اتپریورتی سٹیم سیلز ترقی کے اصولوں کی نفی کرتے ہیں۔

تصور کریں کہ آپ کیک بنا رہے ہیں، لیکن آپ کا نمک ختم ہو گیا ہے۔ یہاں تک کہ گمشدہ اجزاء کے باوجود، بلے باز اب بھی کیک کے بیٹر کی طرح لگتا ہے، لہذا آپ اسے تندور میں چپکائیں اور اپنی انگلیوں کو پار کرتے ہوئے، توقع کرتے ہوئے کہ ایک عام کیک کے بالکل قریب کوئی چیز ختم ہوجائے گی۔ اس کے بجائے، آپ مکمل طور پر پکا ہوا سٹیک تلاش کرنے کے لیے ایک گھنٹے بعد واپس آتے ہیں۔

یہ ایک عملی مذاق کی طرح لگتا ہے، لیکن اس قسم کی چونکا دینے والی تبدیلی واقعی ماؤس اسٹیم سیلز کی ایک ڈش کے ساتھ ہوئی جب گلیڈ اسٹون انسٹی ٹیوٹ کے سائنسدانوں نے صرف ایک جین کو ہٹا دیا — دل کے خلیے بننے والے اسٹیم سیلز اچانک دماغ کے خلیات کے پیش رو سے مشابہ ہوگئے۔ سائنسدانوں کا موقع کا مشاہدہ اس بات کو یقینی بنا رہا ہے کہ وہ اس بارے میں جانتے ہیں کہ اسٹیم سیل بالغ خلیات میں کیسے تبدیل ہوتے ہیں اور بالغ ہونے کے ساتھ ہی اپنی شناخت کو برقرار رکھتے ہیں۔

گلاڈسٹون انسٹی ٹیوٹ آف کارڈیو ویسکولر ڈیزیز کے ڈائریکٹر اور ایک سینئر مصنف بینوئٹ بروناؤ کہتے ہیں کہ "یہ واقعی بنیادی تصورات کو چیلنج کرتا ہے کہ جب خلیے دل یا دماغی خلیات بننے کے راستے پر چلتے ہیں تو وہ کس طرح قائم رہتے ہیں۔" فطرت

پیچھے نہیں ہٹنا

ایمبریونک اسٹیم سیلز pluripotent ہوتے ہیں - ان میں مکمل طور پر تشکیل شدہ بالغ جسم میں ہر قسم کے خلیے میں فرق کرنے یا تبدیل کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ لیکن اسٹیم سیلز کو بالغ سیل کی اقسام کو جنم دینے کے لیے بہت سے اقدامات کرنے پڑتے ہیں۔ دل کے خلیات بننے کے راستے پر، مثال کے طور پر، برانن سٹیم خلیات سب سے پہلے میسوڈرم میں فرق کرتے ہیں، ابتدائی جنین میں پائے جانے والے تین قدیم ٹشوز میں سے ایک۔ راستے میں مزید نیچے، میسوڈرم کے خلیے ہڈیاں، پٹھے، خون کی نالیوں، اور دھڑکتے دل کے خلیات بنانے کے لیے شاخیں باندھتے ہیں۔

یہ عام طور پر اچھی طرح سے قبول کیا جاتا ہے کہ ایک بار جب سیل ان راستوں میں سے کسی ایک میں فرق کرنا شروع کر دیتا ہے، تو وہ مختلف تقدیر کا انتخاب کرنے کے لیے مڑ نہیں سکتا۔

"تقریباً ہر سائنسدان جو سیل کی قسمت کے بارے میں بات کرتا ہے وہ وڈنگٹن کے منظر نامے کی تصویر استعمال کرتا ہے، جو کافی حد تک سکی ریزورٹ کی طرح دکھائی دیتی ہے جس میں مختلف سکی ڈھلوانیں کھڑی، الگ الگ وادیوں میں اترتی ہیں،" بروناؤ کہتے ہیں، جو ولیم ایچ ینگر چیئر بھی ہیں۔ Gladstone میں کارڈیو ویسکولر ریسرچ میں اور UC San Francisco (UCSF) میں پیڈیاٹرکس کے پروفیسر۔ "اگر کوئی خلیہ گہری وادی میں ہے، تو اس کے لیے بالکل مختلف وادی میں چھلانگ لگانے کا کوئی راستہ نہیں ہے۔"

ایک دہائی پہلے، گلیڈ اسٹون کے سینئر تفتیش کار شنیا یاماناکا، ایم ڈی، پی ایچ ڈی نے دریافت کیا کہ کس طرح مکمل طور پر مختلف بالغ خلیات کو حوصلہ افزائی شدہ pluripotent اسٹیم سیلز میں دوبارہ پروگرام کیا جائے۔ اگرچہ اس سے خلیات کو وادیوں کے درمیان چھلانگ لگانے کی صلاحیت نہیں ملی، لیکن اس نے تفریق زمین کی تزئین کے اوپری حصے میں سکی لفٹ کی طرح کام کیا۔

اس کے بعد سے، دوسرے محققین نے دریافت کیا ہے کہ صحیح کیمیائی اشارے کے ساتھ، کچھ خلیات کو "ڈائریکٹ ری پروگرامنگ" نامی عمل کے ذریعے قریب سے متعلقہ اقسام میں تبدیل کیا جا سکتا ہے - جیسے پڑوسی سکی ٹریلز کے درمیان جنگل کے ذریعے ایک شارٹ کٹ۔ لیکن ان میں سے کسی بھی صورت میں خلیے بے ساختہ مختلف تفریق راستوں کے درمیان کود نہیں سکتے تھے۔ خاص طور پر، mesoderm خلیات دماغی خلیات یا گٹ سیلز جیسی دور دراز اقسام کے پیش خیمہ نہیں بن سکتے۔

