अध्ययन में पता चला है कि बुखार किस प्रकार प्रतिरक्षा कोशिकाओं में सक्रियता और माइटोकॉन्ड्रियल क्षति को बढ़ाता है

वाशिंगटन: शोधकर्ताओं ने वेंडरबिल्ट यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर पाया गया है कि बुखार के तापमान से प्रतिरक्षा कोशिका चयापचय, प्रसार और गतिविधि में वृद्धि होती है, लेकिन वे प्रतिरक्षा प्रणाली को भी बढ़ावा देते हैं। माइटोकॉन्ड्रियल तनाव, डीएनए क्षतिऔर टी कोशिकाओं के एक विशिष्ट उपसमूह में कोशिका मृत्यु।
यह निष्कर्ष 20 सितंबर को जर्नल में प्रकाशित हुआ। विज्ञान इम्यूनोलॉजीएक यांत्रिक व्याख्या प्रदान करते हैं कि कोशिकाएं गर्मी पर कैसे प्रतिक्रिया करती हैं और यह भी बता सकती हैं कि कैसे जीर्ण सूजन कैंसर के विकास में योगदान देता है।
जेफ़ रैथमेल, पीएचडी, कॉर्नेलियस वेंडरबिल्ट के इम्यूनोबायोलॉजी के प्रोफेसर और नए अध्ययन के संबंधित लेखक ने कहा कि बुखार के तापमान का कोशिकाओं पर प्रभाव अपेक्षाकृत कम अध्ययन वाला क्षेत्र है। उन्होंने कहा कि मौजूदा तापमान से संबंधित अधिकांश शोध कृषि से संबंधित हैं और अत्यधिक तापमान फसलों और पशुधन को कैसे प्रभावित करता है। तनाव पैदा किए बिना पशु मॉडल के तापमान को बदलना चुनौतीपूर्ण है, और प्रयोगशाला में कोशिकाओं को आम तौर पर इनक्यूबेटर में संवर्धित किया जाता है जो मानव शरीर के तापमान पर सेट होते हैं: 37 डिग्री सेल्सियस (98.6 डिग्री फ़ारेनहाइट)।
रैथमेल, जो वेंडरबिल्ट सेंटर फॉर इम्यूनोबायोलॉजी के निदेशक भी हैं, ने कहा कि “सामान्य शारीरिक तापमान वास्तव में अधिकांश सूजन प्रक्रियाओं के लिए तापमान नहीं होता है, लेकिन बहुत कम लोगों ने यह देखने की कोशिश की है कि तापमान में परिवर्तन करने पर क्या होता है।”
स्नातक छात्र डैरेन हेइंट्ज़मैन व्यक्तिगत कारणों से बुखार के प्रभाव में रुचि रखते थे: रैथमेल प्रयोगशाला में शामिल होने से पहले, उनके पिता को एक स्वप्रतिरक्षी रोग हो गया था और उन्हें महीनों तक लगातार बुखार रहता था।
हेइंट्ज़मैन ने कहा, “मैंने सोचना शुरू किया कि इस तरह से बढ़ा हुआ तापमान क्या कर सकता है। यह दिलचस्प था।”
हेन्ट्ज़मैन ने प्रतिरक्षा प्रणाली टी कोशिकाओं को 39 डिग्री सेल्सियस (लगभग 102 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर संवर्धित किया। उन्होंने पाया कि गर्मी से सहायक टी कोशिका चयापचय, प्रसार और भड़काऊ प्रभावकारी गतिविधि में वृद्धि हुई और नियामक टी कोशिका दमनकारी क्षमता में कमी आई।
हेइंट्ज़मैन ने कहा, “यदि आप संक्रमण के प्रति सामान्य प्रतिक्रिया के बारे में सोचते हैं, तो यह बहुत मायने रखता है: आप चाहते हैं कि प्रभावकारी (सहायक) टी कोशिकाएं रोगाणु के प्रति बेहतर प्रतिक्रिया करें, और आप चाहते हैं कि दमनकारी (नियामक) टी कोशिकाएं प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को न दबाएं।”
लेकिन शोधकर्ताओं ने एक अप्रत्याशित खोज भी की — कि सहायक टी कोशिकाओं के एक निश्चित उपसमूह, जिन्हें Th1 कोशिकाएँ कहा जाता है, में माइटोकॉन्ड्रियल तनाव और डीएनए क्षति विकसित हुई, और उनमें से कुछ की मृत्यु हो गई। शोधकर्ताओं ने कहा कि यह खोज भ्रामक थी, क्योंकि Th1 कोशिकाएँ ऐसी स्थितियों में शामिल होती हैं जहाँ अक्सर बुखार होता है, जैसे वायरल संक्रमण। संक्रमण से लड़ने के लिए आवश्यक कोशिकाएँ क्यों मर जाएँगी?
