अध्ययन से पता चलता है कि कैसे कोलन कैंसर कोशिकाएं फैलने के लिए पहचान बदलती हैं

वाशिंगटन डीसी (यूएस), 7 जुलाई (एएनआई): वैज्ञानिकों ने एक आणविक स्विच की पहचान की है जो यह समझाने में मदद कर सकता है कि कोलोरेक्टल कैंसर अधिक घातक क्यों हो जाता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि जब GATA6 नामक जीन-विनियमन कारक के स्तर में गिरावट आती है, तो कैंसर कोशिकाएं अपनी सामान्य पहचान खो देती हैं और अत्यधिक अनुकूलनीय, भ्रूण जैसी कोशिकाओं में बदल जाती हैं जो रक्तप्रवाह के माध्यम से फैल सकती हैं और यकृत में नए ट्यूमर बना सकती हैं।

अध्ययन से पता चलता है कि यह संक्रमण मुख्य रूप से नए आनुवंशिक उत्परिवर्तन के बजाय जीन के सक्रिय होने या दबाने के तरीके में बदलाव से प्रेरित होता है।

वेइल कॉर्नेल मेडिसिन और मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक प्रमुख कारक की पहचान की है जो कोलोरेक्टल कैंसर को लीवर तक फैलने में मदद कर सकता है। उनके निष्कर्षों से पता चलता है कि GATA6 को खोना, एक प्रतिलेखन कारक जो यह नियंत्रित करने में मदद करता है कि कौन से जीन चालू या बंद हैं, कैंसर कोशिकाओं को अधिक आदिम और अनुकूलनीय स्थिति में धकेल सकता है जो मेटास्टेसिस को संभव बनाता है।

यह परिवर्तन कैसे होता है इसे समझने से कोलोरेक्टल कैंसर के सबसे घातक पहलुओं में से एक को रोकने के लिए नई रणनीतियों को जन्म दिया जा सकता है।

GATA6 आम तौर पर आंत को लाइन करने वाली कोशिकाओं में एक आणविक “पहचान रक्षक” के रूप में कार्य करता है, जिससे उन्हें अपने विशेष कार्यों को बनाए रखने में मदद मिलती है। हालाँकि, 22 जून को सेल स्टेम सेल में प्रकाशित अध्ययन में पाया गया कि चूहों और कोलोरेक्टल कैंसर वाले लोगों दोनों के लीवर मेटास्टेस में GATA6 का स्तर बहुत कम है।

शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि कम GATA6 अभिव्यक्ति खराब रोगी परिणामों से जुड़ी है। एक बार जब कोलोरेक्टल कैंसर अपने मूल स्थान से परे फैल जाता है, तो उपचार कहीं अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है, और मेटास्टेसिस बीमारी से मृत्यु का प्रमुख कारण बना रहता है।

वर्षों से, वैज्ञानिकों ने आनुवंशिक उत्परिवर्तनों की खोज की है जो यकृत मेटास्टेसिस को ट्रिगर कर सकते हैं, लेकिन कोई स्पष्ट चालक उत्परिवर्तन सामने नहीं आया है। इसके बजाय, नया अध्ययन एक अलग तंत्र की ओर इशारा करता है।

“हमने पाया कि GATA6 हानि एक महत्वपूर्ण स्विच के रूप में कार्य करती है जो प्राथमिक ट्यूमर में कैंसर कोशिकाओं को गैर-मेटास्टैटिक से प्रो-मेटास्टैटिक में बदल सकती है,” वेइल कॉर्नेल में गैस्ट्रोएंटरोलॉजी और हेपेटोलॉजी डिवीजन में मेडिसिन के सहायक प्रोफेसर डॉ. नोरिहिरो गोटो, जिन्होंने अनुसंधान का सह-नेतृत्व किया, ने कहा।

