माउस अध्ययन से पता चलता है कि अल्जाइमर प्लाक-क्लियरिंग मस्तिष्क कोशिकाओं की सर्कैडियन लय को बाधित करता है

अल्जाइमर रोग मरीज़ों की दैनिक लय गड़बड़ाने के लिए कुख्यात है। बेचैन रातें, कम नींद और दिन के दौरान अधिक झपकी रोग की शुरुआत के शुरुआती संकेतक हैं, जबकि सूर्यास्त, या दिन में बाद में भ्रम, बीमारी के बाद के चरणों के लिए विशिष्ट है।

ये लक्षण रोग की प्रगति और सर्कैडियन प्रणाली – शरीर की आंतरिक घड़ी जो हमारी नींद और जागने के चक्र को नियंत्रित करती है – के बीच एक संबंध का सुझाव देते हैं, लेकिन वैज्ञानिकों को इस संबंध की पूरी प्रकृति का पता नहीं था।

सेंट लुइस में वाशिंगटन यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन के शोधकर्ताओं ने अब चूहों पर दिखाया है कि विशेष मस्तिष्क कोशिकाओं के भीतर सर्कैडियन लय अल्जाइमर रोग में इस तरह से बाधित हो जाती है कि सैकड़ों जीन मस्तिष्क में प्रमुख कार्यों को कैसे और कब नियंत्रित करते हैं, यह बदल जाता है।

निष्कर्ष, में प्रकाशित प्रकृति तंत्रिका विज्ञानसुझाव देते हैं कि इन सर्कैडियन लय को नियंत्रित करना या सही करना बीमारी के इलाज का एक संभावित तरीका हो सकता है।

“ऐसे 82 जीन हैं जो अल्जाइमर रोग के खतरे से जुड़े हुए हैं, और हमने पाया कि सर्कैडियन लय उनमें से लगभग आधे की गतिविधि को नियंत्रित कर रही है,” वॉशयू मेडिसिन में न्यूरोलॉजी के चार्लोट और पॉल हेजमैन प्रोफेसर, एमडी, पीएचडी, एरिक एस म्यूसिक ने कहा, जिन्होंने अध्ययन का नेतृत्व किया। अल्जाइमर रोग की मॉडलिंग करने वाले चूहों में, उन जीनों के विशिष्ट दैनिक गतिविधि पैटर्न को बदल दिया गया था।

“यह जानते हुए कि इनमें से बहुत से अल्जाइमर जीन को सर्कैडियन लय द्वारा नियंत्रित किया जा रहा है, हमें उनमें हेरफेर करने और बीमारी की प्रगति को रोकने के लिए चिकित्सीय उपचारों की पहचान करने के तरीके खोजने का अवसर मिलता है।”

वॉशयू मेडिसिन में सेंटर ऑन बायोलॉजिकल रिदम एंड स्लीप (COBRAS) के सह-निदेशक और उम्र बढ़ने और मनोभ्रंश में विशेषज्ञता रखने वाले न्यूरोलॉजिस्ट मुसीक ने कहा कि नींद के पैटर्न में बदलाव अल्जाइमर रोगियों की देखभाल करने वालों द्वारा उन्हें बताई जाने वाली सबसे लगातार चिंताओं में से एक है।

उन्होंने और उनके सहयोगियों ने पहले दिखाया है कि ये परिवर्तन अल्जाइमर में स्मृति हानि स्पष्ट होने से पहले ही शुरू हो जाते हैं। उन्होंने कहा कि देखभाल करने वालों और रोगियों के लिए बोझ पैदा करने के अलावा, बाधित नींद के पैटर्न जैविक और मनोवैज्ञानिक तनाव उत्पन्न करते हैं जो बीमारी की प्रगति को तेज करते हैं।

इस फीडबैक लूप को तोड़ने के लिए इसकी उत्पत्ति की पहचान करने की आवश्यकता है। ऐसा माना जाता है कि शरीर की सर्कैडियन घड़ी मानव जीनोम में सभी जीनों के 20% पर कार्य करती है, जो पाचन, प्रतिरक्षा प्रणाली और हमारे नींद-जागने के चक्र सहित प्रक्रियाओं को प्रबंधित करने के लिए चालू या बंद होने पर नियंत्रण करती है।

