क्लोनल एनर्जी
प्रतिरक्षा विज्ञान (immunology) में, एनर्जी (anergy) शरीर की रक्षा प्रणालियों द्वारा बाहरी पदार्थों के प्रति प्रतिक्रिया की कमी है, और इसमें परिधीय लिम्फोसाइट सहनशीलता का सीधा प्रेरण शामिल है। एनर्जी की स्थिति में एक व्यक्ति अक्सर यह दर्शाता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली एक विशिष्ट प्रतिजन (antigen), आमतौर पर एक स्व-प्रतिजन, के खिलाफ सामान्य प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में असमर्थ है। लिम्फोसाइट को एनर्जिक कहा जाता है जब वे अपने विशिष्ट प्रतिजन के प्रति प्रतिक्रिया करने में विफल रहते हैं। एनर्जी उन तीन प्रक्रियाओं में से एक है जो सहनशीलता को प्रेरित करती हैं, जो प्रतिरक्षा प्रणाली को आत्म-विनाश को रोकने के लिए संशोधित करती हैं (अन्य दो क्लोनल विलोपन और प्रतिरक्षा विनियमन हैं)।[1]
तंत्र
यह घटना सबसे पहले गुस्ताव नोसल द्वारा बी लिम्फोसाइटों में वर्णित की गई थी और इसे "क्लोनल एनर्जी" कहा गया था। इस मामले में बी लिम्फोसाइटों के क्लोन अभी भी परिसंचरण में जीवित पाए जा सकते हैं, लेकिन प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में अप्रभावी होते हैं। बाद में रोनाल्ड श्वार्ट्ज और मार्क जेनकिंस ने टी लिम्फोसाइट में काम करने वाली एक समान प्रक्रिया का वर्णन किया। कई वायरस (एचआईवी सबसे चरम उदाहरण है) प्रतिरक्षा प्रणाली से बचने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली के सहनशीलता प्रेरण के उपयोग का फायदा उठाते हुए प्रतीत होते हैं, हालांकि विशिष्ट प्रतिजनों का दमन कम रोगजनकों द्वारा किया जाता है (विशेष रूप से माइकोबैक्टीरियम लेप्री)।[2]
कोशिकीय स्तर पर, "एनर्जी" एक प्रतिरक्षा कोशिका की अपने लक्ष्य के खिलाफ पूर्ण प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में असमर्थता है। प्रतिरक्षा प्रणाली में, लिम्फोसाइट्स नामक परिसंचारी कोशिकाएं एक प्राथमिक सेना बनाती हैं जो शरीर को रोगजनक वायरस, बैक्टीरिया और परजीवियों से बचाती है। लिम्फोसाइटों के दो प्रमुख प्रकार हैं - टी लिम्फोसाइट और बी लिम्फोसाइट। मानव शरीर में लाखों लिम्फोसाइटों में से, केवल कुछ ही वास्तव में किसी विशेष संक्रामक एजेंट के लिए विशिष्ट होते हैं। संक्रमण के समय, इन कुछ कोशिकाओं को भर्ती किया जाना चाहिए और तेजी से गुणा करने की अनुमति दी जानी चाहिए। यह प्रक्रिया - जिसे "क्लोनल विस्तार" कहा जाता है - शरीर को आवश्यकतानुसार क्लोनों की एक सेना को जल्दी से जुटाने की अनुमति देती है। ऐसी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया प्रत्याशित होती है और इसकी विशिष्टता लिम्फोसाइटों के पूर्व-मौजूद क्लोनों द्वारा सुनिश्चित की जाती है, जो विशिष्ट प्रतिजन (प्रक्रिया जिसे "क्लोनल चयन" कहा जाता है) के जवाब में विस्तार करते हैं। यह विशिष्ट क्लोनल सेना तब तक रोगजनक से लड़ती है जब तक कि शरीर संक्रमण से मुक्त न हो जाए। संक्रमण के स्पष्ट होने के बाद, जिन क्लोनों की अब आवश्यकता नहीं होती है, वे स्वाभाविक रूप से मर जाते हैं।
