स्टैनफोर्ड वैज्ञानिकों ने खोजा: उम्र बढ़ने पर प्रतिरक्षा कोशिकाएं मस्तिष्क में उमड़ पड़ती हैं, क्योंकि ऐसा होना ही था

दशकों से, वैज्ञानिक आम तौर पर मस्तिष्क की प्रतिरक्षा प्रणाली को एक प्रकार का गेटेड समुदाय मानते रहे हैं, जो शरीर की मुख्य सुरक्षा से अलग है। मस्तिष्क की अपनी विशेष प्रतिरक्षा कोशिकाएं होती हैं और एक रक्त-मस्तिष्क अवरोध जो अवांछित आगंतुकों को बाहर रखता है, बिल्कुल एक विशिष्ट क्लब के बाउंसर की तरह। लेकिन स्टैनफोर्ड का नया शोध इस तस्वीर को चुनौती दे रहा है, यह पाते हुए कि शरीर के अन्य हिस्सों से बड़ी संख्या में प्रतिरक्षा कोशिकाएं उम्र बढ़ने के साथ मानव मस्तिष्क में प्रवेश करती हैं। यह खोज मस्तिष्क की उम्र बढ़ने की हमारी समझ को नया आकार दे सकती है और संभावित रूप से तंत्रिका संबंधी रोगों के इलाज के नए रास्ते खोल सकती है। यह काम, आंशिक रूप से वू त्साई तंत्रिका विज्ञान संस्थान में नाइट इनिशिएटिव फॉर ब्रेन रेजिलिएंस द्वारा समर्थित, जर्नल नेचर में प्रकाशित हुआ था।

"हम आम तौर पर मस्तिष्क को एक बंद प्रणाली के रूप में सोचते हैं," जूलिया बेल्क ने कहा, जो स्टैनफोर्ड मेडिसिन में पैथोलॉजी में पोस्टडॉक्टोरल विद्वान और अध्ययन की पहली लेखिका हैं। "हमने जो पाया वह यह है कि वास्तव में बहुत सारी प्रतिरक्षा कोशिकाएं उम्र बढ़ने के दौरान मानव मस्तिष्क में प्रवेश करती हैं।" बेल्क की अंतःविषय पृष्ठभूमि - उन्होंने कंप्यूटर विज्ञान में शुरुआत की और साराफान सीएचईएम-एच के रसायन विज्ञान/जीव विज्ञान इंटरफेस प्रीडॉक्टोरल प्रशिक्षण कार्यक्रम के माध्यम से प्रशिक्षित हुईं - ने सिद्धार्थ जायसवाल के साथ एक सहयोग किया, जो पैथोलॉजी के एसोसिएट प्रोफेसर और वरिष्ठ लेखक हैं, जिन्होंने पहले दिखाया था कि उत्परिवर्तित रक्त स्टेम कोशिकाओं से प्रतिरक्षा कोशिकाओं के कुछ क्लोन अल्जाइमर के कम जोखिम से जुड़े थे। इससे संभावना बढ़ी कि ये असामान्य कोशिकाएं मस्तिष्क के साथ बातचीत कर सकती हैं, और आगे के शोध ने सुझाव दिया कि वे वास्तव में इसमें प्रवेश कर सकती हैं। फिर टीम ने एक बड़ा सवाल पूछा: क्या रक्त से प्रतिरक्षा कोशिकाएं नियमित रूप से उम्र बढ़ने के साथ लोगों के मस्तिष्क में प्रवेश कर सकती हैं?

