শরীরে নিরাময় প্রক্রিয়া সর্বদা এক সূক্ষ্ম ভারসাম্যের উপর নির্ভরশীল। খুব দুর্বল প্রতিক্রিয়া হলে ক্ষতিগ্রস্ত টিস্যু পুনরুদ্ধার হতে পারে না। আবার, খুব শক্তিশালী প্রতিক্রিয়া হলে মেরামতের প্রক্রিয়া অনিয়ন্ত্রিত দাগ সৃষ্টিতে পরিণত হয়। এভাবেই ফাইব্রোসিস বিকশিত হয়, যেখানে স্বাভাবিক টিস্যু ধীরে ধীরে ঘন যোজক কলা দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় এবং অঙ্গ তার কার্যকারিতা হারাতে শুরু করে।
এই প্রক্রিয়ার কেন্দ্রে রয়েছে শরীরের অন্যতম প্রভাবশালী সংকেত প্রোটিন — ট্রান্সফর্মিং গ্রোথ ফ্যাক্টর বিটা (TGFβ)। এটি ক্ষত নিরাময়, অনাক্রম্যতার নিয়ন্ত্রণ, টিস্যুর বিকাশ এবং সেগুলোর স্বাভাবিক অবস্থা বজায় রাখতে ভূমিকা পালন করে। কিন্তু এর কার্যকলাপের অতিরিক্ততা অস্বাভাবিক দাগ টিস্যু তৈরি করতে পারে।
ম্যানচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয় এবং কানেক্টিকাট বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীদের একটি নতুন গবেষণা প্রায় আণবিক স্তরে দেখিয়েছে যে, কীভাবে শরীর এই শক্তিশালী সংকেতকে নিয়ন্ত্রণে রাখে।
আর এখানে প্রধান ভূমিকা পালন করে LTBP1 নামক প্রোটিন— যা ল্যাটেন্ট TGFβ-বাইন্ডিং প্রোটিন ১ নামে পরিচিত।
TGFβ কোষে "তালাবদ্ধ" অবস্থায় থাকে
TGFβ সক্রিয় অবস্থায় টিস্যুতে সরাসরি নির্গত হয় না। এটি একটি বড় সুপ্ত কমপ্লেক্সের অংশ হিসেবে নিঃসৃত হয়, যেখানে অণুটি কার্যত অবরুদ্ধ থাকে যতক্ষণ না এটি মুক্ত করার জন্য কোনো সংকেত আসে।
LTBP1 এই কমপ্লেক্সকে এক্সট্রা সেলুলার ম্যাট্রিক্সের সাথে যুক্ত করে— যা টিস্যুর এক ধরনের আণবিক কাঠামো।
কিন্তু সবচেয়ে আকর্ষণীয় অংশটি এরপরেই শুরু হয়।
TGFβ সক্রিয় করতে কোষের কেবল একটি বায়োকেমিক্যাল বিক্রিয়া শুরু করাই যথেষ্ট নয়। এটি আক্ষরিক অর্থেই শারীরিক শক্তি প্রয়োগ করে থাকে।
কোষের পৃষ্ঠে থাকা ইন্টেগ্রিনগুলি সুপ্ত কমপ্লেক্সটিকে ধারণ করে এবং এর উপর যান্ত্রিক টান প্রয়োগ করে। এর প্রতিক্রিয়ায় কমপ্লেক্সের কাঠামো পরিবর্তিত হয় এবং সক্রিয় TGFβ মুক্ত হওয়ার সুযোগ পায়।
ফলস্বরূপ একটি বিস্ময়কর ব্যবস্থা দেখা যায়: শরীরের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক সংকেত যান্ত্রিকতার সাহায্যে নিয়ন্ত্রিত হয়।
বিজ্ঞানীরা প্রায় তিন অ্যাংস্ট্রম রেজোলিউশনে এই প্রক্রিয়াটি দেখেছেন।
ক্রায়ো-ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে গবেষকরা 3.06 Å রেজোলিউশনে TGFβ–LTBP1 এর বৃহৎ সুপ্ত কমপ্লেক্সের কাঠামো নির্ধারণ করেছেন।
দেখা গেছে যে, LTBP1 শুধু TGFβ-কে এক্সট্রা সেলুলার ম্যাট্রিক্সের কাছে ধরে রাখে না। তাদের মধ্যে একটি সরাসরি হাইড্রোফোবিক ইন্টারফেস রয়েছে, যা আণবিক মিথস্ক্রিয়া দ্বারা অতিরিক্ত স্থিতিশীল হয়।
এছাড়াও, গবেষণাটি সুপ্ত TGFβ-এর অস্বাভাবিক স্থানিক স্থাপত্য নিশ্চিত করেছে: কমপ্লেক্সের অংশগুলো যেন অণুর দুটি অর্ধাংশের মধ্যে একে অপরের সাথে ছেদ করে।
প্রথম নজরে এটি কাঠামোগত জীববিজ্ঞানের একটি সূক্ষ্ম বিষয় বলে মনে হয়। কিন্তু এই জ্যামিতিই অণুর মধ্য দিয়ে যান্ত্রিক শক্তি কীভাবে প্রবাহিত হয় তা পরিবর্তন করে।
কম্পিউটার মডেলিং দেখিয়েছে যে, এই ধরনের বিন্যাস ইন্টেগ্রিন-নির্ভর TGFβ সক্রিয়করণের জন্য প্রয়োজনীয় বলকে প্রভাবিত করে। আর LTBP1-এর সাথে সমযোজী বন্ধন কমপ্লেক্সের অভ্যন্তরে যান্ত্রিক চাপকে পুনরায় বিতরণ করে।
অন্য কথায়, LTBP1 এক ধরনের আণবিক যান্ত্রিক নিয়ন্ত্রকের অংশ হিসেবে কাজ করে।
এটি নির্ধারণ করতে সাহায্য করে যে, TGFβ মুক্ত করার জন্য ঠিক কী ধরনের শারীরিক প্রভাব প্রয়োজন।
ফাইব্রোসিসের জন্য এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ?