हालाँकि, शरीर की लिम्फोसाइटों की सेना की एक छोटी संख्या उन प्रोटीनों के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम होती है जो सामान्य रूप से एक स्वस्थ शरीर में मौजूद होते हैं। उन कोशिकाओं का क्लोनल विस्तार ऑटोइम्यून बीमारियों (स्व-प्रतिरक्षित रोगों) का कारण बन सकता है, जिसमें शरीर खुद पर हमला करता है। इस प्रक्रिया को रोकने के लिए, लिम्फोसाइटों में एक आंतरिक गुणवत्ता-नियंत्रण तंत्र होता है। यह मशीनरी लिम्फोसाइटों की विस्तार करने की क्षमता को बंद कर देती है, यदि विस्तार के लिए ट्रिगर शरीर का अपना प्रोटीन निकलता है। टी-सेल एनर्जी तब उत्पन्न हो सकती है जब टी-सेल को विशिष्ट प्रतिजन पहचान की उपस्थिति में उचित सह-उत्तेजना प्राप्त नहीं होती है।[2] बी-सेल एनर्जी को घुलनशील परिसंचारी प्रतिजन के संपर्क में आने से प्रेरित किया जा सकता है, और इसे अक्सर सतह IgM अभिव्यक्ति के डाउनरेगुलेशन और इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग मार्गों की आंशिक नाकाबंदी द्वारा चिह्नित किया जाता है।
टी लिम्फोसाइटों में एनर्जी प्रेरण का आणविक तंत्र
टी सेल रिसेप्टर (TCR) के साथ-साथ टी लिम्फोसाइट के कोस्टिम्युलेटरी रिसेप्टर्स की उत्तेजना टी-सेल के सभी सिग्नलिंग मार्गों (पूर्ण टी-सेल उत्तेजना) के संतुलित सक्रियण को ट्रिगर करती है। इस मामले में, अन्य मार्गों के अलावा, लिम्फोसाइट सिग्नलिंग की कैल्शियम निर्भर भुजा TCR द्वारा सक्रिय होती है। यह इंट्रासेल्युलर Ca+II सांद्रता में वृद्धि की ओर ले जाता है। इस स्थिति में, कैल्शियम निर्भर फॉस्फेटेस कैल्सीनुरिन एक ट्रांसक्रिप्शनल कारक NFAT से फॉस्फेट को हटा देता है, जो बदले में नाभिक में स्थानांतरित हो जाता है।
इसके अतिरिक्त, पूर्ण टी-सेल उत्तेजना के दौरान एक कोस्टिम्युलेटरी रिसेप्टर CD28 PI3K या अन्य मार्गों को सक्रिय करता है जो अंततः केवल TCR सक्रियण की तुलना में rel, NF-κB और AP-1 (ट्रांसक्रिप्शन कारक) के बढ़े हुए परमाणु स्तरों की ओर ले जाते हैं।[3] AP-1, fos/jun हेटेरोडिमर, आगे NFAT के साथ हेटेरोडिमराइज़ होकर एक ट्रांसक्रिप्शनल कॉम्प्लेक्स बनाता है जो टी-सेल उत्पादक प्रतिक्रिया से जुड़े जीन के ट्रांसक्रिप्शन को बढ़ावा देता है। ये उदाहरण के लिए IL-2 और इसके रिसेप्टर हैं।
इसके विपरीत, कोस्टिम्युलेटरी रिसेप्टर्स के बिना TCR सिग्नलिंग केवल सिग्नलिंग की कैल्शियम भुजा को पर्याप्त रूप से सक्रिय करती है, जिससे केवल NFAT का सक्रियण होता है। हालांकि अन्य मार्गों द्वारा AP-1 के आवश्यक प्रेरण के बिना, सक्रिय NFAT AP-1 के साथ ट्रांसक्रिप्शनल कॉम्प्लेक्स बनाने में असमर्थ है, जैसा कि यह पूर्ण टी-सेल सक्रियण (उत्पादक प्रतिक्रिया) के दौरान करता है। इस मामले में NFAT होमोडिमराइज़ (स्वयं के साथ कॉम्प्लेक्स) होता है, जो एक ट्रांसक्रिप्शनल कारक के रूप में कार्य करता है जो इसके बजाय लिम्फोसाइट में एनर्जी को प्रेरित करता है।[4]
NFAT होमोडिमर सीधे एनर्जी से जुड़े जीन जैसे कि यूबिकिटिन लिगेज GRAIL या प्रोटीज कैस्पेज़ 3 की अभिव्यक्ति के लिए जिम्मेदार होते हैं।[4] इसके अलावा, IL-2, लेकिन उदाहरण के लिए TNFα और IFNγ के अभिव्यक्ति स्तर, जो उत्पादक प्रतिक्रिया के लिए विशिष्ट हैं, एनर्जाइज्ड कोशिका में सक्रिय रूप से कम हो जाते हैं। एनर्जाइज्ड कोशिकाएं इसके बजाय सूजनरोधी IL-10 का उत्पादन करती हैं। टी-सेल में 3 NFAT प्रोटीन होते हैं, NFAT1, NFAT2 और NFAT4 और स्पष्ट रूप से कुछ हद तक अतिरेक (redundant) हैं।
