युवा चूहों से रीढ़ की हड्डी के तरल पदार्थ ने पुराने कृन्तकों की यादें तेज कर दीं

पांच साल पहले, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के एक युवा न्यूरोसाइंटिस्ट, ताल इरम ने अपने पर्यवेक्षक से एक साहसी प्रस्ताव के साथ संपर्क किया: वह युवा चूहों के मस्तिष्क गुहाओं से तरल पदार्थ निकालना चाहती थी और इसे पुराने चूहों के दिमाग में डालना चाहती थी, यह परीक्षण करते हुए कि क्या स्थानान्तरण हो सकता है उम्र बढ़ने वाले कृन्तकों को फिर से जीवंत करें।

उनके पर्यवेक्षक, टोनी वायस-कोरे ने प्रसिद्ध रूप से दिखाया था कि बूढ़े जानवरों को छोटे लोगों से रक्त देना उम्र बढ़ने के कुछ प्रभावों का प्रतिकार कर सकता है और उन्हें उलट भी सकता है। लेकिन सेरेब्रोस्पाइनल तरल पदार्थ के साथ उस सिद्धांत का परीक्षण करने का विचार, मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी को स्नान करने वाले कठिन-से-पहुंच वाले तरल ने उन्हें एक ऐसी चुनौतीपूर्ण तकनीकी उपलब्धि के रूप में मारा, जो इसे मूर्खता की सीमा पर था।

“जब हमने शुरू में इस पर चर्चा की, तो मैंने कहा, ‘यह इतना कठिन है कि मुझे यकीन नहीं है कि यह काम करने वाला है,” वाइस-कोरे ने कहा।

इरम ने एक साल तक काम किया, यह पता लगाने के लिए कि चूहों से रंगहीन तरल कैसे एकत्र किया जाए। बुधवार को, उन्होंने नेचर जर्नल में टैंटलाइजिंग परिणामों की सूचना दी: युवा मस्तिष्कमेरु द्रव के एक सप्ताह के संक्रमण ने पुराने चूहों की यादों में सुधार किया।

यह खोज नवीनतम संकेत थी कि मस्तिष्क को वृद्धावस्था के अविश्वसनीय परिवर्तनों के लिए प्रतिरोधी बनाना विशिष्ट रोग प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करने पर कम और मस्तिष्क के पर्यावरण को उसकी युवा अवस्था के करीब लाने की कोशिश पर अधिक निर्भर हो सकता है।

“यह इस धारणा पर प्रकाश डालता है कि मस्तिष्कमेरु द्रव का उपयोग मस्तिष्क में हेरफेर करने के लिए एक माध्यम के रूप में किया जा सकता है,” इरम ने कहा।

अध्ययन के लेखकों ने कहा कि उस अंतर्दृष्टि को मनुष्यों के इलाज में बदलना एक और अधिक कठिन चुनौती है। युवा रक्त उम्र बढ़ने के कुछ संकेतों को कैसे उलट सकता है, इस बारे में पहले के अध्ययनों ने हाल के नैदानिक ​​​​परीक्षणों को जन्म दिया है जिसमें युवा लोगों के रक्त दान को फ़िल्टर किया गया था और अल्जाइमर या पार्किंसंस रोग के रोगियों को दिया गया था।

लेकिन वास्तव में वे उपचार कितने सफल हो सकते हैं, उनका कितना व्यापक रूप से उपयोग किया जा सकता है, यह स्पष्ट नहीं है, वैज्ञानिकों ने कहा। और मस्तिष्कमेरु द्रव के साथ काम करने की कठिनाइयाँ रक्त से जुड़े लोगों की तुलना में अधिक कठिन होती हैं। एक युवा मानव के द्रव को एक वृद्ध रोगी में डालना शायद संभव नहीं है; तरल निकालने के लिए आम तौर पर एक स्पाइनल टैप की आवश्यकता होती है, और वैज्ञानिकों का कहना है कि जलसेक के लिए पर्याप्त मस्तिष्कमेरु द्रव कैसे एकत्र किया जाए, इस बारे में नैतिक प्रश्न हैं।

जबकि सैद्धांतिक रूप से समान लाभ प्राप्त करने के अन्य तरीके हैं – जैसे कि तरल पदार्थ में एक महत्वपूर्ण प्रोटीन वितरित करना जिसे शोधकर्ताओं ने पहचाना या एक छोटा अणु बनाना जो उस प्रोटीन की नकल करता है – वे दृष्टिकोण अपनी चुनौतियों का सामना करते हैं।

