घातक ब्रेन ट्यूमर के लिए मार्करों की पहचान

आईआईटी जोधपुर के बायोसाइंस और बायोइंजीनियरिंग विभाग की डॉ. सुष्मिता झा के नेतृत्व में एक बहु संस्थान टीम ने घातक ब्रेन ट्यूमर ग्लियोब्लास्टोमा के लिए नए मार्करों की पहचान की है। अंतर्राष्ट्रीय जर्नल साइंटिफिक रिपोर्ट्स (नेचर पब्लिशिंग ग्रुप) में प्रकाशित पेपर में, डॉ. झा की टीम ने 1) कैंसर जीनोम एटलस से डेटा, 2) प्रयोगशाला में संवर्धित सामान्य कोशिकाओं और ब्रेन ट्यूमर कोशिकाओं से उत्पन्न प्रयोगात्मक डेटा का उपयोग करते हुए एक बहुआयामी दृष्टिकोण का उपयोग किया। 3) ग्लियोमा के लिए नए बायोमार्कर की पहचान करने के लिए मानव मस्तिष्क के ऊतकों से उत्पन्न प्रायोगिक डेटा। टीम के सदस्यों में डॉ. सुष्मिता पॉल (सहायक प्रोफेसर, बायोसाइंस और बायोइंजीनियरिंग विभाग, आईआईटीजे), डॉ. एपारी श्रीधर (पैथोलॉजी विभाग, टाटा मेमोरियल हॉस्पिटल, मुंबई, महाराष्ट्र, भारत), पीएचडी छात्र (डॉ. निधि शर्मा, सुश्री शालिनी सिंह) शामिल हैं। सुश्री शिवांजलि सक्सेना, श्री ईशान अग्रवाल), और एम.टेक छात्र (सुश्री वर्षा श्रीनिवासन, सुश्री श्वेता, श्री अरविंद)। इस अध्ययन को भारत सरकार के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) और जैव प्रौद्योगिकी विभाग (डीबीटी) द्वारा वित्त पोषित किया गया था। यह ग्लियोमा प्रगति के लिए उम्मीदवार पूर्वानुमान मार्कर के रूप में एनएलआरपी 12 की पहचान करने वाली पहली रिपोर्ट है जो भविष्य की चिकित्सीय रणनीतियों को डिजाइन करने का मार्ग प्रशस्त करती है।

पृष्ठभूमि

ग्लिओमास सबसे प्रचलित इंट्राक्रैनील ट्यूमर हैं जो 80% प्राथमिक घातक मस्तिष्क ट्यूमर के लिए जिम्मेदार हैं। घातकता की डिग्री के आधार पर, ग्लिओमास को निम्न और उच्च ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। निम्न ग्रेड ग्लियोमा (एलजीजी) विशेष रूप से बच्चों में सभी केंद्रीय तंत्रिका तंत्र ट्यूमर के 40% का प्रतिनिधित्व करता है। भारत में सीएनएस ट्यूमर का 59.5% हिस्सा उच्च श्रेणी के ग्लियोमास (ग्लियोब्लास्टोमा) का है। सर्जरी, कीमोथेरेपी और रेडियोथेरेपी के बाद भी औसतन जीवित रहने की दर 14 महीने से कम है। ग्लिओमास ग्लियाल कोशिकाओं से उत्पन्न होने वाले ट्यूमर हैं। ग्लियाल कोशिकाएँ मानव मस्तिष्क का लगभग 90% भाग बनाती हैं। वे रखरखाव, प्रतिरक्षा और मरम्मत के लिए जिम्मेदार हैं। ग्लियोब्लास्टोमास (जीबीएम) की पुनर्गणना एंजियोजेनेसिस और ट्यूमर विविधता के माध्यम से नई रक्त वाहिकाओं को बनाने की उनकी क्षमता के परिणामस्वरूप होती है। जीबीएम का अत्यधिक घुसपैठ वाला व्यवहार सर्जरी को लगभग अप्रभावी बना देता है, क्योंकि ट्यूमर कोशिकाएं और ग्लियोब्लास्टोमा स्टेम कोशिकाएं आसपास के मस्तिष्क के ऊतकों को उपनिवेशित कर लेती हैं, जिससे दूर के मस्तिष्क स्थलों पर भी पुनरावृत्ति होती है।

