शोधकर्ताओं ने पाया कि मैक्रोफेज में प्रोटीन Rac2 का एक उत्तेजक रूप जोड़ने से, प्रतिरक्षा कोशिकाएं जो रोगज़नक़ों को घेर लेती हैं, मैक्रोफेज को टी कोशिकाओं को निगलने का कारण बनता है। नई तकनीक में उभरते कैंसर उपचार की प्रभावशीलता में सुधार करने की क्षमता है।
आरएसी प्रोटीन का एक लंबा इतिहास है। यह प्रोटीन विकास के दौरान अच्छी तरह से संरक्षित है और माना जाता है कि यह सबसे प्रारंभिक न्यूक्लियेटेड कोशिकाओं में मौजूद था। उनकी उम्र के बावजूद, वैज्ञानिक उनके रहस्यों को उजागर करना जारी रखते हैं। एक नए अध्ययन में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा (यूसीएसबी) के शोधकर्ताओं ने इस बारे में और अधिक पता लगाया है कि आरएसी प्रोटीन कैसे काम करते हैं और वे संभावित रूप से कैंसर के उपचार में कैसे सुधार कर सकते हैं।
मानव जीनोम तीन आरएसी प्रोटीन को एनकोड करता है। Rac1 व्यापक रूप से व्यक्त किया जाता है, Rac2 मुख्य रूप से उन कोशिकाओं में व्यक्त किया जाता है जो रक्त घटकों (हेमेटोपोएटिक कोशिकाओं) का उत्पादन करते हैं, और Rac3 मुख्य रूप से मस्तिष्क के ऊतकों में व्यक्त किया जाता है। 1996 की शुरुआत में, फल मक्खियों का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं ने पाया कि ये प्रोटीन कोशिका गति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, और मक्खी के अंडे कक्ष में केवल कुछ कोशिकाओं में व्यक्त Rac1 का एक अति सक्रिय रूप, पूरे ऊतक को नष्ट कर देता है।
अध्ययन के पहले लेखक अभिनव मिश्रा ने कहा, "इस सक्रिय आरएसी को केवल छह से आठ कोशिकाओं में व्यक्त करने से लगभग 900 कोशिकाओं वाले पूरे ऊतक की मृत्यु हो गई।"
यह 1990 के दशक में शोधकर्ताओं द्वारा प्राप्त शोध परिणाम है। कुछ साल पहले ही शोध से पता चला था कि इस ऊतक विनाश के लिए फागोसाइटोसिस जिम्मेदार हो सकता है।
2019 में, जर्नल ब्लड में प्रकाशित एक अध्ययन में बताया गया कि बार-बार संक्रमण और टी कोशिकाओं में गंभीर कमी वाले तीन असंबंधित लोग, प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए महत्वपूर्ण विशेष सफेद रक्त कोशिकाएं, सभी में एक ही उत्परिवर्तन था जिसने Rac2 को अति सक्रिय कर दिया था। अध्ययन में यह भी देखा गया कि कई रोगियों में न्यूट्रोफिल (कोशिकाएं जो आक्रमणकारी सूक्ष्मजीवों को पकड़ती हैं और निगलती हैं) बढ़ी हुई थीं, जिससे पता चलता है कि वे बड़ी मात्रा में सेलुलर सामग्री का उपभोग कर रहे थे।
अध्ययन को पढ़ने के बाद, डेनिस मॉन्टेल, जिन्होंने 1996 के अध्ययन में भाग लिया था और इस अध्ययन के संबंधित लेखक हैं, ने सोचा कि क्या टी कोशिकाओं का गायब होना Rac2-सक्रिय जन्मजात प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा टी कोशिकाओं के फागोसाइटोसिस के कारण था, जैसा कि ड्रोसोफिला अध्ययन में हुआ था। इसलिए मोंटेइल और अन्य शोधकर्ताओं ने न्यूट्रोफिल के प्रचंड समकक्ष मैक्रोफेज की ओर रुख किया। शोधकर्ताओं ने टी कोशिकाओं के साथ-साथ अतिसक्रिय Rac2 के साथ और बिना मानव मैक्रोफेज का संवर्धन किया और पाया कि अतिसक्रिय Rac वाले मैक्रोफेज ने अधिक कोशिकाओं को निगल लिया, जिससे उनकी परिकल्पना की पुष्टि हुई।
