Proteinopathy
દવામાં, પ્રોટીનોપેથી ([પ્રીફ. પ્રોટીન];-પેથી [પર્યાપ્ત. રોગ]; પ્રોટીનપેથીઝ પી. એલ. પ્રોટીનોપેથિક એજ), અથવા પ્રોટીઓપેથી, પ્રોટીન કન્ફોર્મેશનલ ડિસઓર્ડર, અથવા પ્રોટીન મિસફોલ્ડિંગ ડિસીઝ, એ રોગોનો એક વર્ગ છે જેમાં ચોક્કસ પ્રોટીન માળખાકીય રીતે અસામાન્ય બની જાય છે, અને તે રીતે શરીરના કોષો, પેશીઓ અને અવયવોના કાર્યમાં વિક્ષેપ પાડે છે. ઘણીવાર પ્રોટીન તેમના સામાન્ય રૂપરેખાંકનમાં ફોલ્ડ થવામાં નિષ્ફળ જાય છે; આ ખોટી રીતે ફોલ્ડ થયેલી સ્થિતિમાં, પ્રોટીન કોઈક રીતે ઝેરી બની શકે છે (કાર્યનો ઝેરી લાભ) અથવા તેઓ તેમનું સામાન્ય કાર્ય ગુમાવી શકે છે. પ્રોટીનોપેથીમાં ક્રેટ્ઝફેલ્ટ-જેકબ રોગ અને અન્ય પ્રિયોન રોગો, અલ્ઝાઇમર રોગ, પાર્કિન્સન રોગ, એમીલોઇડોસિસ, મલ્ટિપલ સિસ્ટમ એટ્રોફી અને અન્ય વિકારોની વિશાળ શ્રેણી જેવા રોગોનો સમાવેશ થાય છે. પ્રોટિઓપેથી શબ્દ સૌપ્રથમ 2000 માં લેરી વૉકર અને હેરી લેવિન દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો હતો. પ્રોટિઓપેથીની વિભાવના તેની ઉત્પત્તિ 19મી સદીના મધ્યમાં શોધી શકે છે, જ્યારે, 1854માં, રુડોલ્ફ વિર્ચોએ મગજનો કોર્પોરા એમીલેસિયામાં એક પદાર્થનું વર્ણન કરવા માટે એમીલોઇડ ("સ્ટાર્ચ જેવા") શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે સેલ્યુલોઝ જેવી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે. 1859માં, ફ્રીડરિચ અને કેકુલેએ દર્શાવ્યું હતું કે, સેલ્યુલોઝનો સમાવેશ કરવાને બદલે, "એમીલોઇડ" વાસ્તવમાં પ્રોટીનથી સમૃદ્ધ છે. ત્યારપછીના સંશોધનોએ દર્શાવ્યું છે કે ઘણા જુદા જુદા પ્રોટીન એમીલોઇડની રચના કરી શકે છે, અને તમામ એમીલોઇડ્સ રંગ કોંગો લાલ રંગથી રંગાઈ ગયા પછી ક્રોસ-પોલરાઇઝ્ડ પ્રકાશમાં બાયરેફ્રિન્જન્સ દર્શાવે છે, તેમજ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપથી જોવામાં આવે ત્યારે ફાઇબ્રિલર અલ્ટ્રાસ્ટ્રક્ચર દર્શાવે છે. જો કે, કેટલાક પ્રોટીનયુક્ત જખમમાં બાયરેફ્રિન્જન્સનો અભાવ હોય છે અને તેમાં અલ્ઝાઇમર ધરાવતા લોકોના મગજમાં એમીલોઇડ બીટા (Aβ) પ્રોટીનની ફેલાયેલી થાપણો જેવી થોડી અથવા કોઈ ક્લાસિકલ એમીલોઇડ ફાઇબ્રિલ્સ હોતી નથી. વધુમાં, પુરાવાઓ બહાર આવ્યા છે કે ઓલિગોમર્સ તરીકે ઓળખાતા નાના, બિન-તંતુમય પ્રોટીન સમૂહો અસરગ્રસ્ત અંગના કોષો માટે ઝેરી હોય છે, અને તેમના તંતુમય સ્વરૂપમાં એમીલોઇડોજેનિક પ્રોટીન પ્રમાણમાં સૌમ્ય હોઈ શકે છે. પેથોફિઝિયોલોજી મોટાભાગે, જો તમામ પ્રોટીનપેથી નહીં, તો 3-પરિમાણીય ફોલ્ડિંગ રચનામાં ફેરફાર ચોક્કસ પ્રોટીનની પોતાની સાથે જોડાવાની વૃત્તિમાં વધારો કરે છે. આ સંકલિત સ્વરૂપમાં, પ્રોટીન સફાઇ માટે પ્રતિરોધક છે અને અસરગ્રસ્ત અવયવોની સામાન્ય ક્ષમતામાં દખલ કરી