विटामिन D हड्डियों को ठीक करने का "नया मार्ग" - इम्यून रिसेप्टर TLR10 हड्डी पुनर्जनन चिकित्सा की संभावनाओं को खोलता है

टूटी हुई हड्डियाँ, अगर उन्हें स्थिरता और सर्जरी जैसे उचित वातावरण में रखा जाए, तो अक्सर खुद को ठीक कर लेती हैं। हालांकि, हड्डियों को फिर से पर्याप्त ताकत हासिल करने में कई सप्ताह से लेकर कई महीने तक का समय लग सकता है। बुजुर्गों, ऑस्टियोपोरोसिस के मरीजों, व्यापक हड्डी हानि वाले लोगों, मधुमेह या रक्त प्रवाह विकारों से पीड़ित लोगों में, मरम्मत हमेशा योजना के अनुसार नहीं हो सकती है।

क्या शरीर की स्वाभाविक पुनर्जनन क्षमता का उपयोग करके हड्डियों के उपचार को तेज किया जा सकता है? इस प्रश्न का नया सुराग ऑस्ट्रिया के IMC क्रेम्स एप्लाइड साइंसेज यूनिवर्सिटी के नेतृत्व में एक शोध टीम ने प्रस्तुत किया है।

शोधकर्ताओं ने केवल विटामिन D पर ही ध्यान नहीं दिया। उन्होंने यह स्पष्ट किया कि "TLR10" नामक रिसेप्टर, जो प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा है, विटामिन D के साथ मिलकर स्टेम कोशिकाओं को हड्डी निर्माण की ओर ले जा सकता है।

यह खोज दिलचस्प है क्योंकि यह हड्डी के चयापचय के लिए आवश्यक पोषक तत्व के रूप में विटामिन D की क्रिया को प्रतिरक्षा प्रणाली और हड्डी पुनर्जनन को जोड़ने वाले विशिष्ट आणविक मार्ग से समझाने का प्रयास करती है।

हड्डी बनाने वाली कोशिकाओं के "उम्मीदवार"

शोध का केंद्र बिंदु मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाएं थीं।

स्टेम कोशिकाओं का उल्लेख सुनकर, आप हर प्रकार की कोशिका में बदलने वाली सर्वशक्तिमान कोशिकाओं की कल्पना कर सकते हैं। हालांकि, मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाएं मुख्य रूप से हड्डी, उपास्थि, वसा जैसे ऊतकों का निर्माण करने वाली कोशिकाओं में विभेदित हो सकती हैं, यानी शरीर की मरम्मत करने वाले कर्मचारी।

जब हड्डी टूटती है, तो क्षतिग्रस्त क्षेत्र में रक्तस्राव और सूजन होती है। इसके बाद, मरम्मत में शामिल कोशिकाएं इकट्ठा होती हैं, एक नरम ऊतक का निर्माण करती हैं, जो धीरे-धीरे कठोर हड्डी में बदल जाती है। अंततः अतिरिक्त भागों को हटा दिया जाता है, और हड्डी की आकृति और ताकत को फिर से बनाया जाता है।

मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाएं इस प्रक्रिया के दौरान ऑस्टियोब्लास्ट्स नामक हड्डी बनाने वाली कोशिकाओं में परिपक्व होती हैं। हालांकि, सभी कोशिकाएं स्वचालित रूप से हड्डी में नहीं बदलती हैं। इसके लिए रासायनिक संकेत, सूजन की स्थिति, बाह्य कोशिका मैट्रिक्स, पोषण पर्यावरण जैसे कई शर्तों का मिलना आवश्यक है।

शोध टीम ने सोचा कि इस मार्ग को निर्धारित करने वाले महत्वपूर्ण संकेतों में से एक TLR10 हो सकता है।

TLR10, जो मूल रूप से प्रतिरक्षा रिसेप्टर के रूप में जाना जाता था

TLR "टोल-लाइक रिसेप्टर्स" नामक प्रोटीन समूह हैं, जो बैक्टीरिया और वायरस जैसी संरचनाओं को पहचानते हैं और प्राकृतिक प्रतिरक्षा को सक्रिय करते हैं।

मनुष्यों में कई TLR होते हैं, और TLR2 और TLR4 जैसे रिसेप्टर्स के बारे में संक्रमण सुरक्षा और सूजन के संबंध में काफी शोध किया गया है। दूसरी ओर, TLR10, जो उसी परिवार का हिस्सा है, अपनी कार्यप्रणाली में अस्पष्ट था।