এই বিস্তারিত তথ্যটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ TGFβ ফুসফুস, লিভার, কিডনি, হৃদপিণ্ড এবং অন্যান্য অঙ্গের ফাইব্রোসিস বিকাশের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত।
সমস্যা হলো, TGFβ-কে সহজে বন্ধ করা যায় না। এটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ।
এই সংকেত টিস্যুর স্বাভাবিক নিরাময়, অনাক্রম্যতার নিয়ন্ত্রণ, শরীরের বিকাশ এবং টিস্যু হোমিওস্ট্যাসিস বজায় রাখার জন্য অপরিহার্য। তাই, TGFβ-এর সংকেত পথকে বিশ্বব্যাপী দমন করার প্রচেষ্টা গুরুতর পার্শ্বপ্রতিক্রিয়ার ঝুঁকির সম্মুখীন হয়।
আর এখানেই নতুন গবেষণাটি সমস্যার একটি ভিন্ন দৃষ্টিকোণ তুলে ধরে।
সম্ভবত, TGFβ-কে বন্ধ করার চেষ্টা না করে, ভবিষ্যতের থেরাপি এমন প্রক্রিয়াগুলোকে লক্ষ্য করতে পারবে যা নির্ধারণ করে যে, এটি কোথায়, কখন এবং কত সহজে সক্রিয় হয়।
অর্থাৎ, চিকিৎসা বিজ্ঞান সরাসরি সংকেতে হস্তক্ষেপ না করে, বরং এর নিয়ন্ত্রক প্রক্রিয়ায় হস্তক্ষেপ করার একটি সম্ভাব্য সুযোগ পাচ্ছে।
শরীরে রসায়ন ও যান্ত্রিকতা।
সম্ভবত, এই আবিষ্কারের সবচেয়ে আকর্ষণীয় দিকটি ফাইব্রোসিস গবেষণার গণ্ডি পেরিয়ে যায়।
আমরা কোষীয় সংকেতকে অণুর জগৎ হিসেবে কল্পনা করতে অভ্যস্ত: একটি প্রোটিন অন্যটির সাথে আবদ্ধ হয়, বিক্রিয়ার একটি ক্যাসকেড শুরু হয়, জিনগুলি চালু বা বন্ধ হয়।
কিন্তু জীবন্ত টিস্যু শক্তি, চাপ, টান এবং প্রতিরোধের জগতেও বিদ্যমান।
কোষ তার চারপাশের ম্যাট্রিক্সের ঘনত্ব অনুভব করে। এটি এটিকে টানে। ম্যাট্রিক্স প্রতিরোধ করে। এই প্রতিরোধ আণবিক কমপ্লেক্সগুলিতে স্থানান্তরিত হয়— এবং এটি নির্ধারণ করতে সক্ষম যে, শরীরের অন্যতম শক্তিশালী গ্রোথ ফ্যাক্টর সক্রিয় হবে কিনা।
ফলস্বরূপ কোষ এবং তার চারপাশের টিস্যুর মধ্যে প্রায় একটি যান্ত্রিক কথোপকথন তৈরি হয়।
এখানেই LTBP1-এর গবেষণা বিশেষভাবে আকর্ষণীয়: এটি দেখায় যে, স্বাভাবিক পুনরুদ্ধার এবং অস্বাভাবিক দাগ সৃষ্টির মধ্যে সীমানা কেবল সংকেত অণুগুলির ঘনত্ব দ্বারা নয়, বরং শারীরিক শক্তি কীভাবে তাদের কাঠামোর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় তার দ্বারাও নির্ধারিত হতে পারে।
নিরাময় জীবন্ত ব্যবস্থার অন্যতম প্রধান নীতিকে স্মরণ করিয়ে দেয় — সবকিছু ভারসাম্যের উপর নির্ভরশীল। খুব দুর্বল প্রতিক্রিয়া টিস্যুকে পুনরুদ্ধার করবে না, খুব শক্তিশালী প্রতিক্রিয়া পুনরুদ্ধারকে দাগ সৃষ্টি এবং ফাইব্রোসিসে পরিণত করে।
এবং সম্ভবত, চিকিৎসার অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ কাজ হলো এই বাঁক নেওয়ার মুহূর্তটি সঠিকভাবে চিহ্নিত করা: যেখানে পুনরুদ্ধার শেষ হয় এবং ক্ষতি শুরু হয়, যেখানে সুরক্ষা অতিরিক্ত হয়ে যায় এবং নিরাময় একটি দাগে পরিণত হয়।