શકે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પ્રોટીનને ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરવાથી તેના સામાન્ય કાર્યમાં ઘટાડો થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ ખામીયુક્ત સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન કંડક્ટન્સ રેગ્યુલેટર (સી. એફ. ટી. આર.) પ્રોટીનને કારણે થાય છે, અને એમ્યોટ્રોફિક લેટરલ સ્ક્લેરોસિસ/ફ્રન્ટોટેમ્પોરલ લોબર ડિજનરેશન (એફ. ટી. એલ. ડી.) માં, ચોક્કસ જનીન-નિયમનકારી પ્રોટીન કોષરસમાં અયોગ્ય રીતે એકઠા થાય છે, અને આમ ન્યુક્લિયસની અંદર તેમના સામાન્ય કાર્યો કરવામાં અસમર્થ હોય છે. કારણ કે પ્રોટીન પોલિપેપ્ટાઇડ બેકબોન તરીકે ઓળખાતી સામાન્ય માળખાકીય લાક્ષણિકતા ધરાવે છે, તેથી તમામ પ્રોટીનમાં કેટલાક સંજોગોમાં ખોટી રીતે ફોલ્ડ થવાની સંભાવના હોય છે. જો કે, પ્રમાણમાં ઓછા પ્રમાણમાં પ્રોટીન પ્રોટિઓપેથિક વિકૃતિઓ સાથે સંકળાયેલા છે, જે સંભવતઃ નબળા પ્રોટીનની માળખાકીય લાક્ષણિકતાઓને કારણે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રોટીન કે જે સામાન્ય રીતે મોનોમર્સ (એટલે કે, સિંગલ, અનબાઉન્ડ પ્રોટીન મોલેક્યુલ્સ) તરીકે અનફોલ્ડ અથવા પ્રમાણમાં અસ્થિર હોય છે, તે અસામાન્ય રચનામાં ખોટી રીતે ફોલ્ડ થવાની શક્યતા વધુ હોય છે. લગભગ તમામ કિસ્સાઓમાં, રોગ પેદા કરતી મોલેક્યુલર ગોઠવણીમાં પ્રોટીનની બીટા-શીટ ગૌણ રચનામાં વધારો થાય છે. કેટલાક પ્રોટિઓપેથીઓમાં અસામાન્ય પ્રોટીન બહુવિધ ત્રિ-પરિમાણીય આકારોમાં ફોલ્ડ થતા દર્શાવવામાં આવ્યા છે; આ પ્રકાર, પ્રોટીનયુક્ત માળખાઓ તેમના વિવિધ રોગકારક, બાયોકેમિકલ અને રચનાત્મક ગુણધર્મો દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. પ્રિયોન રોગના સંદર્ભમાં તેનો સૌથી વધુ સંપૂર્ણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે, અને તેને પ્રોટીન સ્ટ્રેઇન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પ્રોટીનોપેથી વિકસિત થવાની સંભાવના ચોક્કસ જોખમી પરિબળો દ્વારા વધે છે જે પ્રોટીનની સ્વ-એસેમ્બલીને પ્રોત્સાહન આપે છે. આમાં પ્રોટીનના પ્રાથમિક એમિનો એસિડ ક્રમમાં અસ્થિર ફેરફારો, અનુવાદ પછીના ફેરફારો (જેમ કે હાયપરફોસ્ફોરાયલેશન), તાપમાન અથવા પીએચમાં ફેરફારો, પ્રોટીનના ઉત્પાદનમાં વધારો અથવા તેની મંજૂરીમાં ઘટાડો સામેલ છે. મગજની આઘાતજનક ઈજા જેવી જ ઉંમર વધવી એ એક મજબૂત જોખમી પરિબળ છે. વૃદ્ધ મગજમાં, બહુવિધ પ્રોટિઓપેથી ઓવરલેપ થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ટાઉઓપેથી અને એ. બી. એ.