बाह्य कोषिका वेसिकल्स (extracellular vesicles: EVs) नामक कोषिकाओं से निर्गत होने वाले ननो संरचनाएं होती हैं जिनपर हाल ही में खास ध्यान दिया जा रहा है। इनका आकार, उत्पत्ति, सामग्री, कार्यक्षमता आदि विविध प्रकार के होते हैं, और ये जीव विज्ञानी गुणों के संपर्क में अत्यंत जटिल होते हैं। नीचे, बाह्य कोषिका वेसिकल्स के जीवविज्ञानी गुणों का संक्षिप्त विवरण दिया गया है।
बाह्य कोषिका वेसिकल्स का वर्गीकरण उनके आकार और उत्पत्ति के आधार पर होता है, जैसे एक्जोसोम, माइक्रोवेसिकल्स, एपोप्टोसिस बॉडीज़ आदि। एक्जोसोम कोषिका भीतरी संरचना, एंडोसोम से उत्पन्न होते हैं, और उनका आकार लगभग 30-150nm होता है। वहीं, माइक्रोवेसिकल्स कोषिका झिल्ली से सीधे अलग होने के रूप में उत्पन्न होते हैं, और उनका आकार 100-1000nm होता है, जो एक्जोसोम से बड़ा होता है। एपोप्टोसिस बॉडीज़ कोषिकाओं के प्रोग्राम की गई मौत (एपोप्टोसिस) के दौरान निर्गत होते हैं, और उनका आकार 1-5µm होता है, जो अधिक बड़ा होता है।
इन बाह्य कोषिका वेसिकल्स का कार्य कोषिकाओं के बीच संचार का माध्यम होता है। बाह्य कोषिका वेसिकल्स प्रोटीन, लिपिड, RNA (mRNA, miRNA आदि), DNA आदि विभिन्न अणुओं को ले जा सकते हैं। ये अणु वेसिकल्स के लक्ष्य कोषिकाओं को पहुंचाए जाते हैं, जहां वे अपने कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, वेसिकल्स में शामिल miRNA लक्ष्य कोषिकाओं के जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित कर सकते हैं।
इसके अलावा, बाह्य कोषिका वेसिकल्स स्वस्थ कोषिकाओं के साथ-साथ रोगी कोषिकाओं (जैसे कि कैंसर कोषिकाएं या वायरस संक्रमित कोषिकाएं) से भी निर्गत होते हैं। ये वेसिकल्स रोग की पहचान, परिणाम का निर्धारण, और नई उपचार विधियों का विकास करने में मदद कर सकते हैं।
बाह्य कोषिका वेसिकल्स कोषिकाओं के अपने भागों को लपेटकर अन्य कोषिकाओं को भेजने के लिए ‘पैकेट’ के रूप में कार्य करते हैं, जीव विज्ञानी सूचना को ले जाने का काम करते हैं। ये वेसिकल्स उनके मूल कोषिका के प्रकार और स्थिति के अनुसार RNA, प्रोटीन, लिपिड आदि विभिन्न जैविक अणुओं को शामिल करते हैं।
रोग की पहचान: बाह्य कोषिका वेसिकल्स उन कोषिकाओं की स्थिति को दर्शाते हैं जिनमें वे उत्पन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, कैंसर कोषिकाएं स्वस्थ कोषिकाओं से भिन्न गुणों वाले बाह्य कोषिका वेसिकल्स को छोड़ती हैं। इन गुणों का विश्लेषण करके, कैंसर की उपस्थिति, प्रकार, और प्रगति का निर्णय किया जा सकता है। इसके अलावा, खून या मूत्र जैसे शरीर के तरल पदार्थों में मौजूद बाह्य कोषिका वेसिकल्स का विश्लेषण करके, हमलावर की जांच नहीं करने वाले निदान विधियाँ (लिक्विड बायोप्सी) विकसित की जा रही हैं।
बाह्य कोषिका वेसिकल्स की अध्ययन क्षेत्र एक नवीनतम और तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र है, और इसके अन्तर्गत आने वाले अनुसंधानों के द्वारा यह उम्मीद की जा रही है कि नई उपचार विधियां, नई निदान विधियां, और कोषिका संचार की गहन समझ विकसित होगी।
- संडफेल्ड-पौलसन, बी., अगरहोम-पेडरसन, एन., बेक, आर., जैकोबसन, के आर., मेलदगार्ड, पी., फोलकसन, बी. एच., … और सोरेनसन, बी. एस. (2016). Exosomal proteins as prognostic biomarkers in non-small cell lung cancer. Molecular oncology, 10(10), 1595-1602.
