एएलएस के इलाज की ओर: चुंबकीय उत्तेजना बिगड़े हुए मोटोन्यूरॉन्स को पुनर्स्थापित करती है - फिजिक्स वर्ल्ड

एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (एएलएस) एक गंभीर लाइलाज विकार है जिसमें मोटोन्यूरॉन्स - मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में तंत्रिका कोशिकाएं जो गति को नियंत्रित करने के लिए मांसपेशियों को संकेत भेजती हैं - क्षतिग्रस्त हो जाती हैं। मोटोन्यूरॉन्स के कामकाज के बिना, मांसपेशियों को निर्देश नहीं मिलते हैं और वे अब काम नहीं करती हैं, जिससे प्रगतिशील पक्षाघात, मांसपेशी शोष और अंततः, श्वसन प्रणाली की विफलता होती है।

वर्तमान में, एएलएस के लिए कोई सफल उपचार नहीं है, दवा उपचारों का रोगी के जीवित रहने पर केवल मामूली प्रभाव पड़ता है। इस कमी को दूर करने के उद्देश्य से, हेल्महोल्त्ज़-ज़ेंट्रम ड्रेसडेन-रॉसेंडॉर्फ (HZDR) और टीयू ड्रेसडेन बिगड़े हुए मोटोन्यूरॉन्स को पुनर्स्थापित करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करने की क्षमता की जांच कर रहा है।

न्यूरोनल रोगों पर चुंबकीय उत्तेजना के प्रभाव की व्यापक जांच की गई है। हालाँकि, परिधीय तंत्रिकाओं में अनुप्रयोग दुर्लभ हैं। इस नवीनतम अध्ययन में बताया गया है कोशिकाओंशोधकर्ताओं ने मूल्यांकन किया कि क्या परिधीय मोटोन्यूरॉन्स की चुंबकीय उत्तेजना एफयूएस जीन (एफयूएस-एएलएस) में उत्परिवर्तन वाले एएलएस रोगियों से स्टेम सेल-व्युत्पन्न मोटोन्यूरॉन्स में दोषों को बहाल कर सकती है।

टीम - भौतिक विज्ञानी के नेतृत्व में थॉमस हेरमैन्सडॉफ़र, कोशिका जीवविज्ञानी अरुण पाल और चिकित्सक रिचर्ड फंक, और टीयू ड्रेसडेन और रोस्टॉक विश्वविद्यालय के सहयोगियों द्वारा समर्थित - स्वस्थ व्यक्तियों और FUS-ALS वाले रोगियों की त्वचा बायोप्सी से प्राप्त प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं को पुन: प्रोग्राम करके स्पाइनल मोटोन्यूरॉन्स उत्पन्न किया। उन्होंने इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कॉइल्स को डिजाइन और निर्मित किया, जिन्हें सेल कल्चर इन्क्यूबेटरों में संचालित किया जा सकता है, और इनका उपयोग मोटोन्यूरॉन्स को अनुरूप चुंबकीय क्षेत्रों में उजागर करने के लिए किया जाता है।

प्रत्येक चुंबकीय उत्तेजना में 2 से 10 हर्ट्ज की बहुत कम वर्ग-तरंग आवृत्तियों का उपयोग करके लगातार चार उपचार (कई घंटे की अवधि) शामिल थे। कोशिकाओं के 30 से 45 दिनों तक परिपक्व होने के बाद उपचार किया गया इन विट्रो में, बीच में कॉइल्स बंद होने के साथ। अंतिम उपचार के बाद, टीम ने चुंबकीय उत्तेजना के प्रभाव का आकलन करने से पहले कोशिकाओं को दो दिनों तक कल्चर में बनाए रखा।

एक्सोनल दोषों को बहाल करना

मोटोन्यूरॉन्स में लंबे प्रक्षेपण होते हैं जिन्हें एक्सॉन कहा जाता है, जो 1 मीटर तक लंबे हो सकते हैं, जो पदार्थों का परिवहन करते हैं और जानकारी प्रसारित करते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया और लाइसोसोम जैसे एक्सोनल ऑर्गेनेल के परिवहन में हानि एएलएस में न्यूरोनल अध: पतन में योगदान करती है। इस प्रकार शोधकर्ताओं ने चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में आने वाले मोटोन्यूरॉन्स में इन अंगों की गतिशीलता को मापने के लिए लाइव सेल इमेजिंग और इम्यूनोफ्लोरेसेंट स्टेनिंग का उपयोग किया।

