलामैंडर की तरह, प्लैनेरियन शरीर के एक हिस्से में घाव अधिक दूर के ऊतकों में प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता प्रतीत होता है।
वांग यह समझना चाहते थे कि इन प्रतिक्रियाओं का समन्वय कैसे किया गया। एक संभावित तंत्र बाह्यकोशिकीय सिग्नल-संबंधित किनेज़ (ईआरके) मार्ग है। कोशिकाएं एक दूसरे के साथ संचार करने और तरंगों के रूप में संकेत भेजने के लिए ईआरके मार्ग का उपयोग करती हैं। यदि ऊतक घायल हो जाता है, तो निकटतम कोशिका उस जानकारी को पड़ोसी कोशिकाओं को "संचारित" करती है, जो बदले में अपने पड़ोसियों को बताती है। यह तरंग एक प्रकार के टेलीफोन गेम की तरह पूरे जीव में फैलती है।
अब केवल एक ही समस्या है: पिछले शोध से पता चला है कि ईआरके तरंगें किसी भी उपयोग के लिए बहुत धीमी गति से चलती हैं। वांग ने कहा, "अगर मैं प्रति घंटे 10 माइक्रोन पर सिग्नल प्रसारित करता हूं, तो एक मिलीमीटर तक यात्रा करने में कई दिन लग सकते हैं।" इस गति से, घाव भरने और पुनर्जनन में सहायता के लिए संकेत कृमि के एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र तक बहुत धीरे-धीरे पारित होते हैं।
पुनर्जनन को चालू और बंद करने वाली चीज़ों को समझने से कैंसर से संबंधित प्रभावों सहित चिकित्सा उपचार और हस्तक्षेप में प्रगति हो सकती है। छवि स्रोत: वांग लैब/स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग
यह मनुष्यों के लिए कोई समस्या नहीं हो सकती है। हमारा संचार तंत्र संकेतों को हमारे पूरे शरीर में तेजी से पहुंचने की अनुमति दे सकता है। लेकिन ग्रहों के पास इस प्रक्रिया को तेज़ करने के लिए कोई परिसंचरण तंत्र नहीं है।
इसलिए वांग और उनके सहयोगियों ने जानवर के एक छोर से दूसरे छोर तक ईआरके तरंगों के प्रसार पर नज़र रखना शुरू किया। उन्होंने पाया कि सिग्नल पहले की तुलना में 100 गुना अधिक तेजी से यात्रा करते हैं। अतिरिक्त-लंबी शरीर की दीवार की मांसपेशियों की कोशिकाओं के साथ फैलने के बजाय, ईआरके तरंगें अतिरिक्त-लंबी शरीर की दीवार की मांसपेशियों की कोशिकाओं के साथ फैलती हैं। ये कोशिकाएं "राजमार्ग" के रूप में कार्य करती हैं, जो शरीर के एक छोर से दूसरे छोर तक संकेतों को तेजी से पहुंचाती हैं। दिन नहीं, बल्कि घंटे.
उपचार में मदद करने के लिए सिग्नल काफी तेज़ थे, लेकिन उन्हें अभी भी नहीं पता था कि पूरा शरीर इसमें शामिल था या नहीं।
यह पता लगाने के लिए, वांग की प्रयोगशाला में स्नातक छात्र फैन युहांग ने प्लैनेरियन का सिर काट दिया। आम तौर पर, एक ग्रह का सिर काटने के बाद शेष शरीर से जल्दी ही वापस आ जाता है। लेकिन फैन ने यह जांचने के लिए ईआरके सिग्नल को जीव के पिछले आधे हिस्से तक जाने से रोक दिया कि क्या ईआरके तरंगें लंबी दूरी की उपचार प्रतिक्रियाओं के समन्वय के लिए जिम्मेदार थीं। जब ईआरके सिग्नलिंग अवरुद्ध हो जाती है, तो सिर न केवल धीरे-धीरे ठीक होता है: यह बिल्कुल भी पुनर्जीवित नहीं होता है।
इसके बाद, फैन ने सोचा कि क्या पुनर्जनन प्रक्रिया को "बचाना" संभव है और प्लैनेरियन की पूंछ को हटाकर इसका परीक्षण किया, जो पूंछ के ऊतकों को नुकसान के प्रति सचेत करेगा। पूँछ वापस बढ़ गई और आश्चर्य की बात यह है कि सिर भी वापस बढ़ गया।
वांग ने कहा, "वास्तव में दिलचस्प बात यह है कि हम विच्छेदन के बीच समय की देरी को समायोजित कर सकते हैं।" यदि आप प्रारंभिक चोट के कुछ घंटों के भीतर प्लैनेरियन की पूंछ काट देते हैं, तो आप अवरुद्ध उपचार प्रक्रिया को फिर से शुरू कर सकते हैं। लेकिन यदि आप बहुत लंबे समय तक प्रतीक्षा करते हैं, तो दोनों में से कोई भी पुनर्जीवित नहीं होगा।
"इसका मतलब यह है कि जीव में एक प्रणाली है जो यह कहने के लिए वोट करती है, 'ठीक है, अब हमें कुछ उगाना चाहिए,' और हर किसी को सहमत होना होगा," वांग ने कहा। यहां तक कि सबसे दूर की कोठरियों को भी मतदान का अधिकार है।
कई जानवर - जैसे प्लैनेरियन, स्टारफ़िश और सैलामैंडर - उपचार और पुनर्योजी क्षमताओं का प्रदर्शन करते हैं जो मनुष्यों से कहीं अधिक हैं। यह समझने से कि हमारे पास इस क्षमता की कमी क्यों है, कैंसर से संबंधित प्रभावों सहित चिकित्सा उपचार और हस्तक्षेप में प्रगति हो सकती है।
वांग बताते हैं, "हममें से कोई नहीं चाहता कि ऊतक लगातार चोट की स्थिति में रहे। इससे कैंसर हो सकता है।" उनके शोध से पता चलता है कि इन कीड़ों में भी, जिनमें अद्भुत पुनर्योजी क्षमताएं होती हैं, अधिकांश समय, पुनर्जनन तब तक "बंद" होता है जब तक कि पूरा शरीर "चालू" होने के लिए सहमत नहीं हो जाता।
इसके अलावा, जब वांग और उनके सहयोगियों ने ग्रहों के माध्यम से फैलने वाली ईआरके तरंगों को ट्रैक किया, तो उन्होंने देखा कि सैकड़ों जीन चालू और बंद हो रहे थे। हालाँकि मनुष्य और ग्रहों का आपस में बहुत दूर का संबंध है, फिर भी हममें से कई जीन एक जैसे ही हैं।
"यह हमें इन जीनों पर नज़र रखने के लिए एक प्रवेश बिंदु देता है, जो हमें यह पता लगाने की अनुमति देता है कि अनियंत्रित कैंसर वृद्धि के जोखिम को नियंत्रित करते हुए जानवर कैसे पुनर्जीवित होते हैं।"