ল্যান্ডমার্ক স্টাডিজ ম্যাপ করে কিভাবে জেনেটিক পার্থক্য মানুষের রোগকে চালিত করে

তিনটি যুগান্তকারী গবেষণায় প্রকাশিত হয়েছে প্রকৃতি আজ, অস্ট্রেলিয়ান গবেষকরা আমাদের বোঝার ক্ষেত্রে বড় অগ্রগতি করেছেন যে কীভাবে মানুষের মধ্যে জেনেটিক পার্থক্য রোগকে প্রভাবিত করে। গারভান ইনস্টিটিউট অফ মেডিক্যাল রিসার্চের দল, মারডক চিলড্রেনস রিসার্চ ইনস্টিটিউট, ইউএনএসডব্লিউ এবং অন্যান্য অংশীদারদের সহযোগিতায়, নির্দিষ্ট ইমিউন কোষের সম্ভাব্য কারণগুলির সাথে 16টি রোগের জেনেটিক ঝুঁকির অঞ্চলগুলিকে সংযুক্ত করেছে, প্রায় 1,500টি জিন সনাক্ত করেছে যা বিভিন্ন রোগে অবদান রাখতে পারে। এই আবিষ্কারগুলি ক্যান্সার থেকে রোগ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং স্নায়বিক অবস্থার মধ্যে অনেক রোগের মধ্যে ওষুধের বিকাশ এবং নির্ভুল ওষুধকে ত্বরান্বিত করতে সেট করা হয়েছে।

কাজটি TenK10K প্রকল্পের প্রথম প্রধান আউটপুট, যা 10,000 জন মানুষের থেকে ইমিউন কোষে জেনেটিক বৈচিত্র্য এবং জিনের কার্যকলাপ ম্যাপ করতে চায়।

আমাদের অনুসন্ধানের সাথে, আমরা জেনেটিক বৈচিত্র্যকে রোগের ঝুঁকির সাথে সংযোগকারী সম্ভাব্য কার্যকারণ প্রক্রিয়ার মধ্যে খুব কম থেকে হাজার হাজার বুঝতে পেরেছি, যা বিশাল।”

অধ্যাপক জোসেফ পাওয়েল, গারভানের অনুবাদমূলক জিনোমিক্স প্রোগ্রামের পরিচালক, জিনোমিক্স এবং স্বাস্থ্যের জন্য UNSW ইনস্টিটিউটের পরিচালক এবং তিনটি কাগজে সিনিয়র সহ-লেখক

“এটি যা সম্ভব তার একটি মৌলিক পরিবর্তন। যখন আপনি জানেন যে কোন জেনেটিক বৈকল্পিক রোগটি চালাচ্ছে – এবং কোন কোষে, কোন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে – আপনি এমন রোগীদের সনাক্ত করা শুরু করতে পারেন যারা একটি নির্দিষ্ট চিকিত্সার প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে এবং আমরা যে লক্ষ্যমাত্রাগুলি জানতাম না তার দিকে ওষুধ বিকাশ করতে পারে।”

প্রফেসর ড্যানিয়েল ম্যাকআর্থার, তিনটি গবেষণাপত্রের মধ্যে দুটির সহ-সিনিয়র লেখক এবং সেন্টার ফর পপুলেশন জিনোমিক্সের পরিচালক, গারভান ইনস্টিটিউট এবং মারডক চিলড্রেনস রিসার্চ ইনস্টিটিউটের মধ্যে একটি সহযোগিতা, যোগ করেছেন: “এটি এখন পর্যন্ত সবচেয়ে বিশদ মানচিত্র কিভাবে জেনেটিক বৈচিত্র রোগ প্রতিরোধ ক্ষমতাকে আকার দেয়৷ আমরা ইতিমধ্যেই দেখছি যে কোন নতুন রোগের জন্য মানব বিজ্ঞানের উপাত্ত তৈরি করা হয়েছে এবং বুঝতে পারছি অবিশ্বাস্যভাবে উত্তেজনাপূর্ণ এই ধরনের মৌলিক সম্পদ যা গবেষকরা বছরের পর বছর ধরে আঁকবেন।”