पिछले शोधों में, TLR10 के अत्यधिक सूजन को कम करने की दिशा में काम करने की संभावना दिखाई गई है। इस शोध ने संकेत दिया है कि TLR10 न केवल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को नियंत्रित करता है, बल्कि कोशिकाओं को हड्डी निर्माण की ओर ले जाने की प्रक्रिया में भी गहराई से शामिल हो सकता है।

हड्डी के उपचार के लिए सूजन आवश्यक है, लेकिन अगर सूजन बहुत अधिक या लंबे समय तक रहती है, तो यह सामान्य पुनर्जनन को बाधित कर सकती है। प्रतिरक्षा प्रणाली और हड्डी निर्माण अलग-अलग काम नहीं करते हैं, बल्कि एक-दूसरे के समय को समायोजित करते हुए मरम्मत को आगे बढ़ाते हैं।

TLR10 शायद उन दोनों को जोड़ने वाला एक समायोजनकर्ता हो सकता है।

TLR10 को बढ़ाने वाली और घटाने वाली कोशिकाओं की तुलना

शोध टीम ने मानव वसा ऊतक से प्राप्त मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं का उपयोग किया।

जेनेटिक इंजीनियरिंग के माध्यम से, उन्होंने TLR10 को सामान्य से अधिक व्यक्त करने वाली कोशिकाएं और TLR10 की अभिव्यक्ति को दबाने वाली कोशिकाएं बनाई। इन्हें हड्डी में विभेदित करने के लिए अनुकूलित संस्कृति वातावरण में रखा गया और 14 दिनों तक परिवर्तन का अनुसरण किया गया।

शोधकर्ताओं ने केवल कोशिकाओं की उपस्थिति का अवलोकन नहीं किया।

उन्होंने कोलेजन संबंधित जीन, जो हड्डी निर्माण के प्रारंभिक चरण में शामिल होते हैं, अल्कलाइन फॉस्फेटेज, जो हड्डी के मैट्रिक्स के परिपक्व होने के चरण में महत्वपूर्ण होता है, और ऑस्टियोकैल्सिन, जो परिपक्व ऑस्टियोब्लास्ट्स का संकेतक होता है, को मापा। इसके अलावा, उन्होंने कोशिकाओं द्वारा बनाए गए मैट्रिक्स में कैल्शियम के संचय की मात्रा को रंगाई विधि के माध्यम से जांचा और प्रोटीन का व्यापक विश्लेषण करने के लिए प्रोटिओम विश्लेषण भी किया।

परिणामस्वरूप, TLR10 को अधिक व्यक्त करने वाली कोशिकाओं में, हड्डी निर्माण से संबंधित जीन समूह की गतिविधि बढ़ गई, बाह्य कोशिका मैट्रिक्स का निर्माण और परिपक्वता, और कैल्शियम युक्त खनिजकरण को बढ़ावा मिला।

दूसरी ओर, TLR10 को दबाने वाली कोशिकाओं में, कोशिकाएं वृद्धि चरण में बनी रहीं और ऑस्टियोब्लास्ट्स के रूप में पर्याप्त परिपक्व नहीं हो सकीं। हड्डी निर्माण से संबंधित संकेतक भी कम हो गए और कैल्शियम जमाव कमजोर हो गया।

अर्थात, TLR10 केवल हड्डी निर्माण के साथ बढ़ने वाला एक संकेतक नहीं है, बल्कि यह कोशिकाओं को वृद्धि चरण से हड्डी बनाने वाली परिपक्व कोशिकाओं में स्थानांतरित करने की प्रक्रिया को समर्थन दे सकता है।

विटामिन D ने TLR10 को बढ़ाया

इसके बाद, शोध टीम ने विटामिन D के साथ संबंध की जांच की।

आम तौर पर "विटामिन D" के रूप में संदर्भित पदार्थों में कई रूप होते हैं जो शरीर में क्रमिक रूप से परिवर्तित होते हैं। खाद्य पदार्थों या सप्लीमेंट्स में पाया जाने वाला विटामिन D3 अपने आप में सभी कार्यों को नहीं करता है। इसे यकृत और गुर्दे में मेटाबोलाइज किया जाता है और अंततः सक्रिय रूप में कैल्सिट्रिओल बनता है, जो विटामिन D रिसेप्टर के माध्यम से जीन नियमन में शामिल होता है।

