TDP-43 प्रोटीन, जिसे TAR DNA-बाइंडिंग प्रोटीन 43 के नाम से भी जाना जाता है, मुख्य रूप से मस्तिष्क में जीन अभिव्यक्ति और तंत्रिका प्लास्टिसिटी में अपनी महत्वपूर्ण भूमिकाओं के लिए जाना जाता है।
हाल के वर्षों में, कई अध्ययनों ने TDP-43 और विभिन्न न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के बीच घनिष्ठ संबंध का खुलासा किया है, जिनमें एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (ALS), फ्रंटोटेम्पोरल लोबार डीजनरेशन (FTLD) और लेट-ऑनसेट TDP-43 एन्सेफैलोपैथी (LATE) शामिल हैं।

अभूतपूर्व अध्ययन
बार्सिलोना विश्वविद्यालय और स्पेन के बेल्विट्ज बायोमेडिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट (IDIBELL) के शोधकर्ताओं की एक टीम, जर्मनी के म्यूनिख में लुडविग-मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय के साथ मिलकर, विक्टर अरिबास और एलॉय मोंटानेज़ के नेतृत्व में, एंडोथेलियल कोशिकाओं, रक्त वाहिका की दीवारों को बनाने वाली कोशिकाओं में TDP-43 के बिना आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों का उपयोग किया।

रेटिना में महत्वपूर्ण खोजें
विकासशील माउस रेटिना के एक मॉडल में, अध्ययन में पाया गया कि इन चूहों में रेटिना की रक्त वाहिकाओं में कई महत्वपूर्ण दोष थे, जिनमें शामिल हैं:

हाइपोवैस्कुलराइजेशन: रेटिना में रक्त वाहिका घनत्व में महत्वपूर्ण कमी, ऊतक को आवश्यक रक्त और ऑक्सीजन की आपूर्ति को रोकना।
नई रक्त वाहिकाओं के अंकुरण में कमी: नए रक्त वाहिका नेटवर्क बनाने में कठिनाई, एंडोथेलियल कोशिकाओं के प्रसार और प्रवासन में कमी के कारण, रेटिना ऊतक की वृद्धि और रखरखाव के लिए आवश्यक प्रक्रियाएं।

मस्तिष्क और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में महत्वपूर्ण खोजें
मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी की वयस्क रक्त वाहिकाओं में, TDP-43 के नुकसान से अतिरिक्त दोष उत्पन्न हुए:

कई रक्तस्राव: चूहों में मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में कई रक्तस्राव विकसित हुए।
रक्त-मस्तिष्क बाधा की बढ़ी हुई पारगम्यता: रक्त-मस्तिष्क बाधा को नुकसान, अवांछित कोशिकाओं और अणुओं को मस्तिष्क में प्रवेश करने की अनुमति देता है, जिससे सूजन और तंत्रिका क्षति हो सकती है।
रक्त वाहिका अध: पतन: रक्त वाहिकाओं की स्थिरता और कार्य को नुकसान, जिससे रक्त प्रवाह और ऑक्सीजन में कमी आती है।

दूरगामी परिणाम
रक्त वाहिकाओं में ये दोष केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में सूजन प्रतिक्रिया से निकटता से जुड़े पाए गए।
माइक्रोग्लिया और एस्ट्रोसाइट्स, मस्तिष्क की प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाएं, अत्यधिक सक्रिय हो गईं, जिससे तंत्रिका कोशिकाओं का विनाश और संज्ञानात्मक हानि हो सकती है।

नवीन क्रिया तंत्र
शोधकर्ताओं ने आणविक तंत्र की जांच की जिसके माध्यम से TDP-43 रक्त वाहिका समारोह को प्रभावित करता है।
उन्होंने पाया कि TDP-43 की कमी ने बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स की संरचना और ताकत को बाधित किया, विशेष रूप से फाइब्रोनेक्टिन नेटवर्क जो अंकुरित रक्त वाहिकाओं को घेरता है और उनका समर्थन करता है।
इसके अलावा, यह पाया गया कि TDP-43 की कमी ने एंडोथेलियल कोशिकाओं में β-catenin मार्ग के सिग्नलिंग को कम कर दिया, एक मार्ग जो रक्त वाहिकाओं के विकास और वृद्धि के नियमन में शामिल है।