इस प्रकार जब एक प्रतिजन को एंटीजन प्रेजेंटिंग सेल (APC) द्वारा टी लिम्फोसाइटों के सामने ठीक से प्रस्तुत किया जाता है, जो प्रतिजन को अपने MHC II कॉम्प्लेक्स पर प्रदर्शित करता है और जो टी सेल के कोस्टिम्युलेटरी रिसेप्टर्स को सक्रिय करता है, तो टी लिम्फोसाइट उत्पादक प्रतिक्रिया से गुजरते हैं। हालाँकि, जब टी सेल APCs द्वारा प्रस्तुत नहीं किए गए प्रतिजन के साथ इंटरैक्ट करता है, जो बहुत संभव है कि वह प्रतिजन नहीं है जिसके खिलाफ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया होनी चाहिए, तो टी सेल एनर्जी से गुजरता है। यह भी दिखाया गया है कि APCs द्वारा ठीक से प्रस्तुत किए गए कुछ प्रतिजन टी सेल सक्रियण को केवल कमजोर रूप से प्रेरित करते हैं। यह कमजोर उत्तेजना अभी भी NFAT को पर्याप्त रूप से सक्रिय करती है, हालांकि AP-1 नहीं होता है, जिससे कोस्टिम्युलेशन के साथ भी एनर्जस्टिक प्रतिक्रिया होती है।[4] IL-2 द्वारा या TCR/कोस्टिम्युलेटरी रिसेप्टर्स द्वारा टी-सेल की मजबूत उत्तेजना एनर्जी को तोड़ सकती है।
नैदानिक महत्व
एनर्जी का उपयोग चिकित्सीय उपयोगों के लिए किया जा सकता है। प्रत्यारोपित अंगों और ऊतकों के ग्राफ्टिंग के प्रति प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को पूरी प्रतिरक्षा प्रणाली को कमजोर किए बिना कम किया जा सकता है - जो साइक्लोस्पोरिन जैसी इम्यूनोसप्रेसिव दवाओं का एक दुष्प्रभाव है। एनर्जी का उपयोग डायबिटीज मेलिटस, मल्टीपल स्केलेरोसिस और रुमेटोइड अर्थराइटिस जैसी ऑटोइम्यून बीमारियों के साथ सक्रिय लिम्फोसाइटों को अनुत्तरदायी बनाने के लिए भी किया जा सकता है।[1] इसी तरह, ट्यूमर के विकास के जवाब में एनर्जी को रोकना ट्यूमर-विरोधी प्रतिक्रियाओं में मदद कर सकता है। इसका उपयोग एलर्जी के इम्यूनोथेरेप्यूटिक उपचार के लिए भी किया जा सकता है।
प्रभावी सहनशीलता (Dominant tolerance)
प्रभावी (Dominant) और अप्रभावी (recessive) सहनशीलता, परिधीय सहनशीलता (peripheral tolerance) के रूप हैं (परिधीय के अलावा दूसरी सहनशीलता केंद्रीय सहनशीलता (central tolerance) है)। जहाँ तथाकथित अप्रभावी सहनशीलता ऊपर वर्णित ऊर्जाहीन (anergized) लिम्फोसाइटों से जुड़ी होती है, वहीं प्रभावी सहनशीलता के रूप में, विशेष टी-रेग कोशिकाएं (T-reg cells) जो सक्रिय रूप से प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को समाप्त करती हैं, वे भोले (naive) टी लिम्फोसाइट से विकसित होती हैं। अप्रभावी सहनशीलता के समान, NFAT का अनियंत्रित संकेत भी टी-रेग (T-reg) प्रेरण के लिए महत्वपूर्ण है। इस मामले में, NFAT मार्ग एक अन्य ट्रांसक्रिप्शन कारक - FOXP3 को सक्रिय करता है[5] जो टी-रेग्स (T-regs) का एक मार्कर है और उनके आनुवंशिक कार्यक्रम में भाग लेता है।
परीक्षण