न्यू यॉर्क में माउंट सिनाई मेडिकल सेंटर में मस्तिष्कमेरु द्रव और मल्टीपल स्केलेरोसिस का अध्ययन करने वाले जैव रसायनज्ञ जेफरी हैन्स ने कहा कि अध्ययन ने सुरुचिपूर्ण ढंग से पहचाना था कि द्रव में कुछ तत्व स्मृति को कैसे बढ़ावा दे सकते हैं। लेकिन उन्होंने कहा कि उम्र बढ़ने वाली दवाओं के लिए आम जनता की भूख विज्ञान को पछाड़ रही है।

“सामान्य तौर पर, लोग उम्र बढ़ने के पवित्र कंघी बनानेवाले की रेती की तलाश में हैं, और उन्हें लगता है कि एक जादुई कारक होने जा रहा है जिसे गुप्त किया जा रहा है जो कि इस चीज़ को उलटने वाला है,” उन्होंने कहा। “मुझे नहीं लगता कि यह इतना आसान है।”

उम्र बढ़ने में रुचि रखने वाले शोधकर्ताओं के लिए तार्किक लक्ष्य के लिए बनाया गया मस्तिष्कमेरु द्रव। यह मस्तिष्क की कोशिकाओं को पोषण देता है, और उम्र के साथ इसकी संरचना बदल जाती है। रक्त के विपरीत, द्रव मस्तिष्क के करीब बैठता है।

लेकिन वर्षों से, वैज्ञानिकों ने तरल पदार्थ को बड़े पैमाने पर इसके प्रभावों का मुकाबला करने के बजाय उम्र बढ़ने से जुड़े परिवर्तनों को रिकॉर्ड करने के तरीके के रूप में देखा। उदाहरण के लिए, मस्तिष्कमेरु द्रव के परीक्षणों ने महत्वपूर्ण स्मृति हानि वाले रोगियों में असामान्य प्रोटीन के स्तर की पहचान करने में मदद की है, जो अल्जाइमर रोग विकसित करने के लिए आगे बढ़े। वैज्ञानिकों को पता था कि मस्तिष्कमेरु द्रव में स्वास्थ्य को बढ़ावा देने वाले प्रोटीन भी होते हैं, लेकिन उनके स्थानों और सटीक प्रभावों की पहचान करना पहुंच से बाहर लग रहा था।

एक बात के लिए, वैज्ञानिकों ने कहा, द्रव में परिवर्तन को ट्रैक करना मुश्किल था, जिसे शरीर लगातार भर देता था। और चूहों से इसे इकट्ठा करना, जबकि उनके रक्त की थोड़ी सी मात्रा के साथ तरल पदार्थ को दूषित करने से बचना बेहद चुनौतीपूर्ण था।

बोस्टन चिल्ड्रेन हॉस्पिटल में मस्तिष्कमेरु द्रव का अध्ययन करने वाली मारिया लेहटिनन ने कहा, “यह क्षेत्र तंत्रिका विज्ञान के अन्य क्षेत्रों से दशकों पीछे रह गया है और नए माउस अध्ययन के बारे में प्रकृति में एक टिप्पणी के सह-लेखक हैं। “ज्यादातर यह मस्तिष्क के अंदर गहरे तरल पदार्थ का अध्ययन करने में तकनीकी सीमाओं के कारण होता है, और जो लगातार बदल जाता है।”

इरम बेफिक्र था। उसने 10-सप्ताह के चूहों से तरल लेने, उनकी गर्दन के ऊपर काटने और मस्तिष्क के पिछले हिस्से के पास एक छोटी सी गुहा से तरल पदार्थ निकालने के बारे में सोचा, जबकि किसी भी रक्त वाहिकाओं को पंचर नहीं करने या मस्तिष्क को खुद को प्रहार करने की कोशिश नहीं की।

जब वह सफल रही, तो इरम ने कहा, परिणाम लगभग 10 माइक्रोलीटर सेरेब्रोस्पाइनल तरल पदार्थ था – पानी की एक बूंद के आकार का लगभग पांचवां हिस्सा। जलसेक के लिए पर्याप्त रूप से इकट्ठा करने के लिए, उसे कई सैकड़ों चूहों पर प्रक्रिया करनी पड़ी, तकनीकी चुनौतियों का सामना करना पड़ा, जो कि Wyss-Coray ने दोहराव की तीव्र शक्ति से चेतावनी दी थी।

इरम ने कहा, “मुझे इस प्रकार के अध्ययन करना पसंद है जिसमें बहुत अधिक दृढ़ता की आवश्यकता होती है।” “मैंने अभी एक लक्ष्य निर्धारित किया है, और मैं रुकता नहीं हूं।”

