लंबे समय से नजरअंदाज किया गया एंजाइम संक्रामक बैक्टीरिया को मारने की कुंजी बन जाता है
लंबे समय से नजरअंदाज किया गया एंजाइम संक्रामक बैक्टीरिया को मारने की कुंजी बन जाता है
Anonim

नए शोध से पता चलता है कि एक एंजाइम जिसे लंबे समय से प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के लिए अपेक्षाकृत बेकार माना जाता है, संक्रमण पैदा करने वाले बैक्टीरिया को मारने के लिए प्रतिरक्षा कोशिकाओं को स्थापित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने निर्धारित किया है कि चूहों में कैस्पेज़ -11 नामक यह एंजाइम, प्रतिरक्षा कोशिकाओं में घटकों को फ़्यूज़ करने और बैक्टीरिया को कम करने में सक्षम बनाता है जो लीजियोनेरेस रोग, एक प्रकार का निमोनिया का कारण बनता है। उस संलयन और गिरावट के बिना, ये जीवाणु पनपते हैं, बढ़ते हैं या दोहराते हैं और बीमारी का कारण बनते हैं। अन्य जीवाणुओं में प्रभाव समान है या नहीं यह अज्ञात रहता है।

मनुष्यों में समानांतर एंजाइम कैसपेज़ 4 और 5 का एक संयोजन है। शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि लेगियोनेला न्यूमोफिला बैक्टीरिया किसी तरह मानव कोशिकाओं में इन दो एंजाइमों की सक्रियता को दबा देता है। लेकिन अगर एंजाइमों को प्रतिरक्षा कोशिकाओं में वापस जोड़ दिया जाता है, तो वे वही संलयन घटनाओं को बंद कर देते हैं - जो चूहों में भी देखे जाते हैं - जो बैक्टीरिया को मार देंगे।

निष्कर्षों से इन कैसपेज़ को सक्रिय करके कुछ जीवाणु संक्रमणों से लड़ने के लिए डिज़ाइन की गई गैर-एंटीबायोटिक दवाओं के विकास का कारण बन सकता है। लीजियोनेयर्स रोग की चपेट में आने वालों में बुजुर्ग, धूम्रपान करने वाले और पुरानी बीमारियों या समझौता प्रतिरक्षा प्रणाली वाले लोग शामिल हैं, जिनमें कैंसर और एड्स के रोगी भी शामिल हैं।

"अगर कैस्पेज़ 4 और 5 को व्यक्त करने, वितरित करने या प्रेरित करने का कोई चिकित्सीय तरीका होता, तो मनुष्यों को लेगियोनेला संक्रमण नहीं होता। कल्पना कीजिए कि अगर आप इन कैसपेस के साथ कोशिकाओं को भर देते हैं, तो उन्हें दबाने के लिए लीजिओनेला के मुश्किल तरीके के आसपास काम करते हैं, और फिर संक्रमण नहीं होगा। यह बहुत बड़ा होगा,”ओहियो स्टेट में माइक्रोबियल संक्रमण और प्रतिरक्षा और आंतरिक चिकित्सा के सहायक प्रोफेसर अमल आमेर और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक ने कहा।

आमेर ने कहा कि ये निष्कर्ष कस्पासे अनुसंधान में एक आदर्श बदलाव का प्रतिनिधित्व करते हैं। वर्षों से, अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि बैक्टीरिया को मारने के लिए कोशिकाओं को स्थापित करने के लिए एक अलग एंजाइम, कैस्पेज़ -1 की आवश्यकता होती है। अधिकांश प्रकाशित शोध ने सुझाव दिया कि कस्पासे -11 केवल कस्पासे -1 को सक्रिय करने के लिए आवश्यक था।