गोटो ने कहा, “हमारे निष्कर्ष बताते हैं कि लिवर मेटास्टेसिस को बढ़ावा देने के लिए एपिजेनेटिक परिवर्तन अधिक महत्वपूर्ण हो सकते हैं।”

आनुवंशिक उत्परिवर्तन के विपरीत, जो डीएनए अनुक्रम को ही बदल देता है, एपिजेनेटिक परिवर्तन प्रभावित करते हैं कि कौन से जीन सक्रिय या निष्क्रिय हैं और इसलिए कोशिकाएं कौन से प्रोटीन का उत्पादन करती हैं। वेइल कॉर्नेल में चिकित्सा के प्रशिक्षक डॉ. साओरी गोटो ने अध्ययन के पहले लेखक के रूप में कार्य किया। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में जीव विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर डॉ. ओमर एच. यिलमाज़ ने भी काम का सह-नेतृत्व किया।

ऑर्गेनॉइड मॉडल से पता चलता है कि कैंसर कोशिकाएं मेटास्टैटिक कैसे बन जाती हैं

डॉ. नोरिहिरो गोटो के अनुसार, स्थापित लिवर मेटास्टेस से लिए गए ऊतक के नमूनों का अध्ययन मेटास्टेटिक प्रक्रिया का केवल एक सीमित दृश्य प्रदान करता है।

डॉ. नोरिहिरो गोटो ने कहा, “जब शोधकर्ता लीवर मेटास्टेस से रोगी के नमूनों का विश्लेषण करते हैं, तो हम मेटास्टैटिक प्रक्रिया के शुरुआती चरणों में होने वाले महत्वपूर्ण संकेतों को पकड़ने में विफल रहते हैं।”

उन शुरुआती घटनाओं को बेहतर ढंग से समझने के लिए, अनुसंधान टीम ने लिवर मेटास्टेस से प्राप्त ऑर्गेनोइड का उपयोग करके एक प्रयोगशाला मॉडल विकसित किया। कैंसर कोशिकाओं के ये लघु, त्रि-आयामी समूह वास्तविक ट्यूमर की कई विशेषताओं को पुन: उत्पन्न करते हैं। वैज्ञानिकों ने ऑर्गेनॉइड को चूहों के बृहदान्त्र में प्रत्यारोपित किया, जहां उन्होंने तेजी से आक्रामक ट्यूमर का निर्माण किया जो बाद में यकृत में फैल गया। इस प्रक्रिया को कई बार दोहराने से टीम को यह देखने में मदद मिली कि कैंसर कोशिकाएं धीरे-धीरे मेटास्टेटिक क्षमताएं कैसे हासिल कर लेती हैं।

उनके प्रयोगों से पता चला कि GATA6 का नुकसान वंशावली प्लास्टिसिटी को बढ़ावा देता है, जो कोशिकाओं की अपनी पहचान और व्यवहार को बदलने की क्षमता है। जब GATA6 अनुपस्थित था, तो कोलोरेक्टल कैंसर कोशिकाओं ने वैकल्पिक आनुवंशिक कार्यक्रमों को सक्रिय किया और एक लचीली भ्रूण जैसी स्थिति अपनाई। ये रूपांतरित कोशिकाएं रक्तप्रवाह के माध्यम से यात्रा करने और दूर के अंगों में ट्यूमर स्थापित करने के लिए बेहतर ढंग से सुसज्जित थीं।

इस प्रकार की सेलुलर रीशेपिंग का उपयोग आम तौर पर शरीर द्वारा घाव की मरम्मत और तनाव के अनुकूलन के दौरान किया जाता है। हालाँकि, कैंसर में, यही प्रक्रिया मेटास्टेसिस को चलाने में मदद कर सकती है।

GATA6 हानि लिवर मेटास्टेसिस के लिए तैयार कोशिकाओं का निर्माण करती है

इस प्लास्टिसिटी का एक संकेत LGR5 की कमी वाली कोशिकाओं की उपस्थिति थी, जो आमतौर पर आंतों की स्टेम कोशिकाओं में पाया जाने वाला एक मार्कर है। पहले के शोध से पता चला है कि LGR5-नकारात्मक कोशिकाएं लीवर मेटास्टेसिस शुरू कर सकती हैं।