-એમીલોઈડોસિસ (જે અલ્ઝાઈમર રોગના મુખ્ય પેથોલોજિક લક્ષણો તરીકે સહઅસ્તિત્વ ધરાવે છે) ઉપરાંત, ઘણા અલ્ઝાઈમર દર્દીઓના મગજમાં સહવર્તી સિન્યુક્લિનોપેથી (લેવી બોડીઝ) હોય છે. એવી ધારણા કરવામાં આવે છે કે ચેપરોન અને કો-ચેપરોન (પ્રોટીન જે પ્રોટીનને ફોલ્ડ કરવામાં મદદ કરે છે) પ્રોટિઓસ્ટેસિસ જાળવવા માટે વૃદ્ધાવસ્થા દરમિયાન અને પ્રોટીનની ખોટી ફોલ્ડિંગ-રોગોમાં પ્રોટિઓટોક્સિસિટીનો વિરોધ કરી શકે છે. કેટલાક પ્રોટીનને સમાન (અથવા સમાન) પ્રોટીનના સંપર્કમાં આવવાથી અસામાન્ય સંયોજનો રચવા માટે પ્રેરિત કરી શકાય છે, જે રોગ પેદા કરતી રચનામાં બંધ થઈ જાય છે, જેને 'સીડિંગ' અથવા 'અનુમેય ટેમ્પ્લેટિંગ' કહેવાય છે. આ રીતે, અસરગ્રસ્ત દાતા પાસેથી રોગગ્રસ્ત પેશીના અર્કની રજૂઆત દ્વારા સંવેદનશીલ યજમાનમાં રોગની સ્થિતિ લાવી શકાય છે. ઇન્ડ્યુસિબલ પ્રોટિઓપેથીના સૌથી જાણીતા સ્વરૂપો પ્રિયોન રોગો છે, જે રોગ પેદા કરતી રચનામાં શુદ્ધ પ્રિયોન પ્રોટીનમાં યજમાન જીવતંત્રના સંપર્ક દ્વારા પ્રસારિત થઈ શકે છે. હવે એવા પુરાવા છે કે અન્ય પ્રોટીનોપેથીઓ સમાન પદ્ધતિ દ્વારા પ્રેરિત થઈ શકે છે, જેમાં Aβ એમીલોઈડોસિસ, એમીલોઇડ A (AA) એમીલોઈડોસિસ, અને એપોલીપોપ્રોટીન AII એમીલોઈડોસિસ, ટાઉઓપેથી, સિન્યુક્લિનોપેથી અને સુપરઓક્સાઇડ ડિસમ્યુટેઝ-1 (SOD1), પોલીગ્લુટામાઇન અને TAR DNA-બંધનકર્તા પ્રોટીન-43 (TDP-43) નો સમાવેશ થાય છે. આ તમામ કિસ્સાઓમાં, પ્રોટીનનું અસામાન્ય સ્વરૂપ પોતે રોગકારક એજન્ટ હોવાનું જણાય છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, એક પ્રકારના પ્રોટીનની જમાખોરી પ્રાયોગિક રીતે અન્ય પ્રોટીનની એકંદર એસેમ્બલી દ્વારા પ્રેરિત થઈ શકે છે જે β-શીટ માળખામાં સમૃદ્ધ છે, સંભવતઃ પ્રોટીન અણુઓની માળખાકીય પૂરકતાને કારણે. ઉદાહરણ તરીકે, એ. એ. એમેલોઇડોસિસને ઉંદરમાં રેશમ, યીસ્ટ એમેલોઇડ એસ. પી. 35 અને બેક્ટેરિયમ એસ્ચેરીચીયા કોલીમાંથી કર્લી ફાઇબ્રિલ્સ જેવા વિવિધ મેક્રોમોલેક્યુલ્સ દ્વારા ઉત્તેજિત કરી શકાય છે. AII એમીલોઇડ ઉંદરમાં વિવિધ બીટા-શીટ સમૃદ્ધ એમીલોઇડ ફાઇબ્રિલ્સ દ્વારા પ્રેરિત થઈ શકે છે, અને મગજની ટૌઓપેથી મગજના અર્ક દ્વારા પ્રેરિત થઈ શકે છે જે એકંદર Aβ થી સમૃદ્ધ છે. પ્રિયોન પ્રોટીન અને Aβ વચ્ચે ક્રોસ-સીડિંગ માટે પ્રાયોગિક પુરાવા પણ છે. સામાન્ય રીતે, આવા હેટેરોલોગસ સીડિંગ એ જ પ્રોટીનના દૂષિત સ્વરૂપ દ્વારા સીડિંગ કરતાં ઓછું કાર્યક્ષમ છે. પ્રોટીનોપેથી વ્યવસ્થાપનની સૂચિ ઘણા પ્રોટીનોપેથીઓ માટે અસરકારક સારવારનો વિકાસ પડકારજનક રહ્યો છે. કારણ કે પ્રોટિઓપેથીમાં ઘણીવાર વિવિધ સ્રોતોમાંથી ઉદ્ભવતા વિવિધ પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે, સારવારની વ્યૂહરચનાઓ દરેક વિકાર માટે કસ્ટમાઇઝ થવી આવશ્યક છે; જો કે, સામાન્ય ઉપચારાત્મક અભિગમોમાં અસરગ્રસ્ત અવયવોના કાર્યને જાળવવું, રોગ પેદા કરતા પ્રોટીનની રચનાને ઘટાડવી, પ્રોટીનને ખોટી રીતે