दर्दनाक मस्तिष्क की चोट के पीछे के सुराग मिले

उनका शोध दृष्टिकोण कई प्रमुख आणविक हस्ताक्षरों को प्रकट करने के लिए “बायोपैनिंग” खोज करना था, जिन्हें बायोमार्कर कहा जाता है, जिन्हें चोट की घटना (तीव्र चरण) के तुरंत बाद सीधे पहचाना जाता है, और टीबीआई के दीर्घकालिक परिणाम (पुराने चरण) भी।

दर्दनाक मस्तिष्क की चोट पर दोबारा गौर करना

इन सीमाओं को पार करने के लिए, सारा स्टैबेनफेल्ड के नेतृत्व में एएसयू वैज्ञानिक, बायोमार्कर की पहचान करके टीबीआई के मूल कारणों का अध्ययन शुरू करने के लिए अपने अध्ययन के लिए माउस मॉडल का उपयोग करते हैं — किसी दिए गए चोट या बीमारी के साथ पाए जाने वाले अद्वितीय आणविक फिंगरप्रिंट।

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“न्यूरोट्रामा अनुसंधान समुदाय एक अच्छी तरह से स्थापित क्षेत्र है जिसने टीबीआई पैथोलॉजी को बेहतर ढंग से समझने और चिकित्सीय हस्तक्षेपों की प्रभावकारिता का आकलन करने के लिए प्रीक्लिनिकल पशु मॉडल विकसित और विशेषता दी है,” स्टैबेनफेल्ड ने कहा। “स्थापित माउस मॉडल का उपयोग करने से हमें बायोमार्कर की खोज करने में मदद मिली, जहां चोट विकृति की जटिलता और विकास प्रगति कर रहा था।”

वैज्ञानिक अक्सर बायोमार्कर खोज के आधार पर चिकित्सीय एजेंटों या नैदानिक ​​उपकरणों को डिजाइन करना शुरू कर सकते हैं। स्टैबेनफेल्ड की टीम ने बायोमार्कर खोज के लिए “बॉटम अप” दृष्टिकोण का उपयोग किया।

स्टैबेनफेल्ड की प्रयोगशाला में हाल ही में पीएचडी स्नातक, अध्ययन के पहले लेखक ब्रियाना ने कहा, “टॉप-डाउन” खोज पद्धतियां ब्याज की स्थिति में उनकी ज्ञात भागीदारी के आधार पर उम्मीदवार बायोमार्कर का आकलन करने पर केंद्रित हैं। “इसके विपरीत, एक” नीचे-ऊपर “विधि ऊतक संरचना में परिवर्तन का विश्लेषण करता है और उन परिवर्तनों को स्थिति से जोड़ने का एक तरीका ढूंढता है। यह अधिक निष्पक्ष दृष्टिकोण है लेकिन जोखिम भरा हो सकता है क्योंकि आप संभावित रूप से ऐसे मार्करों की पहचान कर सकते हैं जो ब्याज की स्थिति या विकृति के लिए विशिष्ट नहीं हैं।”

इसके बाद, उन्होंने अणुओं की पहचान करने और उन्हें पकड़ने के लिए कई अत्याधुनिक ‘बायोपैनिंग’ उपकरण और तकनीकों का उपयोग किया, जिसमें उच्च गति के अलावा फेज-डिस्प्ले सिस्टम नामक संभावित लक्ष्य अणुओं को मछली पकड़ने के लिए “चारा” तकनीक शामिल है। जीनोम के भीतर प्रोटीन लक्ष्यों की पहचान करने के लिए डीएनए अनुक्रमण, और चरण प्रदर्शन प्रयोगों से पेप्टाइड अंशों को अनुक्रमित करने के लिए मास-स्पेक्ट्रोमीटर।

खोज के लिए एक और बाधा एक जाल जैसे नेटवर्क का अनूठा शरीर विज्ञान है जिसे मस्तिष्क को चोट या हानिकारक रसायनों से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसे रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी) कहा जाता है।

“रक्त-मस्तिष्क बाधा (बीबीबी) बाधा संवहनी और मस्तिष्क के ऊतकों के बीच एक बाधा है,” स्टैबेनफेल्ड बताते हैं। “एक स्वस्थ व्यक्ति में, बीबीबी रक्त से मस्तिष्क में पोषक तत्वों और अपशिष्ट विनिमय को कसकर नियंत्रित करता है और इसके विपरीत, मस्तिष्क / केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को अनिवार्य रूप से विभाजित करता है।”

