पार्किनसन्स डिझिझ रुग्णांमध्ये दिसणाऱ्या प्रथिनांचे पुंजके तयार होण्यास कारणीभूत असणाऱ्या रेण्वीय घटना संशोधकांनी शोधल्या

पारकिन्सन्स डिझिझ हा चेतासंस्थेचा एक विकार आहे, ज्यात शारीरीक हालचालींवर नियंत्रण रहात नाही, स्मृतीभ्रंश होतो व हातपाय ताठरतात. आपाल्या मेंदूतील चेतापेशींमधल्या ऍल्फा-सायन्यूक्लीन नावाच्या एका प्रथिनाचे तंतुमय पुंजके तयार झाल्यामुळे हा विकार होतो. मात्र हे पुंजके कशामुळे होतात हे मात्र अजूनही गूढ आहे व ते उलगडण्याच्या प्रयत्नात  अनेक संशोधक गुंतलेले आहेत.  

नेचर केमिस्ट्री ह्या कालिकात प्रसिद्ध झालेल्या, भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मुंबई, राष्ट्रीय जैव विज्ञान केंद्र, बेंगळुरू, अण्णा विद्यापीठ, चेन्नै आणि ईटीएच, झ्युरिक येथील संशोधकांना केलेल्या एका अभ्यासात, त्यांना दिसले की ऍल्फा-सायन्यूक्लीन चे द्रवसदृश थेंब तंतुमय पुंजके तयार होण्यास कारणीभूत ठरतात. ह्या शोधामुळे पार्किन्सन्स डिझिझ ची सुरुवात ओळखणे शक्य होईल, व ह्या विकारावर उपचार शोधणेही शक्य होईल. भारतीय सरकारच्या जैवतंत्रज्ञान विभाग व विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विभागाकडून ह्या संशोधनाला अर्थसहाय्य लाभले होते.  

“जगभरात १ कोटीहून अधिक लोक ह्या विकाराने ग्रस्त आहेत. दिवसेंदिवस ही संख्या वाढते आहे, आणि ह्या विकाराची  सुरुवात ओळखण्यासाठी कुठलीही विशिष्ट परीक्षा उपलब्ध नाही. ह्यावर कुठलाही प्रभावी उपचार उपलब्ध नाही, त्यामुळे हा विकार कसा होतो ते समजून घेणे खूपच महत्त्वाचे आहे,” असे ह्या अभ्यासाचे लेखक, मुंबई येथील भारतीय तंत्रज्ञान संस्थेचे प्रा. समीर माझी म्हणतात.

अलिकडील काही वर्षांमध्ये संशोधकांना हे समजले आहे की आपल्या शरीरातील पेशींतील घटक त्यांची कार्ये पार पाडण्यासाठी कप्प्यांमध्ये विभागले जातात. आश्चर्याची गोष्ट अशी की ह्या कप्प्यांना विलग करणारी पटले नसतात. हे एकमेकांत न मिसळू शकणाऱ्या द्रवांचे गोळे असल्यासारखे दिसतात व अगदी जवळ एकत्रित आलेल्या प्रथिनांचे बनलेले असतात. भौतिक अडथळा नसल्यामुळे ह्या कप्प्यांतून घटकांची मुक्तपणे अदलाबदल होऊ शकते. असे पटल नसलेले कप्पे तयार होणे विकारांचे कारणही बनू शकते. 

सदर अभ्यासात संशोधकांनी दाखवले आहे की ऍल्फा-सायन्यूक्लीनचे रेणू, सहज परस्परक्रिया होऊ शकणाऱ्या भिन्न द्रव प्रावस्थांमध्ये विलग होऊ शकतात. ह्यामुळे त्यांचे एकत्र येणे शक्य होते.

“द्रव-द्रव प्रावस्था विलगन आणि त्याचा ऍल्फा-सायन्यूक्लीनच्या रेणूंच्या एकत्रीकरणाशी असलेला दुवा हा एक महत्त्वाचा शोध आहे व त्यामुळे प्रथिनांचे पुंजके, व पार्किन्सन्स डिझिझ होण्यात त्यांचा सहभाग, ह्यांचे अन्वेषण करताना नवीन दृष्टिकोन प्राप्त होऊ शकतो,” प्रा. माझी सांगतात.

पण ऍल्फा-सायन्यूक्लीन स्वाभाविकपणे द्रव द्रव प्रावस्थांमध्ये विलग होत नाही. संशोधकांना दिसले की पॉलिएथिलिन ग्लायकॉल नावाचे जैवसंगत व बिनविषारी पॉलिमर ऍल्फा-सायन्यूक्लीनच्या द्रावणात मिसळले असता, प्रथिनाचे प्रावस्था विलगन झाले. प्रथिनाच्या प्रत्येक निराळ्या साखळीचे छोट छोटे थेंब झाले जे हळू हळू आकाराने वाढत गेले. वीस दिवासात ते घनसदृष झाले व तंतुमय पुंजके तयार झाले. महिन्याभरात त्या थेंबांचे रूपांतर पूर्णपणे मऊ जेल मधे झाले होते. “पॉलिएथिलिन ग्लायकॉल मिसळल्यामुळे परीक्षानळीत पेशीद्रव्यसदृष पररिस्थिती तयार करणे शक्य झाले,” अशी टिप्पणी प्रा माझी यांनी केली.

अभ्यासात दिसले की जर प्रथिनांमध्ये पारकिन्सन्स डिझिझ ची विशिष्ट जनुकीय परिवर्तने असतील किंवा जर प्रथिन-पॉलिमर द्रावणात तांबे किंवा लोह असेल तर प्रावस्था विलगन, थेंब तयार होणे व नंतर पुंजके तयार होणे ह्या प्रक्रिया जलद होतात. संशोधकांना असेही दिसले की धातूंच्या आयनच्या उपस्थितीत, पॉलिमर नसताना देखिल ऍल्फा-सायन्यूक्लीनचे थेंब तयार होतात. 

याउलट केवळ ऍल्फा-सायन्यूक्लीन असलेल्या द्रावणात पुंजके तयार झाले नाहीत व ऍल्फा-सायन्यूक्लीन पॉलिमरच्या द्रावणात डोपामाईन (जे पार्किन्सन्स डिझिझ थोपवू शकते असे ज्ञात आहे) घातले असता, पुंजके उशिरा तयार झाले.

ऍल्फा-सायन्यूक्लीन पेशीच्या आत असताना कसे कार्य करते ह्याचाही अभ्यास संशोधकांनी केला. लोह व तांबे यांसारख्या धातूच्या आयनांचे संस्करण केलेल्या पेशींमध्ये प्रथिनाचे थेंब झाले, त्याचे पुंजके झाले व नंतर पेशीच्या केंद्रकाच्या बाहेर त्याचे कठीण पुंजके तयार झाले, म्हणजेच ह्या घटना ऍल्फा-सायन्यूक्लीनच्या द्रावणातील यंत्रणेशी सुसंगत होत्या. 

त्यांच्या संशोधनाचे काय परिणाम होतील ह्या प्रश्नाचे उत्तर देताना प्रा. माझी म्हणाले -

“आमच्या संशोधनामुळे शास्त्रज्ञांना पुंजके तयार होण्याची सुरूवात होतानाचा घटनाक्रम अधिक चांगल्या प्रकारे समजू शकेल. ह्यामुळे कदाचित पार्किन्सन्स डिझिझ चे निदान सुरुवातीच्या अवस्थेत करणे किंवा पार्किन्सन्स डिझिझवर औषधे शोधणे शक्य होईल. पण अजून खूप लांबचा पल्ला गाठायचा आहे.”