വാർത്തകളിൽ എന്തിന്? ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ഗവേഷകർ Exosomes എന്നറിയപ്പെടുന്ന ചെറിയ കണികകളെ മനസ്സിലാക്കാനുള്ള ശ്രമത്തിലാണ്. മെംബ്രൺ-ബൗണ്ട് (membrane-bound) ആയ ഈ വെസിക്കിളുകളെ (vesicles) സാധ്യതയുള്ള ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ടൂളുകളായും മരുന്നുകളുടെ ഡെലിവറി വാഹനങ്ങളായും (delivery vehicles) ഗവേഷണം ചെയ്യുന്നുണ്ട്. എങ്കിലും ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് അവയെ നേരിട്ട് നിരീക്ഷിക്കുന്നത് ഇപ്പോഴും വെല്ലുവിളിയാണ്. Exosomes നെ മനസ്സിലാക്കുന്നത് കാൻസർ, Alzheimer’s തുടങ്ങിയ രോഗങ്ങൾ എങ്ങനെ കണ്ടെത്തുന്നുവെന്നും ചികിത്സിക്കുന്നുവെന്നും ഉള്ള കാര്യത്തിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങൾ കൊണ്ടുവരും.
പശ്ചാത്തലം
കോശങ്ങൾക്കുള്ളിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു തരം extracellular vesicle ആണ് Exosomes. കോശ സ്തരത്തിൻ്റെ (cell membrane) ഭാഗങ്ങൾ ഉള്ളിലേക്ക് മടങ്ങി മൾട്ടിവെസിക്കുലാർ ബോഡികൾ രൂപപ്പെടുമ്പോഴാണ് അവ ഉണ്ടാകുന്നത്. തുടർന്ന് അവ പുറമെയുള്ള സ്തരവുമായി സംയോജിച്ച് അവയുടെ ഉള്ളടക്കം പുറത്തുവിടുന്നു. Exosomes ന് സാധാരണയായി 30-150 nanometres വ്യാസമാണുള്ളത്, ഇത് അവയെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട ഏറ്റവും ചെറിയ extracellular vesicle ആക്കി മാറ്റുന്നു. അവ പാരൻ്റ് സെല്ലിൻ്റെ സ്തരത്തിന് സമാനമായ lipid bilayer കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞിരിക്കുന്നു കൂടാതെ പ്രോട്ടീനുകൾ, ലിപിഡുകൾ, വിവിധ തരം RNA കൾ എന്നിവ വഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അവയുടെ ഉത്ഭവം കാരണം, exosomes മാർക്കറുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്ന tetraspanins (CD9, CD63, CD81), heat-shock proteins (HSP70, HSP90) എന്നിവ പോലുള്ള ഉപരിതല തന്മാത്രകളെ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.
സ്വഭാവ സവിശേഷതകളും പ്രവർത്തനങ്ങളും
- ഘടന: കോശ സിഗ്നലിംഗിലും (cell signalling) സ്ട്രെസ് പ്രതികരണത്തിലും ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ, phosphatidylserine, കൊളസ്ട്രോൾ എന്നിവ പോലുള്ള ലിപിഡ് ഘടകങ്ങൾ, microRNAs, mRNAs, long non-coding RNAs എന്നിവ പോലുള്ള ജനിതക വസ്തുക്കൾ എന്നിവയെ Exosomes കൊണ്ടുപോകുന്നു. ഈ കാർഗോ പാരൻ്റ് സെല്ലിൻ്റെ ഫിസിയോളജിക്കൽ അവസ്ഥയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു.
- ഇൻ്റർസെല്ലുലാർ ആശയവിനിമയം (Intercellular communication): അടുത്തുള്ളതോ അകലെയുള്ളതോ ആയ കോശങ്ങളിലേക്ക് തങ്ങളുടെ കാർഗോ എത്തിക്കുന്ന സന്ദേശവാഹകരായി അവ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. RNA യും പ്രോട്ടീനുകളും വിതരണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, exosomes ന് ജീൻ എക്സ്പ്രഷനും (gene expression) സെല്ലുലാർ സ്വഭാവവും പരിഷ്കരിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ടിഷ്യു നന്നാക്കുന്നതിലും പ്രതിരോധ പ്രതികരണങ്ങളിലും വികസനത്തിലും പങ്കുവഹിക്കുന്നു.