5 মিলিয়নেরও বেশি ইমিউন কোষে জিনের অভিব্যক্তি বিশ্লেষণ করা

গত তিন দশকে প্রযুক্তিগত অগ্রগতি একজন ব্যক্তির ডিএনএ পড়া অনেক সহজ করে তুলেছে। কিন্তু জিন সিকোয়েন্সের এই পার্থক্যগুলি কীভাবে রোগের দিকে পরিচালিত করে তা চিহ্নিত করার জন্য প্রচুর পরিমাণে ডেটা প্রয়োজন যা একক-কোষ স্তরে তৈরি করা এবং বিশ্লেষণ করা কঠিন – এখন পর্যন্ত।

“আমাদের TenK10K প্রকল্পের প্রথম পর্যায়ে, আমরা প্রায় 2,000 অস্ট্রেলিয়ানদের জিনোম ক্রম করেছি এবং তাদের 5 মিলিয়নেরও বেশি ইমিউন কোষে জিনের কার্যকলাপ পরিমাপের জন্য সর্বশেষ একক-কোষ প্রযুক্তি ব্যবহার করেছি,” অধ্যাপক পাওয়েল বলেছেন। “আসুন আমরা লক্ষ লক্ষ জেনেটিক ভ্যারিয়েন্টগুলিকে চিহ্নিত করি যে নির্দিষ্ট কোষের মধ্যে তারা কাজ করে এবং 16টি রোগ এবং 44টি রক্তের বৈশিষ্ট্যের সাথে তাদের লিঙ্ক করি, যেগুলি এই রোগটিকে চালিত করছে এমন সম্ভাব্য প্রক্রিয়াগুলি সনাক্ত করতে।”

“আমরা যে জৈবিক প্রক্রিয়াগুলি আবিষ্কার করেছি তার বেশিরভাগই পূর্ববর্তী গবেষণায় অদৃশ্য ছিল। এটি জড়িত রোগ প্রতিরোধক কোষের ধরণকে চিহ্নিত করে, যা ভবিষ্যতের চিকিত্সার লক্ষ্যে সাহায্য করতে পারে,” বলেছেন অধ্যাপক পাওয়েল৷

“উদাহরণস্বরূপ, আমরা একটি জেনেটিক বৈকল্পিক খুঁজে পেয়েছি যা একটি জিনের অভিব্যক্তি বাড়ায় ওএসএম প্রাকৃতিক ঘাতক ইমিউন কোষে এবং খিটখিটে অন্ত্রের রোগ হওয়ার ঝুঁকি বাড়ায়। এটি একটি নির্দিষ্ট ইমিউন পথ উন্মোচন করেছে যা ভবিষ্যতের চিকিত্সার সাথে সম্ভাব্যভাবে লক্ষ্য করা যেতে পারে।”

সমস্ত কোণ থেকে জিনোম ডিকোডিং

তিনটি অধ্যয়ন প্রতিটি জিন নিয়ন্ত্রণের একটি ভিন্ন স্তর পরীক্ষা করে, একসাথে ডিএনএ বৈচিত্র কীভাবে জিনের অভিব্যক্তিকে প্রভাবিত করে এবং ইমিউন কোষের কার্যকারিতাকে আকার দেয় তার একটি পূর্ণাঙ্গ চিত্র তৈরি করে।

প্রথম গবেষণা মানচিত্র কিভাবে সাধারণ এবং বিরল জেনেটিক বৈকল্পিক পৃথক ইমিউন কোষের ধরনের জিন কার্যকলাপ প্রভাবিত করে। দলটি 21,000 জিনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে এবং জিনের অভিব্যক্তিতে 180,000 টিরও বেশি সাধারণ এবং বিরল প্রভাব খুঁজে পেয়েছে। এই প্রভাবগুলির সাথে প্রায় 5,000 জিন – প্রায় এক চতুর্থাংশ – পুরো রক্তের বৃহত্তম পূর্ববর্তী গবেষণায় তাদের কার্যকলাপের উপর জেনেটিক প্রভাবের সাথে যুক্ত ছিল না।