اس کے باوجود، نئی تحقیق میں، بروناؤ اور ان کے ساتھیوں نے یہ ظاہر کیا کہ، ان کی حیرت کے لیے، دل کے خلیے کے پیشرو واقعی براہِ راست دماغی خلیے کے پیشرو میں تبدیل ہو سکتے ہیں — اگر برہما نامی پروٹین غائب ہو۔

ایک حیران کن مشاہدہ

محققین دل کے خلیوں کی تفریق میں برہما پروٹین کے کردار کا مطالعہ کر رہے تھے، کیونکہ انہوں نے 2019 میں دریافت کیا تھا کہ یہ دل کی تشکیل سے وابستہ دیگر مالیکیولز کے ساتھ مل کر کام کرتا ہے۔

ماؤس ایمبریونک اسٹیم سیلز کی ایک ڈش میں، انہوں نے جین Brm کو بند کرنے کے لیے CRISPR جینوم ایڈیٹنگ کے طریقوں کا استعمال کیا (وہ جو پروٹین برہما پیدا کرتا ہے)۔ اور انہوں نے محسوس کیا کہ خلیات اب دل کے عام خلیے کے پیشرو میں فرق نہیں کر رہے تھے۔

"10 دنوں کے فرق کے بعد، عام خلیے تال سے دھڑک رہے ہیں۔ وہ واضح طور پر دل کے خلیات ہیں،" تحقیق کے پہلے مصنف اور برونیو لیب میں ایک اسٹاف سائنسدان، پی ایچ ڈی، سویٹانسو ہوٹا کہتے ہیں۔ "لیکن برہما کے بغیر، صرف غیر فعال خلیات کا ایک ماس تھا۔ ہر گز نہیں مارنا۔"

مزید تجزیے کے بعد، بروناؤ کی ٹیم کو معلوم ہوا کہ خلیات کے نہ دھڑکنے کی وجہ یہ تھی کہ برہما کو ہٹانے سے نہ صرف دل کے خلیات کے لیے درکار جینز بند ہو گئے بلکہ دماغ کے خلیوں میں درکار جینز کو بھی فعال کر دیا۔ دل کے پیشگی خلیے اب دماغ کے پیشگی خلیات تھے۔

اس کے بعد محققین نے تفریق کے ہر قدم کی پیروی کی، اور غیر متوقع طور پر دریافت کیا کہ یہ خلیے کبھی بھی pluripotent حالت میں واپس نہیں آئے۔ اس کے بجائے، خلیات نے اسٹیم سیل کے راستوں کے درمیان اس سے کہیں زیادہ چھلانگ لگائی جو پہلے کبھی نہیں دیکھی گئی تھی۔

"ہم نے جو دیکھا وہ یہ ہے کہ Waddington زمین کی تزئین کی ایک وادی میں ایک خلیہ، صحیح حالات کے ساتھ، سب سے پہلے چوٹی پر واپس لفٹ لیے بغیر کسی مختلف وادی میں چھلانگ لگا سکتا ہے،" بروناؤ کہتے ہیں۔

بیماری کے لیے اسباق

اگرچہ لیبارٹری ڈش اور پورے جنین میں خلیوں کا ماحول بالکل مختلف ہے، محققین کے مشاہدات سیل کی صحت اور بیماری کے بارے میں اسباق رکھتے ہیں۔ جین Brm میں تغیرات کا تعلق پیدائشی دل کی بیماری اور ایسے سنڈروم کے ساتھ ہے جن میں دماغی افعال شامل ہیں۔ جین کئی کینسروں میں بھی ملوث ہے۔

"اگر برہما کو ہٹانے سے میسوڈرم خلیات (جیسے دل کے خلیے کے پیشگی) کو ڈش میں ایکٹوڈرم خلیات (جیسے دماغ کے خلیے کے پیشگی) میں تبدیل کر سکتے ہیں، تو شاید جین Brm میں ہونے والی تبدیلیاں کینسر کے کچھ خلیوں کو اپنے جینیاتی پروگرام کو بڑے پیمانے پر تبدیل کرنے کی صلاحیت فراہم کرتی ہیں۔" Bruneau کا کہنا ہے کہ.

انہوں نے مزید کہا کہ یہ نتائج بنیادی تحقیقی سطح پر بھی اہم ہیں، کیونکہ وہ اس بات پر روشنی ڈال سکتے ہیں کہ کس طرح خلیے بیماری کی ترتیبات میں اپنے کردار کو تبدیل کر سکتے ہیں، جیسے کہ دل کی ناکامی، اور مثال کے طور پر نئے دل کے خلیات کو شامل کر کے دوبارہ تخلیقی علاج تیار کرنے کے لیے۔

"ہمارا مطالعہ ہمیں یہ بھی بتاتا ہے کہ تفریق کے راستے اس سے کہیں زیادہ پیچیدہ اور نازک ہیں جو ہم نے سوچا تھا،" بروناؤ کہتے ہیں۔ "تفرق کے راستوں کا بہتر علم ہمیں پیدائشی دل اور دیگر نقائص کو سمجھنے میں بھی مدد دے سکتا ہے، جو جزوی طور پر عیب دار تفریق سے پیدا ہوتے ہیں۔"