- രോഗങ്ങളിൽ: മാറിയ exosome പ്രൊഫൈലുകൾ കാൻസർ, ന്യൂറോ ഡിജനറേറ്റീവ് ഡിസോർഡേഴ്സ്, വിട്ടുമാറാത്ത വീക്കം എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. അവയുടെ ഉള്ളടക്കം ലിപിഡ് മെംബ്രൺ സംരക്ഷിക്കുന്നതിനാൽ, രോഗങ്ങൾ നേരത്തേ കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനുള്ള സ്ഥിരതയുള്ള ബയോമാർക്കറുകളായി exosomes നെ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.
- വെസിക്കിളുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം: Extracellular vesicles നെ വലുപ്പവും ഉത്ഭവവും അനുസരിച്ച് തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നു: exosomes (30–150 nm), microvesicles അല്ലെങ്കിൽ ectosomes (100–1,000 nm), apoptotic bodies (50–5,000 nm). Exosomes എൻഡോലൈസോസോമൽ (endolysosomal) പാതകളിൽ നിന്ന് ഉയർന്നുവരുന്നു, അതേസമയം microvesicles പ്ലാസ്മ മെംബ്രണിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് ഉണ്ടാകുന്നു.
വളർന്നുവരുന്ന പ്രയോഗങ്ങൾ
തന്മാത്രാ കാർഗോ (molecular cargo) വഹിക്കാനുള്ള exosomes ൻ്റെ സവിശേഷമായ കഴിവ്, അവയെ ചികിത്സകൾക്കുള്ള (therapeutics) സ്വാഭാവിക ഡെലിവറി വാഹനങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കാൻ ഗവേഷകർക്ക് പ്രചോദനമായി. ജൈവിക തടസ്സങ്ങൾ മറികടക്കാൻ exosomes ന് കഴിയുമെന്നതിനാലും പ്രതിരോധ പ്രതികരണങ്ങൾക്ക് കാരണമാകാനുള്ള സാധ്യത കുറവായതിനാലും, RNA അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മരുന്നുകൾക്കും വാക്സിനുകൾക്കും അവയെ കാരിയറുകളായി പഠിക്കുന്നു. രക്തത്തിലോ മറ്റ് ശരീരദ്രവങ്ങളിലോ രോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട എക്സോസോമൽ പ്രോട്ടീനുകളോ RNA കളോ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് പരിശോധനകളും ഡോക്ടർമാർ വികസിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, സങ്കീർണ്ണമായ സാമ്പിളുകളിൽ നിന്ന് exosomes നെ വേർതിരിക്കുന്നത് വെല്ലുവിളിയായി തുടരുന്നു, കൂടാതെ കോശങ്ങൾ അവയുടെ റിലീസ് എങ്ങനെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഇനിയും വളരെയധികം പഠിക്കാനുണ്ട്.
ഉപസംഹാരം
കോശങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ആശയവിനിമയത്തിന് ഇടനിലക്കാരായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ചെറുതും സ്വാഭാവികമായി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നതുമായ പാക്കേജുകളാണ് Exosomes. പാരൻ്റ് സെല്ലുകളുടെ അവസ്ഥ പ്രതിഫലിപ്പിക്കാനും കാർഗോ എത്തിക്കാനുമുള്ള അവയുടെ കഴിവ്, അവയെ രോഗനിർണ്ണയത്തിനും ചികിത്സയ്ക്കുമുള്ള മികച്ച ഉപകരണങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു. ഗവേഷണം പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, ഈ നാനോസ്കോപ്പിക് സന്ദേശവാഹകർക്ക് വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.
ഉറവിടങ്ങൾ: NM