‘हालांकि, यह बाधा मस्तिष्क को दवा वितरण को भी जटिल बनाती है ताकि अधिकांश अणु/दवाएं इस बाधा को निष्क्रिय रूप से पार न करें; इसलिए, दवा वितरण क्षेत्र ने प्रवेश और वितरण तंत्र दोनों को संशोधित करने के तरीकों की तलाश की है। इसी तरह, टीबीआई या अन्य न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के लिए रक्त-आधारित बायोमार्कर के लिए, मस्तिष्क से रक्त में पैथोलॉजी और अणु के हस्तांतरण (यदि यह मस्तिष्क में उत्पन्न होता है) की विशिष्टता एक चुनौती है।”

जब एक टीबीआई होता है, तो प्रारंभिक चोट बीबीबी को बाधित कर सकती है, जो कोशिका मृत्यु, फटे, बाधित ऊतकों और मलबे का एक झरना ट्रिगर करती है।

लंबी अवधि की चोट सूजन और सूजन का कारण बनती है, और वसंत के प्रति प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में परिणाम होता है, लेकिन यह मस्तिष्क के ऊर्जा स्रोतों की हानि का कारण बन सकता है, या मस्तिष्क की रक्त आपूर्ति को रोक सकता है, जिससे अधिक न्यूरोनल कोशिका मृत्यु हो सकती है और स्थायी विकलांगता।

फेज डिस्प्ले सिस्टम के प्रायोगिक उपकरणों और तकनीकों के उनके सूट का एक प्रमुख लाभ यह है कि पहचाने गए अणु और संभावित बायोमार्कर बीबीबी के जाल के भीतर छोटे छिद्रों के माध्यम से खिसकने के लिए काफी छोटे हैं — इस प्रकार, चिकित्सा विज्ञान के लिए रास्ता खोलना इन अणुओं पर।

तो इन तमाम बाधाओं के बावजूद टीम ने एक रास्ता निकाला।

“हमारा अध्ययन उपन्यास लक्ष्यीकरण रूपांकनों की खोज के लिए फेज की संवेदनशीलता और विशिष्टता का लाभ उठाता है,” स्टैबेनफेल्ड ने कहा। “फेज और एनजीएस का संयोजन [next-generation sequencing] पहले इस्तेमाल किया गया है, जिससे जैव सूचनात्मक विश्लेषण का लाभ उठाया जा सकता है। हमारे अध्ययन का अनूठा योगदान इन सभी उपकरणों को विशेष रूप से टीबीआई के इन विवो मॉडल के लिए एक साथ रखना है।”

उन्हें टीबीआई के केवल तीव्र या पुराने चरणों से जुड़े अद्वितीय बायोमार्कर का एक सूट मिला। तीव्र चरण में, मुख्य रूप से चयापचय और माइटोकॉन्ड्रियल (कोशिका के पावरहाउस) शिथिलता से जुड़े लक्ष्य मान्यता प्राप्त टीबीआई लक्ष्य, जबकि, पुरानी टीबीआई मूल भाव काफी हद तक न्यूरोडीजेनेरेटिव प्रक्रियाओं से जुड़ा था।

स्टैबेनफेल्ड की प्रयोगशाला में हाल ही में पीएचडी स्नातक, अध्ययन के पहले लेखक ब्रियाना मार्टिनेज ने कहा, “बायोमार्कर खोज के लिए हमारी विधि प्रयोगों में विभिन्न बिंदुओं पर एकत्र किए गए दिमाग में चोट का पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशील थी।” “यह देखना वाकई दिलचस्प था कि न्यूरोडिजेनरेटिव बीमारियों में शामिल प्रोटीन 7 दिनों के बाद चोट के बाद पाए गए थे, लेकिन पहले, 1-दिन के बाद के समय बिंदु पर नहीं। तथ्य यह है कि हम इन मतभेदों को देखने में सक्षम थे वास्तव में दिखाता है कि कितना उपयोगी है यह विधि मस्तिष्क की चोट के विभिन्न पहलुओं की खोज में हो सकती है।”

यह यह भी समझाना शुरू कर सकता है कि जिन लोगों को टीबीआई हुआ है, वे जीवन में बाद में पार्किंसंस और अल्जाइमर जैसी न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों के विकास के लिए अधिक संवेदनशील क्यों हैं।

यह सफल खोज पाइपलाइन अब अगली पीढ़ी के लक्षित TBI चिकित्सीय और निदान की नींव के रूप में काम करेगी।

इसके बाद, समूह एएसयू के नैदानिक ​​भागीदारों के साथ अपने सहयोग को आगे बढ़ाने और मानव नमूनों में इन्हीं अणुओं की तलाश शुरू करने के लिए अपने अध्ययन का विस्तार करने की योजना बना रहा है।

स्रोत: यूरेकलर्ट