- वैसे ही, प्रोस्टेट कैंसर के निदान में भी, प्रोस्टेट कैंसर कोषिकाओं से उत्पन्न एक्सोसोम्स का उपयोग करने वाली निदान विधियों का अध्ययन जारी है। प्रोस्टेट विशेष एंटीजन (PSA) जैसे पहले से ज्ञात मार्करों के साथ मिलाने से, अधिक सटीक निदान की उम्मीद की जा रही है।
संबंधित साहित्य के रूप में निम्नलिखित हैं:
पूर्वानुमान: रोग की प्रगति और उपचार की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए भी बाहरी छोटे वेसिकल उपयोगी होते हैं। उदाहरण के लिए, कैंसर के उपचार के प्रभाव का निर्णय करने के लिए, आमतौर पर छवि निदान या ऊतक परीक्षण की आवश्यकता होती है, जिसके लिए समय और मेहनत की जरूरत होती है। हालांकि, बाहरी छोटे वेसिकल के विश्लेषण से, यह उम्मीद की जा सकती है कि छोटे समय में, और बार-बार मूल्यांकन संभव होगा।
बाहरी छोटे वेसिकल का उपयोग पूर्वानुमान के निर्णय में करने के एक विशिष्ट उदाहरण के रूप में, कैंसर के पूर्वानुमान का उल्लेख किया गया है।
स्तन कैंसर: एक्सोसोम में सम्मिलित microRNA (miRNA) के पैटर्न को यह दर्शाने के लिए साहित्य मौजूद है कि वे स्तन कैंसर के पूर्वानुमान के लिए शक्तिशाली बायोमार्कर हैं। कुछ miRNA का पता चलता है कि वे स्तन कैंसर की प्रगति से घनिष्ठ रूप से जुड़े हैं, और इन miRNA का पता लगाने से, स्तन कैंसर के पूर्वानुमान की संभावना होती है।
विषय-वस्तु रूप में निम्नलिखित प्रमाणिक पत्रों के अधीन उपलब्ध हैं:
फेफड़े कैंसर: फेफड़े कैंसर के मरीजों के रक्त में मौजूद एक्सोसोम की मात्रा का रिपोर्ट किया गया है कि यह फेफड़े कैंसर की पूर्वानुमान और आंकड़े से संबंधित है। विशेष रूप से, अधिक मात्रा में एक्सोसोम वाले मरीजों के लिए पूर्वानुमान खराब होने की योजना बनाई गई है।
विषय-वस्तु रूप में निम्नलिखित प्रमाणिक पत्रों के अधीन उपलब्ध हैं:
नई उपचार विधि का विकास: बाहरी वेसिकल सिर्फ अपनी जानकारी ले जाने के अलावा, उस जानकारी को प्राप्त करने वाले कोशिकाओं की कार्यप्रणाली में परिवर्तन करने की क्षमता रखते हैं। इसका उपयोग करके, कोशिकाओं या ऊतकों को लक्षित दवाओं और जीनों को ले जाने के लिए “जीवविज्ञानिक परिवहन प्रणाली” का विकास किया जा रहा है। साथ ही, इम्यून रिस्पॉन्स को नियंत्रित करने वाले बाहरी वेसिकल का उपयोग करके नई इम्यूनोथेरेपी के विकास की उम्मीद है।
इस प्रकार, बाहरी वेसिकल के विविध गुणों और कार्यों के कारण, यह रोगी की व्याधि का निदान, पूर्वानुमान और नई उपचार विधि के विकास के लिए संकेत प्रदान करने की संभावना रखते हैं।
उदाहरण के लिए, गर्दनी उपचार में एमएससी एक्सोसोम का उपयोग किया जाता है।
