बचपन का प्रोटिओम: प्रोटीन हस्ताक्षर और वयस्क रोग जोखिम

आनुवंशिक निर्देशों से लेकर काम करने वाले अणुओं तक

एक जीनोम (genome) में डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (deoxyribonucleic acid), या डीएनए (DNA) में आनुवंशिक जानकारी होती है। कोशिकाएं उन निर्देशों में से कई को व्यक्त करने में मध्यवर्ती के रूप में राइबोन्यूक्लिक एसिड (ribonucleic acid), या आरएनए (RNA) का उपयोग करती हैं। प्रोटीन अधिकांश परिणामी कार्य करते हैं। वे कई अन्य जैविक कार्यों के बीच कोशिका संरचना, रासायनिक प्रतिक्रियाओं, परिवहन, संकेतन और रक्षा में योगदान करते हैं।

प्रोटिओम किसी जीव, ऊतक, कोशिका या परिभाषित जैविक संदर्भ से जुड़े प्रोटीन का समूह है। प्रोटिओमिक्स (Proteomics) इसका बड़े पैमाने पर अध्ययन है। संदर्भ मायने रखता है क्योंकि अलग-अलग कोशिकाएं अलग-अलग काम करती हैं। एक यकृत-कोशिका प्रोटीन प्रोफाइल तंत्रिका कोशिका या रक्त के नमूने के साथ विनिमेय नहीं है।

जीनोम इसलिए इस बात की पूरी सूची नहीं है कि एक कोशिका किसी विशेष क्षण में क्या कर रही है। एक जीन अपने प्रोटीन के प्रचुर मात्रा में हुए बिना मौजूद हो सकता है। प्रोटीन भी प्रसंस्करण, आंदोलन और टूटने से गुजरते हैं। प्रोटिओम का अध्ययन शोधकर्ताओं को इन बदलती गतिविधियों के करीब लाता है, हालांकि यह सीधे हर गतिविधि को प्रकट नहीं करता है।

प्रोटिओम क्यों बदलता है

प्रोटीन की प्रचुरता उम्र, पोषण, बीमारी, उपचार और कोशिका की स्थिति के साथ भिन्न हो सकती है। परिणामस्वरूप समय और नमूनाकरण की स्थिति मायने रखती है। विभिन्न परिस्थितियों में एकत्र किए गए दो रक्त नमूने अलग-अलग विरासत में मिले जीनोम का प्रतिनिधित्व किए बिना भिन्न हो सकते हैं। शोधकर्ताओं को संग्रह या प्रयोगशाला हैंडलिंग के दौरान पेश किए गए अंतर से सार्थक जैविक भिन्नता को अलग करना चाहिए।

एक प्रोटीन को बनने के बाद संशोधित भी किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, फॉस्फेट समूह को जोड़ने से इसकी गतिविधि या बातचीत बदल सकती है। इस तरह के पोस्ट-ट्रांसलेशनल (post-translational) संशोधन प्रोटिओमिक अनुसंधान का हिस्सा हैं। अकेले अणुओं की गिनती इन परिवर्तनों को याद कर सकती है। एक एंजाइम (enzyme) की मात्रा को जानना इसकी कार्यशील अवस्था का पूरी तरह से वर्णन नहीं करता है।

प्रोटिओमिक्स जांच कर सकता है कि प्रोटीन कहां होते हैं, कितना मौजूद है और कौन से अणु बातचीत करते हैं। ये प्रश्न अलग-अलग प्रोटीन को मार्ग और सेल कार्यों से जोड़ते हैं। मार्ग जैविक प्रक्रियाओं की एक जुड़ी हुई श्रृंखला है। इसलिए कई संबंधित प्रोटीनों में परिवर्तन एक अलग माप की तुलना में अधिक जानकारीपूर्ण हो सकता है।

नए अध्ययन ने क्या तुलना की

शोधकर्ताओं ने 273 हिस्पैनिक (Hispanic) या लातीनी (Latino) बच्चों और किशोरों में 25 रोग-जुड़े लक्षणों की जांच की। उनकी औसत आयु लगभग 13 वर्ष थी। लक्षणों में यकृत स्वास्थ्य, शरीर में वसा, रक्त वाहिकाओं और ग्लूकोज विनियमन से संबंधित उपाय शामिल थे। इनकी तुलना शरीर भर में प्रत्येक प्रोटीन के पूर्ण माप के बजाय परिसंचारी प्रोटीन माप के साथ की गई थी।

काम हृदय-गुर्दे-चयापचय रोग, पेपर में संक्षेप में CKMD को संबोधित करता है। यह फ्रेमिंग हृदय और रक्त वाहिकाओं, गुर्दे और चयापचय को प्रभावित करने वाली स्थितियों को जोड़ती है। शोधकर्ताओं ने फिर अलग-अलग वयस्क नमूनों में संबंधित पैटर्न की जांच की। एक बड़ी तुलना में यूनाइटेड किंगडम बायोबैंक (United Kingdom Biobank) में 28,256 प्रतिभागी शामिल थे।