न्यूक्लियोटाइड-बाइंडिंग डोमेन, और ल्यूसीन-रिच रिपीट युक्त रिसेप्टर्स (एनएलआर) और एब्सेंट-इन-मेलेनोमा 2 (एआईएम2) जन्मजात प्रतिरक्षा रिसेप्टर्स हैं जो कई कैंसर की शुरुआत और प्रगति के लिए महत्वपूर्ण हैं। एनएलआर और एआईएम2 को ग्लियोमा पैथोलॉजी से जोड़ने वाली रिपोर्टों की कमी है। हमने कैंसर जीनोम एटलस (टीसीजीए) रोगी डेटासेट का उपयोग करके निम्न ग्रेड ग्लियोमा और ग्लियोब्लास्टोमा में एनएलआर, एआईएम2 और एनएलआर से जुड़े जीन अभिव्यक्ति और मिथाइलेशन पैटर्न की पहचान करने के लिए डेटा-संचालित दृष्टिकोण का उपयोग किया। चूंकि टीसीजीए डेटा ट्यूमर ऊतक से प्राप्त किया जाता है, जिसमें ग्लियोमा कोशिकाएं, एंडोथेलियल कोशिकाएं और ट्यूमर से जुड़े माइक्रोग्लिया/मैक्रोफेज सहित कई सेल आबादी शामिल होती है, इसलिए हमने सेल विशिष्ट प्रभावों की पहचान करने के लिए मानव मस्तिष्क के ऊतकों पर सेल कल्चर प्रयोग और इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री की। टीसीजीए डेटा माइनिंग ने महत्वपूर्ण अंतर एनएलआर विनियमन और ग्लियोमा के विभिन्न ग्रेड में अस्तित्व के साथ मजबूत सहसंबंध दिखाया। हम ग्लियोमा में एनएलआर की विभेदक अभिव्यक्ति और मिथाइलेशन की रिपोर्ट करते हैं, इसके बाद ग्लियोमा प्रगति के लिए एक उम्मीदवार पूर्वानुमान मार्कर के रूप में एनएलआरपी 12 की पहचान की जाती है। सामान्य मस्तिष्क कोशिकाओं में जिन्हें माइक्रोग्लिया कहा जाता है, प्रतिरक्षा कोशिकाओं के रूप में कार्य करती हैं। हमने पाया कि एनएलआरपी12 की कमी वाली माइक्रोग्लिया कॉलोनी के गठन में वृद्धि दिखाती है जबकि एनएलआरपी12 की कमी वाली ग्लियोमा कोशिकाएं सेलुलर प्रसार में कमी दिखाती हैं। मानव ग्लियोमा ऊतक की इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री एनएलआरपी12 अभिव्यक्ति में वृद्धि दर्शाती है। दिलचस्प बात यह है कि माइक्रोग्लिया ने एनएलआरपी12 की कमी वाली ग्लियोमा कोशिकाओं की ओर प्रवासन को कम दिखाया है।

काम का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा प्रोटीन एनएलआरपी12 की पहचान करना है जो सामान्य प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में शामिल होता है जब माइक्रोग्लिया में अनुपस्थित होने से असामान्य सेलुलर प्रसार होता है। इसके अलावा, यह प्रोटीन ट्यूमर कोशिकाओं में अत्यधिक अभिव्यक्त होता है। हमारे समूह के भविष्य के अध्ययनों का उद्देश्य आणविक सिग्नलिंग मार्गों को समझना है। इससे लक्षित चिकित्सा विज्ञान के विकास और उत्तरजीविता में वृद्धि की अनुमति मिल सकती है।