लेकिन, सेलुलर वेसिकल का अध्ययन अभी तक शुरू हुआ है और इसके बहुत सारे मामलों में स्पष्टता नहीं हुई है। सेलुलर वेसिकल की सटीक उत्पत्ति मेकेनिज़्म, सेलों के बीच सूचना प्रसारण की व्यवस्था, वेसिकल में मौजूद मोलेक्यूल के प्रकार और उनकी चयन प्रक्रिया, और सेलुलर वेसिकल की शरीर में कैसे फैलती है और कैसे कार्य करती है, जैसी समस्याएं अभी भी अधिकांश हैं।
सेलुलर वेसिकल के अध्ययन का आश्चर्यजनक प्रभाव जीवित विज्ञान के साथ-साथ निदानशास्त्र और चिकित्सा क्षेत्र में भी होने की उम्मीद है। उदाहरण के लिए, कैंसर सेल से उत्पन्न सेलुलर वेसिकल जाने-माने कैंसर के प्रगति और प्रसार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। कैंसर सेल द्वारा उत्पन्न सेलुलर वेसिकल की विशेषताओं को समझकर, कैंसर के शुरूआती खोज, प्रसार के निवारण, नई उपचार विधियों के विकास आदि संभव हो सकता है। इसके अलावा, सेलुलर वेसिकल का “वाहन” के रूप में उपयोग करके निश्चित ऊतक या सेलों में दवाइयों को पहुंचाने के लिए नई उपचार विधियों का विकास भी हो रहा है।
दूसरी ओर, सेलुलर वेसिकल के अध्ययन के सामने कई कठिनाइयाँ हैं। सेलुलर वेसिकल के अलगाव और शुद्धिकरण की प्रक्रिया सामान्य जीवविज्ञानिक तकनीकों में उच्च कठिनाईयों के कारण कठिन होती है। इसके अलावा, सेलुलर वेसिकल सेल के प्रकार और स्थिति के आधार पर उनकी विशेषताएं बदलती हैं, इसलिए इस अध्ययन के परिणामों को सामान्यतः साधारित करना भी मुश्किल होता है।
फिर भी, सेलुलर वेसिकल के अध्ययन में इन कठिनाइयों के बावजूद, तेजी से आगे बढ़ रहा है। नई अलगाव और शुद्धिकरण तकनीकों के विकास, वेसिकल की सामग्री और मूलक सेल की पहचान करने के लिए नई तकनीकों का विकास, और सेलुलर वेसिकल खुद के कार्यों का उपयोग करने वाली नई चिकित्सा तकनीकों का विकास, इस क्षेत्र में नई खोजों और प्रौद्योगिकी नवीनीकरण से भरपूर है।
सेलुलर वेसिकल हमारे द्वारा समझे गए “सेल-सेल संचार” की अवधारणा को मूल से बदलने की संभावना रखती है। सेलेल अपने आप को दूसरे सेलों को भेजकर और सूचना प्रसारित करके इस नए दृष्टिकोण के द्वारा, जीवित विज्ञान के साथ-साथ, चिकित्सा, फार्मेसी, और इंजीनियरिंग और सूचना विज्ञान जैसे कई क्षेत्रों में नई संभावनाएं खोल सकता है।
संदर्भ लेख
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- Théry, C., Witwer, K. W., Aikawa, E., Alcaraz, M. J., Anderson, J. D., Andriantsitohaina, R., … & Buzas, E. I. (2018). Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines. Journal of extracellular vesicles, 7(1), 1535750.
- Kalluri, R., & LeBleu, V. S. (2020). The biology, function, and biomedical applications of exosomes. Science, 367(6478), eaau6977.