DNA से संबंध
जीन अभिव्यक्ति और तंत्रिका प्लास्टिसिटी में अपनी भूमिकाओं के अलावा, TDP-43 को अलग-अलग अध्ययनों में जीनोम स्थिरता के नियमन से भी जोड़ा गया है।
इन अध्ययनों (उदाहरण के लिए मित्रा और सहकर्मी, PNAS 2019) ने दिखाया कि TDP-43 DNA से बंधता है और DNA क्षति की मरम्मत में शामिल है, और वर्तमान रक्त वाहिका अध्ययन में इसकी जांच नहीं की गई थी।
इन कार्यों में हानि न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के विकास में योगदान कर सकती है।

भविष्य के निहितार्थ और नई आशा
इस अभूतपूर्व अध्ययन के निष्कर्ष तंत्रिका तंत्र में रक्त वाहिका स्वास्थ्य के लिए TDP-43 के महत्व पर प्रकाश डालते हैं।
TDP-43 को नुकसान त्वरित उम्र बढ़ने, संज्ञानात्मक गिरावट और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों का कारण बन सकता है।

TDP-43 की अतिरिक्त भूमिकाएं:

नाभिक में प्रक्रियाओं का नियमन: अध्ययनों में पाया गया है कि TDP-43 कोशिका नाभिक में कई प्रक्रियाओं के नियमन में शामिल है, जिनमें शामिल हैं:
- RNA प्रसंस्करण
- नाभिक से RNA का निर्यात
- प्रोटीन में RNA का अनुवाद
RNA स्प्लिसिंग का नियमन: TDP-43 मैसेंजर RNA (mRNA) के स्प्लिसिंग को नियंत्रित करता पाया गया है, एक प्रक्रिया जो यह निर्धारित करने में महत्वपूर्ण है कि mRNA से कौन से प्रोटीन का अनुवाद किया जाएगा।
जीन गतिविधि पर प्रभाव: अध्ययनों से पता चला है कि TDP-43 जीनोम में नियामक क्षेत्रों से बंधकर जीन गतिविधि को प्रभावित कर सकता है।

अनुसंधान निहितार्थ:
इस अभूतपूर्व अध्ययन के निष्कर्ष न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के उपचार के क्षेत्र में अनुसंधान और विकास की एक नई दुनिया के द्वार खोलते हैं। दुनिया भर के कई शोधकर्ता TDP-43 की भूमिकाओं और इन रोगों के विकास में रक्त वाहिकाओं की भूमिका का अध्ययन जारी रखे हुए हैं। हम उम्मीद करते हैं कि आने वाले वर्षों में हम नए और अधिक प्रभावी उपचारों के विकास में महत्वपूर्ण प्रगति देखेंगे:

दवा विकास: TDP-43 को लक्षित करने वाली दवाओं का विकास तंत्रिका तंत्र में रक्त वाहिका समारोह में सुधार, न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के विकास को रोकने और यहां तक कि पहले से ही इन रोगों से पीड़ित रोगियों की स्थिति में सुधार कर सकता है।
जीन थेरेपी: जीन थेरेपी दृष्टिकोण TDP-43 की कमी पैदा करने वाले आनुवंशिक दोष को ठीक कर सकते हैं या दोषपूर्ण प्रोटीन को बदल सकते हैं।
प्रतिरक्षा प्रणाली को लक्षित करने वाले उपचार: ये उपचार मस्तिष्क में सूजन को कम करने पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं, जो तंत्रिका कोशिकाओं के विनाश में योगदान देता है।

संदर्भ:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38300714/