इस कोशिका प्रयोग में उपयोग किया गया सक्रिय विटामिन D भी कैल्सिट्रिओल था।

जब कोशिकाओं को कैल्सिट्रिओल के साथ ट्रीट किया गया, तो TLR10 की अभिव्यक्ति बढ़ गई। यहां तक कि TLR10 को दबाने वाली कोशिकाओं में भी, कैल्सिट्रिओल जोड़ने से, हड्डी निर्माण से संबंधित जीन की गतिविधि और खनिजकरण आंशिक रूप से पुनः प्राप्त हो गया।

इस परिणाम से यह विचार उत्पन्न होता है कि विटामिन D हड्डी निर्माण का समर्थन करने वाले कई मार्गों में से एक के रूप में TLR10 का उपयोग कर रहा है।

हालांकि, TLR10 की कम स्थिति में भी कैल्सिट्रिओल द्वारा आंशिक पुनः प्राप्ति देखी गई, जिससे यह स्पष्ट होता है कि विटामिन D की सभी क्रियाएं केवल TLR10 द्वारा नहीं समझाई जा सकती हैं। TLR10 एक महत्वपूर्ण सहयोगी है, लेकिन यह एकमात्र स्विच नहीं है।

हड्डी निर्माण एक जटिल नेटवर्क में होता है जिसमें प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया, चयापचय, हार्मोन, बाह्य कोशिका पर्यावरण शामिल होते हैं, और TLR10 और विटामिन D इसमें सहयोग कर सकते हैं।

"विटामिन D लेने से हड्डी का फ्रैक्चर जल्दी ठीक हो जाएगा" यह शोध नहीं है

इस खबर को देखकर, कुछ लोग सोच सकते हैं कि "अगर हड्डी टूट जाए तो अधिक विटामिन D सप्लीमेंट्स लेने से यह जल्दी ठीक हो जाएगी"।

हालांकि, यह व्याख्या शोध परिणामों को बहुत अधिक बढ़ा-चढ़ाकर पेश कर रही है।

यह प्रयोग मानव शरीर में किए गए नैदानिक परीक्षण नहीं थे, बल्कि एक प्रयोगशाला में कोशिकाओं का उपयोग करके किए गए थे। वास्तविक हड्डी फ्रैक्चर मरीजों पर विटामिन D या TLR10 को लक्षित करने वाले उपचार का परीक्षण नहीं किया गया है, और न ही उपचार अवधि को कम किया गया है।

इसके अलावा, प्रयोग में उपयोग किया गया सक्रिय कैल्सिट्रिओल था, जो आमतौर पर बाजार में उपलब्ध विटामिन D सप्लीमेंट्स से अलग है। कैल्सिट्रिओल शरीर में कैल्शियम के स्तर को बहुत प्रभावित करता है, इसलिए चिकित्सा में इसे सावधानीपूर्वक प्रबंधित करने की आवश्यकता होती है।

पिछले मानव हड्डी फ्रैक्चर मरीजों पर किए गए शोधों की सिस्टेमैटिक समीक्षा में भी, विटामिन D के अकेले पूरक से हड्डी के जुड़ने की दर या कार्यात्मक सुधार में स्पष्ट सुधार के सबूत वर्तमान में सीमित माने गए हैं। कुछ शोधों ने प्रभाव दिखाया है, लेकिन शोध की गुणवत्ता, विषय, और खुराक में भिन्नता है।

विटामिन D की कमी वाले मरीजों की कमी को सुधारना और पहले से ही पर्याप्त लोगों को उच्च खुराक लेने से उपचार को तेज करने की कोशिश करना, पूरी तरह से अलग मुद्दे हैं।

विशेष रूप से सप्लीमेंट्स के अत्यधिक सेवन से उच्च कैल्शियम स्तर, मतली, मांसपेशियों की कमजोरी, गुर्दे की पथरी, और गुर्दे की कार्यक्षमता में कमी जैसी समस्याएं हो सकती हैं। केवल हड्डियों के लिए अच्छा होने की धारणा के आधार पर खुराक नहीं बढ़ानी चाहिए।

नई खोज का मूल्य "सप्लीमेंट्स" से अधिक उपचार लक्ष्यों में है

इस शोध का असली मूल्य विटामिन D उत्पादों को नया प्रचार नारा देने में नहीं है।

अधिक महत्वपूर्ण यह है कि TLR10 नामक अणु को नियंत्रित करके, हड्डी निर्माण के लिए आवश्यक कोशिकाओं की परिपक्वता को प्रेरित करने की संभावना दिखाई दी है।