युवा मस्तिष्कमेरु द्रव को पुराने चूहों में डालने के लिए, इरम ने उनकी खोपड़ी में एक छोटा सा छेद ड्रिल किया और उनकी ऊपरी पीठ पर त्वचा के नीचे एक पंप लगाया। तुलना के लिए, पुराने चूहों के एक अलग समूह को कृत्रिम मस्तिष्कमेरु द्रव से संक्रमित किया गया था।

कुछ हफ्ते बाद, चूहों को संकेतों के संपर्क में लाया गया – एक स्वर और एक चमकती रोशनी – जिसे उन्होंने पहले अपने पैरों से झटके से जोड़ना सीखा था। जिन जानवरों को युवा मस्तिष्कमेरु द्रव जलसेक प्राप्त हुआ था, वे लंबे समय तक जमने की प्रवृत्ति रखते थे, यह सुझाव देते हुए कि उन्होंने मूल पैर के झटके की मजबूत यादें संरक्षित की थीं।

“यह एक बहुत अच्छा अध्ययन है जो मुझे वैज्ञानिक रूप से ठोस लगता है,” मैट केबरलीन ने कहा, एक जीवविज्ञानी जो वाशिंगटन विश्वविद्यालय में उम्र बढ़ने का अध्ययन करता है और अनुसंधान में शामिल नहीं था। “यह सबूत के बढ़ते शरीर में जोड़ता है कि जैविक उम्र बढ़ने के तंत्र को लक्षित करके वृद्ध ऊतकों में कार्य को बहाल करना संभव है, शायद आश्चर्यजनक रूप से आसान है।”

इरम ने यह निर्धारित करने की कोशिश की कि कैसे युवा मस्तिष्कमेरु द्रव हिप्पोकैम्पस का विश्लेषण करके स्मृति को संरक्षित करने में मदद कर रहा था, मस्तिष्क का एक हिस्सा स्मृति निर्माण और भंडारण के लिए समर्पित है। तरल पदार्थ के साथ पुराने चूहों का इलाज, उसने पाया, कोशिकाओं पर एक मजबूत प्रभाव पड़ा जो ऑलिगोडेंड्रोसाइट्स के अग्रदूत के रूप में कार्य करता है, जो वसा की परतों का उत्पादन करता है जिसे माइलिन कहा जाता है जो तंत्रिका फाइबर को इन्सुलेट करता है और न्यूरॉन्स के बीच मजबूत सिग्नल कनेक्शन सुनिश्चित करता है।

अध्ययन के लेखकों ने युवा मस्तिष्कमेरु द्रव में एक विशेष प्रोटीन पर ध्यान दिया जो कि घटनाओं की श्रृंखला को स्थापित करने में शामिल दिखाई दिया जिससे तंत्रिका इन्सुलेशन मजबूत हो गया। अध्ययन में पाया गया कि फाइब्रोब्लास्ट ग्रोथ फैक्टर 17 या FGF17 के रूप में जाना जाता है, प्रोटीन को पुराने मस्तिष्कमेरु द्रव में डाला जा सकता है और आंशिक रूप से युवा द्रव के प्रभावों को दोहरा सकता है।

इससे भी अधिक आश्चर्यजनक रूप से, युवा चूहों में प्रोटीन को अवरुद्ध करना उनके मस्तिष्क के कार्य को ख़राब करने के लिए प्रकट हुआ, इस बात के पुख्ता सबूत पेश करता है कि FGF17 अनुभूति और उम्र के साथ परिवर्तन को प्रभावित करता है।

अध्ययन ने इस मामले को मजबूत किया कि माइलिन गठन में टूटने का संबंध उम्र से संबंधित स्मृति हानि से था। मल्टीपल स्केलेरोसिस जैसी बीमारियों के संदर्भ में फैटी इन्सुलेशन पर लंबे समय से ध्यान केंद्रित करने से यह कुछ हटकर है।

कुछ वैज्ञानिकों ने कहा कि युवा रीढ़ की हड्डी के तरल पदार्थ के प्रभावों के लिए जिम्मेदार प्रोटीन में से एक को जानने से उस प्रोटीन के आधार पर संभावित उपचार का द्वार खुल सकता है। उसी समय, हाल के तकनीकी विकास ने वैज्ञानिकों को वास्तविक समय में मस्तिष्कमेरु द्रव में परिवर्तन देखने के करीब ला दिया है, जिससे उन्हें “इस तरल पदार्थ के आसपास की जटिलता और रहस्य की परतों को वापस छीलने में मदद मिली है,” लेहटिनन ने कहा।

यह लेख मूल रूप से द न्यूयॉर्क टाइम्स में छपा था