शोधकर्ताओं ने पाया कि Th1 कोशिकाओं का केवल एक भाग ही मरता है, तथा शेष कोशिकाएं अनुकूलन से गुजरती हैं, अपने माइटोकॉन्ड्रिया में परिवर्तन करती हैं, तथा तनाव के प्रति अधिक प्रतिरोधी बन जाती हैं।
रैथमेल ने कहा, “तनाव की लहर आती है, और कुछ कोशिकाएं मर जाती हैं, लेकिन जो कोशिकाएं अनुकूलन कर लेती हैं और जीवित रहती हैं, वे बेहतर होती हैं – वे अधिक संख्या में बढ़ती हैं और अधिक साइटोकाइन (प्रतिरक्षा संकेत अणु) बनाती हैं।”
हेइंट्ज़मैन बुखार के तापमान पर कोशिका प्रतिक्रिया की आणविक घटनाओं को परिभाषित करने में सक्षम थे। उन्होंने पाया कि गर्मी ने इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन कॉम्प्लेक्स 1 (ETC1) को तेजी से प्रभावित किया, जो एक माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो ऊर्जा उत्पन्न करता है। ETC1 की कमी ने सिग्नलिंग तंत्र को शुरू किया जिससे डीएनए को नुकसान पहुंचा और ट्यूमर सप्रेसर प्रोटीन p53 की सक्रियता हुई, जो डीएनए की मरम्मत में मदद करता है या जीनोम अखंडता को बनाए रखने के लिए कोशिका मृत्यु को ट्रिगर करता है। Th1 कोशिकाएं अन्य T कोशिका उपप्रकारों की तुलना में ETC1 की कमी के प्रति अधिक संवेदनशील थीं।
शोधकर्ताओं ने क्रोहन रोग और रुमेटॉइड गठिया के रोगियों के नमूनों के अनुक्रमण डेटाबेस में समान परिवर्तनों के साथ Th1 कोशिकाएं पाईं, जिससे उनके द्वारा परिभाषित आणविक संकेतन मार्ग को समर्थन मिला।
रैथमेल ने कहा, “हमें लगता है कि यह प्रतिक्रिया एक मौलिक तरीका है जिससे कोशिकाएं गर्मी को महसूस कर सकती हैं और तनाव का जवाब दे सकती हैं।” “ऊतकों में तापमान अलग-अलग होता है और हर समय बदलता रहता है, और हम वास्तव में नहीं जानते कि यह क्या करता है। यदि तापमान में परिवर्तन ETC1 के कारण कोशिकाओं को चयापचय करने के लिए मजबूर करने के तरीके को बदल देता है, तो इसका बहुत बड़ा प्रभाव पड़ने वाला है। यह मौलिक पाठ्यपुस्तक जैसी सामग्री है।”
निष्कर्ष बताते हैं कि गर्मी उत्परिवर्तनकारी हो सकती है – जब कोशिकाएं माइटोकॉन्ड्रियल तनाव के साथ प्रतिक्रिया करती हैं, तो वे डीएनए क्षति की उचित मरम्मत नहीं कर पाती हैं या मर जाती हैं।
हेइंट्ज़मैन ने कहा, “ऊतकों के तापमान में लगातार वृद्धि के साथ दीर्घकालिक सूजन से यह स्पष्ट हो सकता है कि कुछ कोशिकाएं ट्यूमरजन्य कैसे बन जाती हैं।” उन्होंने बताया कि 25% तक कैंसर दीर्घकालिक सूजन से जुड़े होते हैं।
रैथमेल ने कहा, “लोग मुझसे पूछते हैं, ‘बुखार अच्छा है या बुरा?'” “संक्षिप्त उत्तर यह है: थोड़ा बुखार अच्छा है, लेकिन बहुत ज़्यादा बुखार बुरा है। हम पहले से ही यह जानते थे, लेकिन अब हमारे पास यह जानने का तंत्र है कि यह बुरा क्यों है।”