ફોલ્ડિંગ અને/અથવા એકત્રીકરણ કરતા અટકાવવું અથવા તેમને દૂર કરવા માટે પ્રોત્સાહન આપવું શામેલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, અલ્ઝાઇમર રોગમાં, સંશોધકો તેના મૂળ પ્રોટીનમાંથી મુક્ત કરનારા ઉત્સેચકોને અટકાવીને રોગ-સંબંધિત પ્રોટીન એ. બી. એ. ના ઉત્પાદનને ઘટાડવાની રીતો શોધી રહ્યા છે. બીજી વ્યૂહરચના એ છે કે સક્રિય અથવા નિષ્ક્રિય રસીકરણ દ્વારા ચોક્કસ પ્રોટીનને તટસ્થ કરવા માટે એન્ટિબોડીઝનો ઉપયોગ કરવો. કેટલીક પ્રોટિઓપેથીઓમાં, પ્રોટીન ઓલિગોમર્સની ઝેરી અસરોને અટકાવવી ફાયદાકારક હોઈ શકે છે. એમેલોઇડ એ (એએ) એમેલોઇડોસિસને બળતરા સ્થિતિની સારવાર કરીને ઘટાડી શકાય છે જે લોહીમાં પ્રોટીનની માત્રામાં વધારો કરે છે (જેને સીરમ એમેલોઇડ એ, અથવા એસએએ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે). ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન લાઇટ ચેઇન એમીલોઈડોસિસ (AL એમીલોઈડોસિસ) માં, કેમોથેરાપીનો ઉપયોગ રક્ત કોશિકાઓની સંખ્યાને ઘટાડવા માટે થઈ શકે છે જે પ્રકાશ સાંકળ પ્રોટીન બનાવે છે જે વિવિધ શારીરિક અવયવોમાં એમીલોઇડ બનાવે છે. ટ્રાન્સ્થિરેટીન (TTR) એમીલોઇડોસિસ (ATTR) બહુવિધ અવયવોમાં ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલા TTRના જમા થવાના પરિણામે થાય છે. કારણ કે TTR મુખ્યત્વે યકૃતમાં ઉત્પન્ન થાય છે, TTR એમીલોઇડોસિસને કેટલાક વારસાગત કિસ્સાઓમાં યકૃત પ્રત્યારોપણ દ્વારા ધીમું કરી શકાય છે. ટી. ટી. આર. એમીલોઇડોસિસની સારવાર પ્રોટીનની સામાન્ય એસેમ્બલીઓને સ્થિર કરીને પણ કરી શકાય છે (જેને ટેટ્રામર્સ કહેવાય છે કારણ કે તેમાં ચાર ટી. ટી. આર. અણુઓ એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે). સ્થિરીકરણ વ્યક્તિગત TTR અણુઓને બહાર નીકળવા, ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરવા અને એમીલોઇડમાં એકઠા થવાથી અટકાવે છે. પ્રોટિઓપેથીઝ માટેની કેટલીક અન્ય સારવાર વ્યૂહરચનાઓની તપાસ કરવામાં આવી રહી છે, જેમાં નાના અણુઓ અને જૈવિક દવાઓ જેમ કે નાના દખલ કરતા આર. એન. એ., એન્ટિસેન્સ ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ, પેપ્ટાઇડ્સ અને એન્જિનિયર્ડ રોગપ્રતિકારક કોષોનો સમાવેશ થાય છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, અસરકારકતામાં સુધારો કરવા માટે બહુવિધ ઉપચારાત્મક એજન્ટોને જોડવામાં આવી શકે છે. વધારાની છબીઓ એમેલોઇડોસિસ ન્યુરોફિબ્રિલરી ટેંગલ્સ પ્રોટીન ઝેરીપણું પ્રિયોન સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ એમેલોઇડોસિસ પ્રિયોન-સંબંધિત રોગો પ્રોટીન મિસફોલ્ડિંગ રોગો પુસ્તક પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ ન્યુરોલોજીકલ ડિસઓર્ડર્સ પેથોલોજી એમેલોઇડોસિસ