वयस्क तुलनाओं ने बचपन से व्युत्पन्न प्रोटीन पैटर्न को वयस्क रोग से संबंधित परिणामों के साथ जोड़ा। बच्चों को दशकों तक पालन नहीं किया गया जब तक कि उन्होंने उन परिणामों को विकसित नहीं किया। यह भेद मौलिक है। साक्ष्य कि एक पैटर्न समूहों के बीच स्थानांतरित होता है, एक व्यक्तिगत बच्चे के अंतिम नैदानिक इतिहास को सीधे मापने से अलग है।

प्रोटीन हस्ताक्षर को कैसे समझा जाना चाहिए

एक प्रोटीन हस्ताक्षर एक स्थिति या जैविक अवस्था से जुड़े मापों का संयोजन है। इसे एक विशिष्ट नैदानिक अणु से मिलकर बने होने की आवश्यकता नहीं है। कई प्रोटीन एक साथ बदल सकते हैं क्योंकि वे साझा प्रक्रियाओं को दर्शाते हैं। शोधकर्ता तंत्र की जांच करने या ऐसे मॉडल बनाने के लिए ऐसे पैटर्न का उपयोग करते हैं जिनके लिए आगे के परीक्षण की आवश्यकता होती है।

प्रोटीन को मापने के कई तरीके हैं। मास स्पेक्ट्रोमेट्री (Mass spectrometry) उनके मापे गए द्रव्यमान-संबंधित गुणों का उपयोग करके अणुओं की पहचान और मात्रा निर्धारित कर सकती है। एफ़िनिटी (Affinity) आधारित विधियाँ चयनित प्रोटीनों को पहचानने के लिए एंटीबॉडी (antibodies) जैसे अणुओं का उपयोग करती हैं। इन दृष्टिकोणों में अलग-अलग कवरेज और सीमाएँ हैं। एक बड़ा पैनल एक परिभाषित माप प्रणाली बनी हुई है, न कि हर संभव प्रोटीन रूप का विस्तृत चित्र।

एक भविष्य कहनेवाला जुड़ाव स्वचालित रूप से एक कारण संबंध नहीं है। एक प्रोटीन बीमारी में योगदान कर सकता है, बीमारी का जवाब दे सकता है या किसी अन्य अंतर्निहित प्रक्रिया को ट्रैक कर सकता है। आनुवंशिक प्रमाण और प्रयोग इन संभावनाओं को अलग करने में मदद कर सकते हैं। एक उपयोगी बायोमार्कर (biomarker) बीमारी का कारण नहीं होना चाहिए, लेकिन बायोमार्कर के उद्देश्य से उपचार के लिए एक मजबूत जैविक औचित्य की आवश्यकता होती है।

नैदानिक उपयोग से पहले क्या आवश्यकता होगी?

किसी भी प्रस्तावित बचपन की स्क्रीनिंग टूल को आबादी, उम्र और नैदानिक सेटिंग्स में सत्यापन की आवश्यकता होगी। इसके लिए मौजूदा जोखिम मूल्यांकन के साथ तुलना की भी आवश्यकता होगी। शोधकर्ताओं को यह स्थापित करना होगा कि क्या नई जानकारी फैसलों में सुधार करती है। एक सटीक प्रयोगशाला माप पर्याप्त नहीं है यदि यह देखभाल में उपयोगी परिवर्तन नहीं लाता है।

झूठे अलार्म और छूटे हुए मामले मायने रखते हैं, खासकर बच्चों में। एक मॉडल स्वस्थ बच्चों को उच्च जोखिम के रूप में लेबल कर सकता है या ध्यान देने वाले अन्य लोगों की अनदेखी कर सकता है। इसलिए स्पष्ट सीमाएँ और अनुवर्ती प्रक्रियाएँ आवश्यक होंगी। अध्ययन केवल अपने शोध हस्ताक्षरों के आधार पर नियमित व्यावसायिक परीक्षण या उपचार परिवर्तनों को उचित नहीं ठहराता है।

व्यापक अवसर उन्नत बीमारी प्रकट होने से पहले बीमारी के विकास को समझना है। यह अनुदैर्ध्य अध्ययन और सावधानीपूर्वक डिजाइन किए गए रोकथाम अनुसंधान का आह्वान करता है। प्रोटीन पैटर्न उन सवालों को तैयार करने में मदद कर सकते हैं। उन्हें स्थापित स्वास्थ्य उपायों और उन परिस्थितियों पर ध्यान देने के लिए प्रतिस्थापित करने के बजाय पूरक होना चाहिए जिनमें बच्चे बढ़ते हैं।

निष्कर्ष

प्रोटिओम जीव विज्ञान का एक बदलता हुआ दृश्य प्रस्तुत करता है जो अकेले आनुवंशिक अनुक्रम प्रदान नहीं कर सकता है। नया अध्ययन बचपन के आणविक पैटर्न को अलग-अलग समूहों में वयस्क रोग के प्रमाण से जोड़ता है। इसका वादा शुरुआती जोखिम पर बेहतर शोध में निहित है। सांख्यिकीय संघों को व्यक्तिगत भविष्यवाणियों के रूप में मानने के बजाय, नैदानिक दावों को उचित सत्यापन की प्रतीक्षा करनी चाहिए।