তারা এই ফলাফলগুলিকে ক্যান্সার, রোগ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং স্নায়বিক ব্যাধি সহ 16 টি রোগের জেনেটিক গবেষণার সাথে তুলনা করেছে। এটি রোগ বা রক্তের বৈশিষ্ট্যের সাথে যুক্ত 893 টি জিন প্রকাশ করেছে যাদের কার্যকলাপ পূর্বে জেনেটিক পরিবর্তনের সাথে যুক্ত ছিল না। এর মধ্যে অনেকগুলি সমস্ত রক্তের কোষের পরিবর্তে নির্দিষ্ট কোষের প্রকারে পাওয়া গিয়েছিল, যা ব্যাখ্যা করতে পারে কেন পূর্বের সম্পূর্ণ-রক্ত গবেষণাগুলি তাদের মিস করেছিল।

দ্বিতীয়টি জিনোমের এমন একটি অংশের দিকে মোড় নেয় যা অধ্যয়ন করা কঠিন ছিল: টেন্ডেম পুনরাবৃত্তি। এগুলি জিন নিয়ন্ত্রণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ পুনরাবৃত্তিমূলক ডিএনএ ক্রম যা সমস্ত প্রোটিন-কোডিং জিনের চেয়ে বেশি জেনেটিক ‘রিয়েল এস্টেট’ দখল করে। তারা ঐতিহাসিকভাবে সঠিকভাবে বিশ্লেষণ করা খুব কঠিন ছিল। কিন্তু পুরো-জিনোম সিকোয়েন্সিং ডেটা বিশ্লেষণের জন্য নতুন পদ্ধতির সাথে, দলটি জিনের অভিব্যক্তিতে পরিবর্তনের সাথে যুক্ত 69,000 টিরও বেশি টেন্ডেম পুনরাবৃত্তি বৈকল্পিক সনাক্ত করেছে। তারা 200 টিরও বেশি জিন খুঁজে পেয়েছে যেখানে বারবার ডিএনএ সিকোয়েন্সগুলি ইমিউন এবং রক্তের বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে জেনেটিক লিঙ্কগুলি ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে, বিভিন্ন রোগের চিকিত্সার জন্য সম্ভাব্য নতুন লক্ষ্যগুলি প্রকাশ করে।

তৃতীয়টি নিয়ন্ত্রণের আরও একটি স্তর তৈরি করে: ক্রোমাটিন অ্যাক্সেসযোগ্যতা। এটি একটি কোষে ডিএনএ কতটা খোলা বা শক্তভাবে প্যাক করা আছে তা সনাক্ত করে এবং কোন জিনগুলি চালু বা বন্ধ করা যেতে পারে তা নিয়ন্ত্রণ করে। দলটি ক্রোমাটিন অ্যাক্সেসযোগ্যতার সাথে যুক্ত 240,000 এরও বেশি জেনেটিক বৈকল্পিক সনাক্ত করেছে। তারপরে তারা এই ডিএনএ অঞ্চলগুলির 28,000 এরও বেশি জিনগুলির সাথে সংযুক্ত করেছে যা তারা নিয়ন্ত্রণ করতে সহায়তা করে। গুরুত্বপূর্ণভাবে, দলটি দেখিয়েছে যে ক্রোমাটিন অ্যাক্সেসিবিলিটির উপর ফোকাস করা শুধুমাত্র জিনের কার্যকলাপের চেয়ে 23% বেশি রোগ-সংযুক্ত জেনেটিক অঞ্চলের সম্ভাব্য ভূমিকা ব্যাখ্যা করে।

ওষুধ আবিষ্কার ত্বরান্বিত করার জন্য সম্পদ

তিনটি গবেষণার সারসংক্ষেপ ফলাফল এখন অবাধে উপলব্ধ।

“নতুন থেরাপির নির্দেশনা দিতে এবং রোগীদের জন্য আরও ভাল যত্ন প্রদানের জন্য এই সংস্থানটি কীভাবে অন্যান্য বিজ্ঞানী এবং সংস্থাগুলি দ্বারা ব্যবহার করা যেতে পারে তা দেখে আমরা উত্তেজিত৷ এবং এটি কেবলমাত্র শুরু৷ পরবর্তী পর্যায়ে, আমরা TenK10K-এ বিশ্লেষিত মানুষের সংখ্যা এবং রোগের ক্ষেত্রগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে প্রসারিত করব এবং অংশগ্রহণকারীদের জিনগত বৈচিত্র্যকে বাড়িয়ে তুলব, যাতে বিশ্বজুড়ে আমাদের প্রতিনিধিদের আরও বেশি মানুষ খুঁজে পেতে পারেন৷