کیا ہم دل کو بڑھاپے سے روک سکتے ہیں؟ یہ تاریخی جینیاتی مطالعہ ایک آغاز ہے۔

دل ٹوٹنے کے لیے نہیں ہوتے۔ پھر بھی عمر کے ساتھ، یہ ہوتا ہے. یہاں تک کہ ایک صحت مند غذا اور ورزش کے ساتھ، جیسے جیسے ہماری عمر آہستہ آہستہ بڑھ رہی ہے، اسی طرح بند ہونے والی شریانوں، ٹوٹنے والی خون کی نالیوں اور بالآخر دل کی ناکامی کا خطرہ بھی بڑھ جاتا ہے۔

کیوں؟

سائنس دانوں نے طویل عرصے سے اس راز کو کھولنے کی کوشش کی ہے کہ عمر بڑھنے سے دل کی بیماری کے بڑھتے ہوئے خطرے سے کیسے تعلق ہے، جو ہمارے وقت کا ایک اہم قاتل ہے۔ یہ ایک مشکل مسئلہ ہے: بہت سے حیاتیاتی پہلو، پرورش کے لیے فطرت میں پھیلے ہوئے، دل کی صحت کو ٹھیک طرح سے متاثر کر سکتے ہیں۔ اسرار کو سلجھانے کے لیے، کچھ تجربات نصف صدی سے زائد عرصے تک جاری رہے اور لاکھوں لوگوں تک پہنچ گئے۔

اچھی خبر؟ ہمارے پاس سراغ مل گئے ہیں۔ عمر کے ساتھ، دل کے خلیے اپنے کام میں تیزی سے تبدیلی لاتے ہیں، آخر کار سکڑنے اور رہائی کے لیے جدوجہد کرتے ہیں۔ ایک نئی تحقیق میں شائع فطرت عمر بڑھنے یہ جاننے کے لیے جینیاتی کوڈ میں گہرائی سے دیکھا کہ ایسا کیوں ہوتا ہے۔

Starting with a dozen volunteers spanning 0 to 82 years old, the team sequenced the entire genome of 56 heart muscle cells, or cardiomyocytes. The result is the first landscape painting of genetic changes in the aging heart. As we age, the heart gets hit with a double whammy at the DNA level. Cells’ genetic code physically breaks down, while their ability to repair DNA erodes.

یہ ایک بہت بڑا تعجب ہے۔ دماغی خلیات کی طرح، کارڈیو مایوسائٹس حیاتیاتی اختتامی کھیل ہے، جس میں وہ مزید نئے اور چھوٹے بچوں میں تقسیم نہیں ہو سکتے۔ اس قسم کے خلیات میں عام طور پر ایک قسم کی حفاظتی "بچّہ" ہوتی ہے، اس لیے وہ اتپریورتنوں کے لیے کم حساس ہوتے ہیں۔

کارڈیو مایوسائٹس کے لیے ایسا نہیں ہے۔ نیورانز کے مقابلے میں، خلیات عمر کے ساتھ تیزی سے ڈی این اے کی چوٹ کو جمع کرتے ہیں، اور تین گنا زیادہ تیزی سے، نیوران ایک انتہائی پیچیدہ اور خاص طور پر نازک قسم کے خلیے ہونے کے باوجود۔

"جیسے جیسے آپ کی عمر بڑھ جاتی ہے اور زیادہ تبدیلیاں آتی ہیں، آپ ایسے مضر اثرات ڈال رہے ہیں جو دل کو بیماری کی طرف لے جا سکتے ہیں" نے کہا مطالعہ کے مصنف ڈاکٹر منگ ہوئی چن، بوسٹن چلڈرن ہسپتال کے ماہر امراض قلب۔ "یہ اس مقام تک پہنچ سکتا ہے جہاں ڈی این اے کو اتنا نقصان پہنچا ہے کہ دل اب ٹھیک سے دھڑک نہیں سکتا۔"

نتائج ہمیں بڑھاپے کے دل کا پرندوں کی آنکھوں کا نظارہ دیتے ہیں۔ ایک پہیلی کی طرح، وہ "کارڈیک dysfunction پر عمر بڑھنے کے اثر کو سمجھنے کے لیے ایک نمونہ فراہم کرتے ہیں،" مصنفین نے لکھا۔