"मल्टीटेस्ट मेरिएक्स" या "CMI मल्टीटेस्ट" प्रणाली (मल्टीटेस्ट IMC, इस्तितुतो मेरिएक्स इटालिया, रोम, इटली) का उपयोग कोशिकीय प्रतिरक्षा (cellular immunity) के स्तर के सामान्य परीक्षण के रूप में किया गया है। यह त्वचा प्रतिक्रियाशीलता (skin reactivity) का एक इंट्राडर्मल (intradermal) परीक्षण है (जो ट्यूबरकुलिन परीक्षण (tuberculin test) के समान है) जिसमें एक नियंत्रण (ग्लिसरॉल) का उपयोग जीवाणु या कवक मूल के सात एंटीजन (टेटनस टॉक्सोइड, ट्यूबरकुलिन, डिप्थीरिया, स्ट्रेप्टोकोकस, कैंडिडा, ट्राइकोफाइटन, और प्रोटियस) के साथ किया जाता है। इस परीक्षण में प्रतिक्रियाओं को प्रतिक्रिया उत्पन्न करने वाले एंटीजन की संख्या और सभी सात एंटीजन के प्रति त्वचा प्रतिक्रिया के कुल योग के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। यहाँ एनर्जी (anergy) को 0–1 mm की त्वचा प्रतिक्रिया क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया गया है, हाइपोर्जी (hypoergy) को तीन से कम एंटीजन के जवाब में 2–9 mm की प्रतिक्रिया के रूप में, नॉर्मर्जिक (normergic) को 10–39 mm की या तीन या अधिक एंटीजन के प्रति प्रतिक्रिया के रूप में, और हाइपरर्जी (hyperergy) को 40 mm या उससे अधिक की प्रतिक्रिया के रूप में परिभाषित किया गया है।[6]
एनर्जी के अध्ययन के लिए प्रयोगात्मक दृष्टिकोण
एनर्जी का अध्ययन करने के लिए वर्णित टी कोशिका सिग्नलिंग मार्गों को प्रेरित/अवरुद्ध करने वाले विभिन्न रसायनों का उपयोग किया जा सकता है। टी कोशिकाओं में एनर्जी को आयनोमाइसिन (Ionomycin) द्वारा प्रेरित किया जा सकता है, जो आयनोफोर कृत्रिम रूप से कैल्शियम आयनों की इंट्रासेल्युलर सांद्रता को बढ़ाने में सक्षम है।
इसके विपरीत, Ca+II चेलेटर्स जैसे EGTA कैल्शियम आयनों को अलग कर सकते हैं, जिससे वे एनर्जी पैदा करने में असमर्थ हो जाते हैं। एनर्जी की ओर ले जाने वाले मार्ग को साइक्लोस्पोरिन A द्वारा भी अवरुद्ध किया जा सकता है, जो कैल्सीन्यूरिन (calcineurin) को बाधित करने में सक्षम है - यह वह फॉस्फेटेस है जो NFAT के डीफॉस्फोराइलेशन के लिए जिम्मेदार है, जो इसके सक्रियण को प्राइम करता है।
PMA, जिसे फोर्बोल 12-माय्रिस्टेट 13-एसीटेट कहा जाता है, का उपयोग आयनोमाइसिन के साथ मिलकर टी कोशिकाओं के पूर्ण सक्रियण को प्रेरित करने के लिए किया जाता है, जो TCR/कोस्टिम्युलेटरी रिसेप्टर्स के सक्रियण द्वारा स्वाभाविक रूप से प्रदान किए गए संकेतों की नकल करता है।[3]
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 (August 1993). "T cell anergy". Scientific American. 269 (2) 61–71. doi:10.1038/scientificamerican0893-62.
- ↑ 2.0 2.1 (2001). Immunobiology. Garland Science. ISBN 0-8153-4101-6.
- ↑ 3.0 3.1 (June 2002). "Transcriptional mechanisms underlying lymphocyte tolerance". Cell. 109 (6) 719–731. doi:10.1016/S0092-8674(02)00767-5.
- ↑ 4.0 4.1 4.2 (April 2009). "Transcriptional complexes formed by NFAT dimers regulate the induction of T cell tolerance". The Journal of Experimental Medicine. 206 (4) 867–876. doi:10.1084/jem.20082731.
- ↑ (February 2008). "Smad3 and NFAT cooperate to induce Foxp3 expression through its enhancer". Nature Immunology. 9 (2) 194–202. doi:10.1038/ni1549.
- ↑ (2001). Whipple's disease: new aspects in pathogenesis and diagnoses. Acta Endoscopica. 31 243–253. doi:10.1007/BF03020891.
स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Clonal anergy” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Clonal_anergy यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।