उन्होंने सबसे पहले माध्य ऑर्गेनेल गति की जांच की। मात्रात्मक ट्रैकिंग विश्लेषण से पता चला कि नियंत्रण कोशिकाओं (स्वस्थ दाताओं से प्राप्त) की तुलना में अनुपचारित उत्परिवर्ती एफयूएस मोटोन्यूरॉन्स में माइटोकॉन्ड्रिया और लाइसोसोम दोनों के लिए डिस्टल माध्य गति में कमी आई है। चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में आने से FUS मोटोन्यूरॉन्स की औसत गति नियंत्रण स्तर पर वापस आ गई, जिसमें सबसे अच्छा प्रभाव लगभग 10 हर्ट्ज की बहुत कम आवृत्तियों का उपयोग करके देखा गया।

एएलएस की एक अन्य पहचान चोटों के बाद या उम्र बढ़ने के दौरान अक्षतंतु के बढ़ने और पुनर्जीवित होने की कम क्षमता है। तंत्रिका अंत में अंतर-न्यूरोनल कनेक्टिविटी बनाए रखने और सूचना प्रसारित करने के लिए ऐसी वृद्धि महत्वपूर्ण है। यह अध्ययन करने के लिए कि क्या चुंबकीय उत्तेजना ऐसे दोषों में सुधार कर सकती है, टीम ने एक्सोटॉमी (एक्सोन को अलग करना) के बाद एक्सोनल ग्रोथ शंकु के नए विकास का विश्लेषण करने के लिए माइक्रोफ्लुइडिक कक्षों में कोशिकाओं की लाइव इमेजिंग का उपयोग किया।

शोधकर्ताओं ने नियंत्रण कोशिकाओं की तुलना में अनुपचारित एफयूएस मोटोन्यूरॉन्स में कम औसत एक्सोनल आउटग्रोथ गति देखी। 10 हर्ट्ज पर एफयूएस मोटोन्यूरॉन्स की चुंबकीय उत्तेजना ने औसत वृद्धि गति को नियंत्रण स्तर तक काफी बढ़ा दिया। चुंबकीय क्षेत्र ने नियंत्रण मोटोन्यूरॉन्स में औसत वृद्धि गति को प्रभावित नहीं किया।

कई प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि एएलएस रोगियों के मोटोन्यूरॉन्स चुंबकीय क्षेत्र पर प्रतिक्रिया करते हैं, उत्तेजना और एक्सोनल पुनर्जनन द्वारा पुन: सक्रिय ऑर्गेनेल के बिगड़ा एक्सोनल परिवहन के साथ। महत्वपूर्ण बात यह है कि उन्होंने यह भी प्रदर्शित किया कि चुंबकीय उत्तेजना से स्वस्थ कोशिकाएं क्षतिग्रस्त नहीं होतीं।

अल्ट्रासाउंड मोटर न्यूरॉन रोग के भविष्य के उपचार को सक्षम कर सकता है

हालाँकि ये निष्कर्ष आशाजनक प्रतीत होते हैं, टीम दीर्घकालिक और की आवश्यकता पर प्रकाश डालती है vivo में अध्ययन करते हैं। “हम इनका सम्मान करते हैं इन विट्रो में हेरमैन्सडॉर्फर ने एक प्रेस वक्तव्य में कहा, "एएलएस के साथ-साथ अन्य न्यूरोजेनेरेटिव रोगों के लिए एक संभावित नवीन चिकित्सा के मार्ग पर एक उत्साहजनक दृष्टिकोण के रूप में परिणाम सामने आया है।" "हालांकि, हम यह भी जानते हैं कि हमारे निष्कर्षों की पुष्टि के लिए विस्तृत अनुवर्ती अध्ययन की आवश्यकता है।"

अब के भीतर काम कर रहे हैं थाक्सोनियन प्रोजेक्ट, हेरमैन्सडॉर्फर और उनके सहयोगी लागू चुंबकीय क्षेत्र के मापदंडों को अनुकूलित करने, विभिन्न चुंबकीय उत्तेजनाओं के लिए सेलुलर प्रतिक्रिया को समझने और पार्किंसंस, हंटिंगटन और अल्जाइमर रोगों जैसे अन्य न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों पर उपचार का परीक्षण करने के लिए आगे के अध्ययन की योजना बना रहे हैं।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/towards-a-cure-for-als-magnetic-stimulation-restores-impaired-motoneurons/