कोशिका के पावरहाउस गुप्त रूप से बैक्टीरिया से लड़ने में मदद कर रहे हैं ,अध्ययन

माइटोकॉन्ड्रिया को मुख्य रूप से कोशिकाओं के ऊर्जा-उत्पादक घटकों के रूप में जाना जाता है। लेकिन वैज्ञानिक तेजी से यह खोज रहे हैं कि ये छोटे अंग कोशिकाओं को शक्ति प्रदान करने से कहीं अधिक काम करते हैं। वे सूजन को नियंत्रित करने, कोशिका मृत्यु को विनियमित करने और संक्रमणों का जवाब देने जैसे प्रतिरक्षा कार्यों में भी शामिल हैं। मेरे और मेरे सहयोगियों के शोध से पता चला है कि माइटोकॉन्ड्रिया आपकी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में एक और महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं: बैक्टीरिया की गतिविधि को महसूस करना और न्यूट्रोफिल, एक प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका, को उन्हें फंसाने और मारने में मदद करना।

पिछले 16 वर्षों से, मेरा शोध संक्रमण के दौरान प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा लिए जाने वाले निर्णयों को समझने और इन निर्णय लेने की प्रक्रियाओं के टूटने से बीमारी का कारण बनने के तरीके को समझने पर केंद्रित रहा है। मेरी प्रयोगशाला के हालिया निष्कर्षों ने इस बात पर प्रकाश डाला है कि ल्यूपस जैसी ऑटोइम्यून बीमारियों वाले लोग संक्रमण से लड़ने के लिए संघर्ष क्यों कर सकते हैं, जिससे निष्क्रिय माइटोकॉन्ड्रिया और कमजोर प्रतिरक्षा सुरक्षा के बीच संभावित संबंध का पता चलता है।

प्रतिरक्षा प्रणाली के गुप्त हथियार
न्यूट्रोफिल सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले प्रतिरक्षा कोशिका हैं और प्रतिरक्षा प्रणाली के पहले प्रतिक्रियाकर्ता के रूप में काम करते हैं। उनके प्रमुख रक्षा तंत्रों में से एक न्यूट्रोफिल एक्स्ट्रासेलुलर ट्रैप या NETs को छोड़ना है – डीएनए और रोगाणुरोधी प्रोटीन से बनी वेब जैसी संरचनाएँ। ये चिपचिपे NETs आक्रमणकारी रोगाणुओं को फँसाते हैं और बेअसर करते हैं, जिससे शरीर में उनका प्रसार रुक जाता है। हाल ही तक, वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि NET का निर्माण मुख्य रूप से सेलुलर तनाव और क्षति से शुरू होता है। हालाँकि, हमारे अध्ययन में पाया गया कि माइटोकॉन्ड्रिया एक विशिष्ट जीवाणु उपोत्पाद – लैक्टेट – का पता लगा सकते हैं और उस संकेत का उपयोग NET निर्माण आरंभ करने के लिए कर सकते हैं।

लैक्टेट आमतौर पर लोगों में मांसपेशियों की थकान से जुड़ा होता है। लेकिन जीवाणु संक्रमण के संदर्भ में, यह एक अलग भूमिका निभाता है। कई बैक्टीरिया अपने स्वयं के ऊर्जा उत्पादन के हिस्से के रूप में लैक्टेट छोड़ते हैं। मेरी टीम ने पाया कि एक बार जब बैक्टीरिया कोशिका के एक डिब्बे जिसे फेगोसोम कहा जाता है, द्वारा निगल लिया जाता है, तो न्यूट्रोफिल इस लैक्टेट की उपस्थिति को महसूस कर सकते हैं। फेगोसोम के अंदर, यह लैक्टेट न्यूट्रोफिल को बताता है कि बैक्टीरिया मौजूद हैं और जीवाणुरोधी प्रक्रियाएँ इन रोगजनकों को मारने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। जब न्यूट्रोफिल कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया इस लैक्टेट का पता लगाते हैं, तो वे कोशिका को बैक्टीरिया को फंसाने वाले NET से छुटकारा पाने के लिए संकेत देना शुरू कर देते हैं। एक बार जब बैक्टीरिया कोशिका के बाहर निकल जाते हैं, तो अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाएं उन्हें मार सकती हैं।

जब हमने लैक्टेट को महसूस करने की माइटोकॉन्ड्रिया की क्षमता को अवरुद्ध कर दिया, तो न्यूट्रोफिल प्रभावी रूप से NET का उत्पादन करने में विफल हो गए। इसका मतलब था कि बैक्टीरिया के पकड़े जाने और बढ़ने की संभावना अधिक थी, जो दर्शाता है कि यह तंत्र प्रतिरक्षा रक्षा के लिए कितना महत्वपूर्ण है। यह प्रक्रिया बैक्टीरिया के चयापचय और मेजबान कोशिका की ऊर्जा मशीनरी के बीच एक जटिल संवाद को उजागर करती है। इस खोज को आश्चर्यजनक बनाने वाली बात यह है कि कोशिकाओं के भीतर माइटोकॉन्ड्रिया फेगोसोम में फंसे बैक्टीरिया का पता लगाने में सक्षम हैं, भले ही सूक्ष्मजीव एक अलग स्थान में संलग्न हों। किसी तरह, माइटोकॉन्ड्रियल सेंसर इन डिब्बों के भीतर से संकेत उठा सकते हैं – सेलुलर समन्वय की एक प्रभावशाली उपलब्धि।