"अधिकांश प्रतिरक्षा कोशिकाओं के विपरीत, जो अस्थि मज्जा से रक्त स्टेम कोशिकाओं द्वारा लगातार पुनःपूर्ति की जाती हैं, मस्तिष्क में प्रतिरक्षा कोशिकाओं को जीवन भर मस्तिष्क के बाहर से योगदान के बिना खुद को नवीनीकृत करने के लिए माना जाता था," जायसवाल ने कहा। "हमारा पहला अध्ययन दिखाया कि यह हमेशा मामला नहीं हो सकता है।"

कई वर्षों तक, कई शोधकर्ताओं का मानना था कि मस्तिष्क की विशेष प्रतिरक्षा कोशिकाएं, जिन्हें माइक्रोग्लिया के रूप में जाना जाता है, जन्म के समय स्थापित होती हैं और एक आत्मनिर्भर आबादी बनी रहती हैं। लेकिन बेल्क और सहयोगियों ने संभावना पर विचार किया कि बाहरी प्रतिरक्षा कोशिकाएं दुर्लभ उत्परिवर्तन वाले लोगों के अलावा और भी लोगों में मस्तिष्क में प्रवेश कर सकती हैं - शायद यह मानव उम्र बढ़ने की एक नियमित विशेषता है। यह विचार कि रक्त-आधारित प्रतिरक्षा कोशिकाएं अल्जाइमर में भूमिका निभा सकती हैं, असामान्य और विवादास्पद दोनों था, इसलिए 2022 में, जायसवाल और सहयोगियों ने नाइट इनिशिएटिव फॉर ब्रेन रेजिलिएंस से समर्थन मांगा, जो मस्तिष्क लचीलापन और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग का अध्ययन करने के तरीके पर पुनर्विचार करने के उद्देश्य से अनुसंधान को वित्त पोषित करता है।

नाइट इनिशिएटिव इनोवेशन अवार्ड के समर्थन के साथ, टीम - जिसमें सह-वरिष्ठ लेखक हॉवर्ड चांग, कैंसर अनुसंधान के वर्जीनिया और डी. के. लुडविग प्रोफेसर शामिल हैं - ने यह निर्धारित करने के लिए तैयार किया कि क्या रक्त प्रतिरक्षा कोशिकाएं वास्तव में मस्तिष्क में माइक्रोग्लिया को फिर से भर सकती हैं। उन्होंने स्टैनफोर्ड रैपिड ऑटोप्सी सेंटर (सह-लेखक जोडी हूपर के नेतृत्व में) और वाशिंगटन विश्वविद्यालय के अल्जाइमर रोग अनुक्रमण परियोजना से मानव मस्तिष्क ऊतक का अध्ययन किया, जिसने अल्जाइमर के साथ और बिना लोगों से रक्त और मरणोपरांत मस्तिष्क ऊतक दोनों प्रदान किए। इससे उन्हें रक्तप्रवाह से प्रतिरक्षा कोशिकाओं की सीधे मस्तिष्क ऊतक में उन लोगों के साथ तुलना करने की अनुमति मिली।

चुनौती मस्तिष्क में प्रतिरक्षा कोशिकाओं की उत्पत्ति का पता लगाना था। क्योंकि प्रतिरक्षा कोशिकाएं लगातार विभाजित होती हैं, वैज्ञानिकों ने वंश के जैविक मार्कर के रूप में साझा उत्परिवर्तन का उपयोग किया, ठीक उसी तरह जैसे एक उपभोक्ता वंशावली परीक्षण सेवा। उम्र बढ़ने के साथ रक्त स्टेम कोशिकाओं में यादृच्छिक उत्परिवर्तन जमा होते हैं, और उन स्टेम कोशिकाओं द्वारा उत्पादित प्रतिरक्षा कोशिकाएं समान उत्परिवर्तन प्राप्त करती हैं। यदि प्रतिरक्षा कोशिकाओं के दो समूह मेल खाने वाले उत्परिवर्तन ले जाते हैं, तो वे संभवतः एक ही मूल साझा करते हैं। 2023 के शोध के दौरान विकसित तकनीकों का उपयोग करते हुए, बेल्क और सहयोगियों ने युग्मित रक्त और मस्तिष्क के नमूनों की तुलना की और पाया कि आनुवंशिक हस्ताक्षर मेल खाते हैं, यह दिखाते हुए कि शरीर से प्रतिरक्षा कोशिकाएं मस्तिष्क में प्रवेश कर चुकी थीं, यह प्रक्रिया एक