भविष्य में, अगर TLR10 की कार्यप्रणाली को सुरक्षित रूप से बढ़ाने वाले पदार्थ मिलते हैं, तो उन्हें हड्डी के फ्रैक्चर क्षेत्र में स्थानीय रूप से दिया जा सकता है, हड्डी पुनर्जनन के लिए कोशिका उपचार, कृत्रिम हड्डी या स्कैफोल्ड सामग्री के साथ पुनर्जनन चिकित्सा में लागू किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, बड़े हड्डी दोष, कठिन हड्डी फ्रैक्चर, ऑस्टियोपोरोसिस से संबंधित कमजोर हड्डी फ्रैक्चर, दंत इम्प्लांट के आसपास की हड्डी निर्माण जैसे क्षेत्र अधिक कुशल हड्डी पुनर्जनन तकनीकों की मांग कर रहे हैं।

पूरे शरीर में बड़ी मात्रा में विटामिन D देने के बजाय, आवश्यक स्थान और समय में TLR10 सहित मार्गों को सक्रिय किया जा सकता है, जिससे हड्डी निर्माण को बढ़ावा देने के साथ-साथ दुष्प्रभावों को कम किया जा सकता है।

हालांकि, इसे प्राप्त करने के लिए कई चरणों को पार करना होगा।

पहले, यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि वही घटना अन्य कोशिका लाइनों या मरीजों से प्राप्त कोशिकाओं में भी पुनः उत्पन्न होती है। फिर, पशु हड्डी फ्रैक्चर मॉडल में यह जांचना होगा कि उपचार वास्तव में तेज होता है या नहीं, और निर्मित हड्डी में पर्याप्त ताकत होती है या नहीं।

हड्डी को बढ़ाना ही पर्याप्त नहीं है। अत्यधिक खनिजकरण या असामान्य हड्डी निर्माण के जोखिम का भी मूल्यांकन करना होगा। प्रतिरक्षा रिसेप्टर को संचालित करने के कारण, संक्रमण सुरक्षा और सूजन प्रतिक्रिया पर प्रभाव की भी सावधानीपूर्वक पुष्टि करनी होगी।

इसके बाद, पहले छोटे समूहों में सुरक्षा परीक्षण और फिर मरीजों पर प्रभावशीलता की तुलना परीक्षण की जाएगी।

यह शोध उपचार का समापन नहीं है, बल्कि यह एक आणविक मानचित्र को जोड़ने का प्रारंभिक चरण है।

हड्डी और प्रतिरक्षा को एक इकाई के रूप में समझने की "ऑस्टियोइम्यूनोलॉजी"

यह शोध हाल ही में ध्यान आकर्षित कर रही ऑस्टियोइम्यूनोलॉजी की अवधारणा से भी जुड़ा है।

हड्डी केवल शरीर को सहारा देने वाली कठोर संरचना नहीं है। इसके अंदर, हड्डी बनाने वाले ऑस्टियोब्लास्ट्स और पुरानी हड्डी को नष्ट करने वाले ऑस्टियोक्लास्ट्स लगातार काम करते हैं, और ऊतकों का पुनर्निर्माण करते हैं। हड्डी के मज्जा में कई प्रतिरक्षा कोशिकाएं और रक्त कोशिकाएं भी बनती हैं।

दूसरी ओर, प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा छोड़े गए सूजनकारी पदार्थ हड्डी के निर्माण और अवशोषण को प्रभावित करते हैं। अगर सूजन उचित सीमा में होती है, तो यह क्षतिग्रस्त क्षेत्र की सफाई और मरम्मत में मदद करती है, लेकिन अगर यह क्रॉनिक हो जाती है, तो यह हड्डी के नुकसान का कारण बन सकती है।

TLR10 इस प्रतिरक्षा और हड्डी के बीच की सीमा पर स्थित अणु के रूप में उभरा है।

प्रतिरक्षा रिसेप्टर केवल बाहरी दुश्मनों की निगरानी नहीं करते, बल्कि क्षतिग्रस्त ऊतकों की मरम्मत कैसे की जाए, इस निर्णय में भी भाग ले सकते हैं। इस दृष्टिकोण से, हड्डी फ्रैक्चर का उपचार केवल