اپنے دل کو ذرا آرام دو

کارڈیومیوسائٹس سخت مخلوق ہیں۔ ایک ایسے پمپ کا تصور کریں جو آپ کے پورے جسم کو غذائی اجزاء سے پانی فراہم کرنے کے لیے خود بخود اور قابل اعتماد طریقے سے خون کی صحیح مقدار کو، ایک سمجھدار دباؤ کے ساتھ نکالتا ہے۔ اگر آپ نے کسی بھی طرح کا پلمبنگ کا کام کیا ہے، تو یہ مشکل ہے۔ پھر بھی یہ خلیے آپ کی پوری زندگی کے لیے، زیادہ تر ہچکی کے بغیر، مطابقت پذیری میں کام کرتے ہیں۔ یہ ایک نازک توازن ہے: بہت کم دباؤ یا رفتار آپ کے دماغ اور دوسرے حصوں کو خون سے محروم کر دیتی ہے۔ بہت زیادہ، اور یہ ایسے ہے جیسے مائعات کی ایک بڑی باغیچے کی نلی کو، زیادہ دباؤ پر، ایک چھوٹی جڑی بوٹی کو ایک سٹارٹر کے برتن میں اُگلنا۔

Like a rubber garden hose, cardiomyocytes wear down with age. Most heart failure cases happen in people older than 65, even when they’re relatively healthy—that is, without high blood cholesterol, blood pressure, or any other common risk factors. But not all.

مصنفین نے لکھا، "روایتی خطرے کے عوامل کی بنیاد پر کم یا درمیانی خطرے میں کچھ افراد اب بھی دل کی بیماری کا تجربہ کرتے ہیں، تجویز کرتے ہیں کہ اضافی، نامعلوم عوامل اہم ہو سکتے ہیں،" مصنفین نے لکھا۔ بڑی عمر کی آبادی میں دل کی بیماری کا سبب اور کیا ہے؟

میرے دل کے ڈی این اے کو ہٹا دیں۔

Tackling the question, the team turned to a powerful genetic tool: single-cell sequencing, which transcribes the DNA chain of every analyzed cell. The technique captures individuality—for example, genetic and other changes—that would otherwise be obfuscated if analyzing and averaging hundreds of cells simultaneously.

سیل کے جینوم کا تنوع مطالعہ کے ڈیزائن میں سامنے اور مرکز تھا۔ مطالعہ کی مصنفہ ڈاکٹر سنگیتا چودھری نے کہا کہ "یہ پہلا موقع ہے جب انسانی دل میں واحد خلیے کی سطح پر صوماتی تغیرات کو دیکھا گیا ہے۔"

ٹیم نے اس بات کا اعتراف کیا کہ دل کے خلیوں کے ڈی این اے کے دستخط عمر کے ساتھ کیسے بدلتے ہیں۔ اس قسم کے اتپریورتنوں کو "سومیٹک اتپریورتنوں" کا نام دیا جاتا ہے کیونکہ وہ اگلی نسل میں منتقل نہیں ہو سکتے۔

تمام خلیات ایک جیسے نہیں بنتے ہیں۔ کچھ، جگر کے خلیات کی طرح، نقصان کی ایک اچھی مقدار کو سنبھال سکتے ہیں اور خود کو بھر سکتے ہیں۔ دوسرے، جیسے کارڈیو مایوسائٹس، مزید تقسیم نہیں ہو سکتے، اور انہیں ڈی این اے کے کسی بھی نقصان کو خود لینے کی ضرورت ہے۔ عمر کے ساتھ، یہ خلیے جینیاتی تغیرات جمع کر سکتے ہیں۔ وہ مشکل ہیں: زیادہ تر کے کوئی واضح اثرات نہیں ہوتے ہیں، لیکن کچھ، ہارر مووی کے ولن کی طرح، خاموشی سے خلیات کو کینسر بننے کے لیے متحرک کر سکتے ہیں، یا حتیٰ کہ انہیں ہلاک کر سکتے ہیں۔ یہ تغیرات پہلے کورونری دمنی کی بیماری سے منسلک ہوتے رہے ہیں، جو عمر کے ساتھ دل کے مسائل کی ایک بڑی وجہ ہے۔

دل کی بیماری کا باعث بننے والے تغیراتی دستخطوں کو حاصل کرنے کی کوشش کرتے ہوئے، ٹیم نے بچپن سے لے کر بوڑھوں تک کے لوگوں کے عطیہ کردہ دلوں کے جینز میں گہرا غوطہ لگایا۔ نیوکلی کو الگ تھلگ کرتے ہوئے — گول، خوبانی کے بیج نما ڈھانچہ جس میں ڈی این اے ہوتا ہے — انہوں نے اپنے طریقہ کار کا جائزہ لیا اور پھر تین مختلف عمر کے گروہوں کے جینیاتی سلسلے کا موازنہ کیا۔