एंजाइम की भूमिका और प्रभावशीलता का परीक्षण करने का एक सामान्य तरीका यह देखना है कि एंजाइम मौजूद नहीं होने पर कोशिकाओं का क्या होता है। एक माउस स्ट्रेन आनुवंशिक रूप से बदल गया है, इसलिए इसमें कई अध्ययनों के आधार के रूप में कैस्पेज़ -1 जीन नहीं होगा जो कि बैक्टीरिया, वायरल और फंगल संक्रमणों की एक श्रृंखला के खिलाफ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के लिए कैस्पेज़ -1 के महत्व की पुष्टि करता है।

हालाँकि, यह पता चला है कि उन्हीं चूहों में भी कैसपेस -11 नहीं था क्योंकि दो एंजाइमों के लिए जिम्मेदार जीन एक दूसरे के बहुत करीब स्थित हैं। इसलिए अध्ययनों ने कैसपेस -1 को रोगजनकों को दूर करने में महत्वपूर्ण एंजाइम के रूप में इंगित किया, जिसमें कैसपेस -11 की भूमिका निभाने वाली किसी भी भूमिका को ध्यान में नहीं रखा गया।

ओहियो स्टेट सेंटर फॉर माइक्रोबियल इंटरफेस बायोलॉजी और डेविस हार्ट एंड लंग रिसर्च इंस्टीट्यूट के एक अन्वेषक आमेर ने कहा, "वैज्ञानिकों को वापस जाना चाहिए और परीक्षण करना चाहिए कि क्या यह वास्तव में कैस्पेज़ -1 या कैस्पेज़ -11 बैक्टीरिया, वायरस या कवक को साफ कर रहा था।" दरअसल, आमेर उन वैज्ञानिकों में शामिल हैं, जिन्होंने कस्पासे-1 के बारे में अध्ययन प्रकाशित किए हैं।

उसने नोट किया कि इन कई अध्ययनों के कारण कस्पासे -1 को एक आकर्षक दवा लक्ष्य माना गया है। हालांकि, बैक्टीरिया को साफ करने के लिए कैस्पेज़ -1 की सक्रियता को बढ़ाने से परेशान करने वाला दुष्प्रभाव हो सकता है - यह एंजाइम भी व्यापक सूजन का कारण बनता है। कैस्पासे -11 का ऐसा कोई प्रभाव नहीं दिखता है, जिससे यह दवा कंपनियों के लिए संभावित रूप से अधिक वांछनीय दवा लक्ष्य बन जाता है, उसने कहा।

आमेर और उनके सहयोगियों ने प्रदर्शित किया कि कैसे कास्पेज़ -11 माउस और मानव सेल संस्कृतियों और चूहों को आनुवंशिक रूप से परिवर्तित किए गए प्रयोगों की एक श्रृंखला में लेगियोनेला बैक्टीरिया को साफ करने में मदद करता है ताकि वे कैस्पेज़ -11 का उत्पादन न करें।

चूंकि मैक्रोफेज के रूप में जानी जाने वाली प्रतिरक्षा कोशिकाएं इन जीवाणुओं को पहचानती हैं, वे जीवाणु कोशिकाओं का उपभोग करती हैं और उन्हें फागोसोम नामक एक डिब्बे के अंदर रखती हैं। सामान्य परिस्थितियों में, यह फागोसोम एक अन्य कोशिका घटक के साथ फ्यूज हो जाएगा जिसे लाइसोसोम कहा जाता है। जब दो डिब्बे जुड़ते हैं, तो लाइसोसोम अवांछित संक्रामक बैक्टीरिया को टुकड़ों में तोड़ देता है।