नए अध्ययन से पता चला है कि GATA6 को बंद करने से कैंसर कोशिकाएं LGR5 पॉजिटिव स्थिति से LGR5 नेगेटिव स्थिति में स्थानांतरित हो जाती हैं। ये कोशिकाएं भ्रूण जैसी विशेषताएं प्रदर्शित करती हैं और अन्य अंगों में फैलने की क्षमता रखती हैं। इसके विपरीत, GATA6 गतिविधि को बहाल करने, या संबंधित मार्गों को सक्रिय करने से कोलोरेक्टल कैंसर कोशिकाओं की मेटास्टेटिक क्षमता कम हो गई।

“जब हम आनुवंशिक रूप से GATA6 को हटाते हैं, तो माउस मॉडल में लिवर मेटास्टेस की आवृत्ति और बोझ काफी बढ़ जाता है, जबकि प्राथमिक ट्यूमर के विकास पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है,” डॉ. नोरिहिरो गोटो ने कहा, जो जिल रॉबर्ट्स इंस्टीट्यूट फॉर रिसर्च इन इंफ्लेमेटरी बाउल डिजीज और सैंड्रा और एडवर्ड मेयर कैंसर सेंटर, दोनों वेइल कॉर्नेल में भी सदस्य हैं।

इन निष्कर्षों के आधार पर, शोधकर्ताओं का सुझाव है कि मेटास्टेसिस सेलुलर राज्यों के बीच विशिष्ट संक्रमणों पर अधिक निर्भर हो सकता है बजाय इस बात पर कि प्राथमिक ट्यूमर कितनी तेजी से बढ़ता है या कितना बड़ा हो जाता है।

संभावित बायोमार्कर और भविष्य के उपचार लक्ष्य

निष्कर्ष इस संभावना को बढ़ाते हैं कि GATA6 मेटास्टैटिक जोखिम के लिए बायोमार्कर के रूप में काम कर सकता है। कम GATA6 स्तर वाले ट्यूमर में मेटास्टेसिस को बढ़ावा देने वाली स्थिति में स्विच करने में सक्षम कोशिकाएं शामिल होने की अधिक संभावना हो सकती है। ऐसी जानकारी डॉक्टरों को उन रोगियों की पहचान करने में मदद कर सकती है जिन्हें नज़दीकी निगरानी या अधिक आक्रामक उपचार से लाभ हो सकता है।

अध्ययन एक संभावित चिकित्सीय रणनीति की ओर भी इशारा करता है जो सेलुलर पहचान बनाए रखने या कैंसर कोशिकाओं को अत्यधिक लचीली, प्रो-मेटास्टेटिक अवस्था में प्रवेश करने से रोकने पर केंद्रित है। हालाँकि, डॉ. नोरिहिरो गोटो ने कहा कि शोधकर्ताओं को सामान्य ऊतक मरम्मत में हस्तक्षेप किए बिना इन प्रक्रियाओं को लक्षित करने के तरीके खोजने की आवश्यकता होगी, जो समान जैविक कार्यक्रमों पर निर्भर करता है।

भविष्य के शोध में GATA6 की कमी वाली कैंसर कोशिकाओं की विशिष्ट कमजोरियों की पहचान करने पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा जिनका नई चिकित्सा द्वारा शोषण किया जा सकता है। टीम यह जांच करने की भी योजना बना रही है कि प्रतिरक्षा कोशिकाओं और यकृत-विशिष्ट संकेतों सहित ट्यूमर माइक्रोएन्वायरमेंट, प्रीक्लिनिकल मॉडल में इन सेलुलर संक्रमणों को कैसे प्रभावित करता है। (एएनआई)

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