मुसीक ने पहले एक विशिष्ट प्रोटीन, YKL-40 की पहचान की थी, जो सर्कैडियन चक्र में उतार-चढ़ाव करता है और मस्तिष्क में अमाइलॉइड प्रोटीन के सामान्य स्तर को नियंत्रित करता है। उन्होंने पाया कि YKL-40 की बहुत अधिक मात्रा, जो मनुष्यों में अल्जाइमर के खतरे से जुड़ी है, अमाइलॉइड के निर्माण की ओर ले जाती है, एक संचय जो न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारी की पहचान है।

अमाइलॉइड मस्तिष्क की लयबद्ध कार्यप्रणाली को बाधित करता है

अल्जाइमर के लक्षणों की चक्रीय प्रकृति से पता चलता है कि YKL-40 से परे अधिक सर्कैडियन-विनियमित प्रोटीन और उनके संबंधित जीन शामिल हैं। इसलिए इस नवीनतम अध्ययन में, म्यूसिक और उनके सहयोगियों ने अमाइलॉइड प्रोटीन के संचय के साथ चूहों के मस्तिष्क में जीन अभिव्यक्ति की जांच की, जो अल्जाइमर के शुरुआती चरणों की नकल करते हैं, साथ ही स्वस्थ, युवा जानवरों और वृद्ध चूहों दोनों में अमाइलॉइड संचय के बिना।

वैज्ञानिकों ने 24 घंटों में 2-घंटे के अंतराल पर ऊतक एकत्र किए और फिर विश्लेषण किया कि सर्कैडियन चक्र के विशेष चरणों के दौरान कौन से जीन सक्रिय थे।

उन्होंने पाया कि अमाइलॉइड संचय ने मस्तिष्क कोशिकाओं में माइक्रोग्लिया और एस्ट्रोसाइट्स के रूप में जाने जाने वाले सैकड़ों जीनों की दैनिक लय को उन तरीकों से बिगाड़ दिया जो अकेले उम्र बढ़ने के कारण अलग थे।

माइक्रोग्लिया मस्तिष्क की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का हिस्सा है, विषाक्त पदार्थों और मृत कोशिकाओं को साफ करता है, जबकि एस्ट्रोसाइट्स न्यूरॉन्स के बीच संचार का समर्थन करने और बनाए रखने में भूमिका निभाते हैं। प्रभावित जीन आम तौर पर माइक्रोग्लियल कोशिकाओं को अमाइलॉइड सहित मस्तिष्क से अपशिष्ट पदार्थ को तोड़ने में मदद करने में शामिल होते हैं।

जबकि सर्कैडियन व्यवधान ने प्रश्न में जीन को पूरी तरह से बंद नहीं किया, इसने घटनाओं के एक व्यवस्थित अनुक्रम को एक बिखरे हुए मामले में बदल दिया जो मस्तिष्क कोशिकाओं के कार्यों की इष्टतम समकालिकता को ख़राब कर सकता है, जैसे कि अमाइलॉइड को साफ़ करना।

इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने पाया कि अमाइलॉइड की उपस्थिति सैकड़ों जीनों में नई लय बनाती है, जिनमें आमतौर पर गतिविधि का सर्कैडियन पैटर्न नहीं होता है। कई जीन संक्रमण या अमाइलॉइड प्लाक निर्माण जैसे असंतुलन के प्रति मस्तिष्क की सूजन संबंधी प्रतिक्रिया में शामिल होते हैं।

म्यूसिक ने कहा कि कुल मिलाकर निष्कर्ष उन उपचारों की खोज की ओर इशारा करते हैं जो स्वस्थ मस्तिष्क समारोह का समर्थन करने के लिए माइक्रोग्लिया और एस्ट्रोसाइट्स में सर्कैडियन चक्रों को लक्षित करते हैं।

उन्होंने कहा, “हमारे पास बहुत सी चीजें हैं जिन्हें हमें अभी भी समझने की जरूरत है, लेकिन जहां रबर सड़क से मिलती है वह किसी तरह से घड़ी में हेरफेर करने की कोशिश कर रही है, इसे मजबूत बना रही है, इसे कमजोर कर रही है या इसे कुछ सेल प्रकारों में बंद कर रही है।”

“आखिरकार, हम यह सीखने की उम्मीद करते हैं कि अमाइलॉइड संचय और अल्जाइमर रोग के अन्य पहलुओं को रोकने के लिए सर्कैडियन प्रणाली को कैसे अनुकूलित किया जाए।”