انہوں نے ایک اہم فرق پر توجہ مرکوز کی: سنگل نیوکلیوٹائڈ میوٹیشنز (جسے سنگل نیوکلیوٹائڈ پولیمورفزم بھی کہا جاتا ہے، یا SNPs)۔ یہ تبدیلیاں آسان ہیں: یہ جینوم میں ایک ہی حرف کی تبدیلی ہیں، بجائے کہ کہ، ایک مکمل حصہ جو الٹ یا نقل کیا گیا ہے۔ SNPs، جب مجموعی طور پر جانچا جاتا ہے، معلومات کا ذخیرہ ہوتا ہے۔ وہ صوماتی تغیرات کی سب سے عام شکل ہیں۔

دنیا کے نقشے پر سفر کو نشان زد کرنے والی پنوں کی طرح، کافی SNP اتپریورتنوں کے ساتھ، یہ ایک مکمل "نقشہ" یا دستخط بنانا ممکن ہے، جو مخصوص حیاتیاتی عمل یا بیماریوں سے منسلک ہو۔ مثال کے طور پر، تمباکو نوشی سے منسلک سیلولر تبدیلیوں یا DNA کی مرمت سے متعلق مسائل کے لیے ایک نقشہ موجود ہے۔

مصنفین نے کہا کہ "متغیر دستخطوں اور ان کی تشکیل کے طریقہ کار کو سمجھنا ہمیں ڈی این اے کو پہنچنے والے نقصان اور عمر رسیدہ دل میں بیماری کے بڑھنے کا طریقہ کار دریافت کرنے کا باعث بن سکتا ہے۔"

تقریباً 60 نمونوں کو ترتیب دیتے ہوئے، ٹیم نے پھر ڈیٹا کو پارس کرنے کے لیے الگورتھم پر کام کیا، اس کا موازنہ کینسر کے معروف دستخطی ڈیٹا بیس سے کیا جسے COSMIC کہا جاتا ہے۔ ڈی این اے کی ترامیم عمر کے ساتھ بڑھتی ہوئی، اتپریورتن کی اقسام چار مختلف قسم کے دستخطوں میں فٹ ہونے کے ساتھ۔ دستخط A نے، مثال کے طور پر DNA کے حروف C اور T کو تبدیل کر دیا ہے۔ اگرچہ یہ بہت زیادہ نہیں لگ رہا ہو گا، تصور کریں کہ اس مضمون میں تمام Cs کو Ts سے تبدیل کریں، یا اس کے برعکس — یہ پورا متن ٹوٹ جائے گا۔

Looking further into the molecular underpinning of the signatures, the team found one potential culprit for heart aging and dysfunction: oxidative stress. An unfortunate byproduct of a cell’s normal metabolism, these molecules act like little cannon balls, wreaking havoc inside cells, DNA, and their membranes. While younger cells normally have a way to fend off the vicious attacks, older ones gradually lose this ability. The result isn’t pretty. Heart cells, for example, may end up with damaged DNA letters while simultaneously having their genome-repair mechanism destroyed.

In a way, it’s not that surprising, said Chen. “Because the heart is always pumping, it uses a lot of energy,” which produces chemicals that can damage DNA. What came as a shock was the heart’s special ability to ward off the damage. Cardiomyocytes have the power to double up on their chromosomes, buffering against relentless assaults on their DNA.

ابھی کے لئے، مطالعہ صرف یہ ظاہر کرتا ہے کہ عمر کے ساتھ سومیٹک اتپریورتنوں میں اضافہ ہوتا ہے، جو نقصان پہنچا دل کے خلیات کے ساتھ تعلق رکھتا ہے. آیا ڈی این اے لیٹر بدلتا ہے۔ کی وجہ سے heart injuries remains to be determined. But the study is a first for dissecting heart disease at the single-cell level on a large scale. It’s like going from amateur binoculars to the James Webb Space Telescope—we can now analyze every single cell, like a star in the sky, by parsing its DNA inside an aging heart.

کارڈیو مایوسائٹس کو ایک طرف رکھتے ہوئے، "ہم دل میں مختلف خلیوں کی اقسام کو بھی دیکھنا چاہتے ہیں،" چودھری نے کہا۔ "ہم نے صرف آئس برگ کے سرے کو چھوا ہے۔"

تصویری کریڈٹ: AnaitSmi / Shutterstock.com