इसके बाद शोधकर्ताओं ने 2019 के अध्ययन में रोगियों के समान Rac2-बूस्टिंग उत्परिवर्तन के साथ चूहों से अस्थि मज्जा के नमूनों का उपयोग करके अस्थि मज्जा स्टेम कोशिकाओं को मैक्रोफेज में संवर्धित किया। शोधकर्ताओं ने इसी तरह के प्रयोग किए, लेकिन इस बार मैक्रोफेज और टी कोशिकाओं को उन कोशिकाओं के साथ मिलाया जिनमें Rac2 उत्परिवर्तन था और उन कोशिकाओं के साथ जिनमें Rac2 उत्परिवर्तन नहीं था। उन्होंने पाया कि न केवल सक्रिय आरएसी वाले मैक्रोफेज ने काफी अधिक टी कोशिकाओं को नष्ट कर दिया, बल्कि सक्रिय आरएसी 2 वाले टी कोशिकाओं के भी समाप्त होने की अधिक संभावना थी, भले ही उनमें उत्परिवर्तन हुआ हो।
इसके बाद, उन्होंने सामान्य और उत्परिवर्ती चूहों की अस्थि मज्जा से सक्रिय Rac2 के साथ मैक्रोफेज का संवर्धन किया। चूहों के प्रत्येक समूह के मैक्रोफेज ने एक स्यूडोरिसेप्टर या काइमेरिक एंटीजन रिसेप्टर (सीएआर) व्यक्त किया, जिसे बी कोशिकाओं, एक अन्य प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिका को लक्षित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उन्होंने पाया कि स्यूडोरिसेप्टर वाले मैक्रोफेज उतनी बी कोशिकाओं को नहीं खाते थे; हालाँकि, अतिसक्रिय आरएसी और सीएआर दोनों वाले मैक्रोफेज ने केवल सीएआर वाले मैक्रोफेज समूह की तुलना में दोगुनी बी कोशिकाओं को खाया। ऐसा प्रतीत होता है कि सक्रिय Rac2 तथाकथित "सुपर-प्रीडेटर्स" - भयानक मैक्रोफेज - की संख्या में वृद्धि करता है जो कई कैंसर कोशिकाओं को खाते हैं और मार देते हैं।
मोंटेल ने कहा, "यदि आप सक्रिय आरएसी जोड़ते हैं लेकिन सही रिसेप्टर नहीं है, तो आप कुछ नहीं कर सकते।"
सीएआर-टी एक प्रकार की कैंसर इम्यूनोथेरेपी है जिसका उपयोग वर्तमान में कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है। यह रोगी की स्वयं की टी कोशिकाओं का उपयोग करता है और उन्हें संशोधित करता है, कोशिकाओं को विशिष्ट कैंसर कोशिका एंटीजन से जुड़ने में मदद करने के लिए सीएआर जोड़ता है, जिससे कैंसर कोशिकाओं पर हमला करने के लिए कोशिकाओं को लक्षित किया जाता है। यह थेरेपी ल्यूकेमिया और लिम्फोमा जैसे कुछ कैंसर के खिलाफ बहुत प्रभावी है, लेकिन कुछ ठोस ट्यूमर कैंसर इस थेरेपी पर प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। सीएआर-एम, एक नई प्रकार की सीएआर-टी थेरेपी जो टी कोशिकाओं के बजाय मैक्रोफेज पर निर्भर करती है, हाल ही में नैदानिक परीक्षणों में उपयोग की गई है और अब तक इसे सुरक्षित माना जाता है। हालाँकि, सीएआर-एम की एक सीमा यह है कि सीएआर मैक्रोफेज फागोसाइट्स के बजाय कोशिकाओं को "कुतरने" की प्रवृत्ति रखते हैं। इसलिए, संपूर्ण लक्ष्य कोशिकाओं के फागोसाइटोसिस को बढ़ाना एक महत्वपूर्ण लक्ष्य है।
शोधकर्ता सीएआर-एम थेरेपी की प्रभावशीलता को बढ़ाने के लिए आरएसी-एन्हांस्ड सीएआर मैक्रोफेज (जिसे वे प्रदान किए गए पेटेंट में "रेससीएआर-एम" कहते हैं) का उपयोग करने में रुचि रखते हैं।
वे यह जांच करने के लिए अनुसंधान जारी रखने की भी योजना बना रहे हैं कि क्या नई तकनीक जो उन्होंने प्रयोगशाला में प्रभावी साबित की है, उसे मानव प्रतिरक्षा कोशिकाओं और पशु कैंसर मॉडल के नए संग्रह पर लागू किया जा सकता है। वे यह भी पता लगा रहे हैं कि Rac2 आणविक स्तर पर कैसे काम करता है।
मोंटेल ने कहा, "हमने फल मक्खियों में इस 25 साल पुराने रहस्य को पाया और इसे सुलझा लिया।" "इससे हमें मानव प्रतिरक्षा की कमी के रहस्य को सुलझाने में मदद मिली। फिर हमने उस ज्ञान का उपयोग संभावित कैंसर इम्यूनोथेरेपी को बढ़ाने के लिए किया। यह सिर्फ एक के बाद एक रहस्य था, और भाग्य हर एक का जवाब बन गया।"
यह शोध प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (पीएनएएस) में प्रकाशित हुआ था।