शोध से पता चला है कि चूहों में कैस्पेज़ -11 और मानव कोशिकाओं में कैस्पेज़ 4 और 5 ने मिलकर उस संलयन को बनाया और अप्रत्याशित तरीके से ऐसा किया। इस प्रकार के एंजाइम प्रोटीन की सक्रियता को प्रभावित करते हैं, और आम तौर पर एक कोशिका द्वारा आवश्यक प्रोटीन उत्पन्न करने के लिए एक यौगिक को एक विशिष्ट तरीके से छीनकर ऐसा करते हैं। लेकिन कैस्पेज़ -11 इसके बजाय अपने लक्ष्य प्रोटीन में से एक को सक्रिय करता है, जिसे एक्टिन कहा जाता है, इसमें फॉस्फोरस समूह जोड़कर - फॉस्फोराइलेशन नामक एक प्रक्रिया।

"अगर हम एक सामान्य कोशिका में रोगजनक बैक्टीरिया डालते हैं, तो वे रोगज़नक़ के अनुसार सफल हो सकते हैं या नहीं, लेकिन एक सेल में जिसमें कैसप -11 नहीं है, बैक्टीरिया जीवित रहने वाले हैं," आमेर ने कहा। "कैस्पेज़ -11 के बिना, फागोसोम लाइसोसोम के साथ फ्यूज नहीं होता है, और लीजियोनेला जीवित रहता है, प्रतिकृति करता है और संक्रमण का कारण बनता है।"

उन्होंने कहा कि मानव कोशिकाओं में, लेजिओनेला बैक्टीरिया ने किसी तरह कैसपेज़ 4 और 5 की सक्रियता को दबा दिया - शोधकर्ताओं को अभी तक यह नहीं पता है कि बैक्टीरिया इस स्टंट को कैसे खींचते हैं। लेकिन जब उन्होंने लेजिओनेला बैक्टीरिया युक्त प्रतिरक्षा सेल संस्कृतियों में दो कैसपेज़ को वापस जोड़ा, तो बैक्टीरिया अब जीवित नहीं रहे।

आमेर लीजियोनेला अनुसंधान में माहिर हैं, लेकिन उन्होंने यह भी परीक्षण किया कि क्या साल्मोनेला बैक्टीरिया मानव कोशिकाओं में कैसपेज़ 4 और 5 को दबा सकता है। "साल्मोनेला ऐसा नहीं करता है। लीजियोनेला के लिए यह एक बहुत ही अजीबोगरीब चाल है,”उसने कहा।

उसने यह भी नोट किया कि कैस्पेज़-11 केवल तभी सक्रिय होता है जब एक रोगजनक जीवाणु कोशिका में प्रवेश करता है, और जीवाणुओं को साफ़ करने के लिए इसकी आवश्यकता नहीं होती है जो संक्रमण का कारण नहीं बनते हैं।

"यह रोमांचक है, क्योंकि इसका मतलब है कि या तो कास्पेज़ -11 मौजूद बैक्टीरिया के प्रकार के अनुसार अंतर कर सकता है, या दो अलग-अलग बैक्टीरिया, रोगजनक और गैर-रोगजनक, पूरी तरह से अलग मार्गों से एक सेल में प्रवेश करते हैं - एक जो कैस्पेज़ -11 को संलग्न करता है और दूसरा जो करता है 'टी,' आमेर ने कहा। "हम अभी तक नहीं जानते हैं कि कौन सा परिदृश्य लागू होता है, लेकिन यह खोज अधिक सबूत प्रदान करती है कि कुछ रोगजनक बैक्टीरिया को साफ करने के लिए कस्पासे -11 की आवश्यकता होती है।"

उसने यह भी नोट किया कि कास्पेज़ -1 रोगजनक बैक्टीरिया को "थोड़ी सी डिग्री" कम करने के लिए लाइसोसोम और फागोसोम का संलयन उत्पन्न कर सकता है, लेकिन उनके शोध से पता चलता है कि "कैस्पेज़ -11 बड़ा खिलाड़ी है।"

यह काम राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान से अनुदान द्वारा समर्थित है।

शोध ऑनलाइन दिखाई देता है और पत्रिका प्रतिरक्षा में भविष्य के प्रिंट प्रकाशन के लिए निर्धारित है।

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