संक्रमण से लड़ने के लिए माइटोकॉन्ड्रिया को लक्षित करना
हमारा अध्ययन इम्यूनोमेटाबोलिज्म नामक एक बढ़ते क्षेत्र का हिस्सा है, जो इस बात की खोज करता है कि चयापचय और प्रतिरक्षा कार्य किस तरह से आपस में गहराई से जुड़े हुए हैं। सेलुलर चयापचय को केवल ऊर्जा उत्पन्न करने के साधन के रूप में देखने के बजाय, शोधकर्ता अब इसे प्रतिरक्षा निर्णयों के केंद्रीय चालक के रूप में पहचान रहे हैं। माइटोकॉन्ड्रिया इस अंतःक्रिया के केंद्र में बैठते हैं। कोशिका के चयापचय वातावरण को समझने, प्रतिक्रिया करने और यहाँ तक कि आकार देने की उनकी क्षमता उन्हें यह निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका देती है कि प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएँ कैसे और कब तैनात की जाती हैं।

उदाहरण के लिए, हमारे निष्कर्ष एक महत्वपूर्ण कारण प्रदान करते हैं कि सिस्टमिक ल्यूपस एरिथेमेटोसस नामक एक पुरानी ऑटोइम्यून बीमारी वाले रोगी अक्सर बार-बार होने वाले संक्रमणों से पीड़ित क्यों होते हैं। ल्यूपस रोगियों के न्यूट्रोफिल में माइटोकॉन्ड्रिया बैक्टीरिया के लैक्टेट को ठीक से महसूस करने में विफल रहते हैं। परिणामस्वरूप, NET उत्पादन में काफी कमी आई। यह माइटोकॉन्ड्रियल शिथिलता यह बता सकती है कि ल्यूपस रोगी बैक्टीरिया के संक्रमण के प्रति अधिक संवेदनशील क्यों होते हैं – भले ही उनकी प्रतिरक्षा प्रणाली बीमारी के कारण लगातार सक्रिय रहती है। यह अवलोकन प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को संतुलित करने में माइटोकॉन्ड्रिया की केंद्रीय भूमिका की ओर इशारा करता है। यह दो असंबंधित मुद्दों को जोड़ता है: ल्यूपस में देखी जाने वाली प्रतिरक्षा अति सक्रियता, और संक्रमण के प्रति संवेदनशीलता में वृद्धि जैसी प्रतिरक्षा कमजोरी।

जब माइटोकॉन्ड्रिया सही तरीके से काम करते हैं, तो वे न्यूट्रोफिल को बैक्टीरिया पर प्रभावी, लक्षित हमला करने में मदद करते हैं। लेकिन जब माइटोकॉन्ड्रिया खराब हो जाते हैं, तो यह प्रणाली टूट जाती है। हमारी खोज कि माइटोकॉन्ड्रिया बैक्टीरिया के लैक्टेट को समझकर NET गठन को सक्रिय कर सकता है, संक्रमण के उपचार के लिए नई संभावनाओं को खोलता है। उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रियल सेंसिंग को बढ़ाने वाली दवाएँ कमज़ोर प्रतिरक्षा प्रणाली वाले लोगों में NET उत्पादन को बढ़ा सकती हैं। दूसरी तरफ, ऐसी स्थितियों के लिए जहाँ NET ऊतक क्षति में योगदान करते हैं – जैसे कि गंभीर COVID-19 या ऑटोइम्यून बीमारियों में – इस प्रतिक्रिया को सीमित करना फायदेमंद हो सकता है।

इसके अतिरिक्त, हमारा अध्ययन यह सवाल उठाता है कि क्या अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाएँ माइक्रोबियल मेटाबोलाइट्स को समझने के लिए समान तंत्र का उपयोग करती हैं, और क्या अन्य बैक्टीरियल बायप्रोडक्ट प्रतिरक्षा संकेतों के रूप में काम कर सकते हैं। इन मार्गों को अधिक विस्तार से समझने से नए उपचार हो सकते हैं जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को अधिक सटीक रूप से नियंत्रित करते हैं, रोगाणुरोधी सुरक्षा को संरक्षित करते हुए संपार्श्विक क्षति को कम करते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया न केवल कोशिका के पावरहाउस हैं – वे प्रतिरक्षा प्रणाली के प्रहरी हैं, जो बैक्टीरिया के आक्रमणकारियों के सबसे कमज़ोर चयापचय संकेतों के प्रति भी सतर्क रहते हैं। जैसे-जैसे शोधकर्ताओं की अपनी भूमिकाओं के बारे में समझ बढ़ती जा रही है, वैसे-वैसे हमारी कोशिकीय सुरक्षा की जटिलता – और अनुकूलनशीलता – के प्रति हमारी समझ भी बढ़ती जा रही है।

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