कोशिका चक्र विशिष्टता और कीमोथेरेपी समय-निर्धारण

साइटोटॉक्सिक दवाएं इस बात में भिन्न होती हैं कि वे कोशिका विभाजन के विशेष चरणों के दौरान ही कार्य करती हैं या पूरे कोशिका चक्र के दौरान। कोशिका-चक्र-विशिष्ट और कोशिका-चक्र-गैर-विशिष्ट एजेंटों के बीच यह अंतर कीमोथेरेपी की अवधारणा और समय-निर्धारण के तर्क को आकार देता है, और यह कोशिका चक्र के आणविक जीव विज्ञान को शास्त्रीय कैंसर-रोधी दवाओं के औषध विज्ञान से जोड़ता है।

Definition

कोशिका-चक्र विशिष्टता इस बात को संदर्भित करती है कि क्या एक साइटोटॉक्सिक दवा अपना घातक प्रभाव केवल कोशिका चक्र के एक परिभाषित चरण (कोशिका-चक्र-विशिष्ट, आमतौर पर S- या M-चरण एजेंट) के दौरान डालती है या चक्र चरण से स्वतंत्र रूप से (कोशिका-चक्र-गैर-विशिष्ट), एक गुण जो इसकी गतिविधि को लक्ष्य कोशिकाओं की प्रसार स्थिति से कैसे संबंधित करता है, इसे नियंत्रित करता है।

Scope

यह प्रविष्टि दवा क्रिया के लिए प्रासंगिक कोशिका चक्र के चरणों, चरण-विशिष्ट और चरण-गैर-विशिष्ट एजेंटों के बीच अंतर, वृद्धि-अंश अवधारणा, और कोशिका-चक्र गतिकी को संयोजन और समय-निर्धारण सिद्धांतों से जोड़ने वाले तर्क को शामिल करती है। यह एक औषध विज्ञान संदर्भ विषय है और प्रोटोकॉल, खुराक या उपचार सलाह प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• कोशिका चक्र के चरण क्या हैं और साइटोटॉक्सिक दवाओं द्वारा किसे लक्षित किया जाता है?
• कोशिका-चक्र-विशिष्ट और गैर-विशिष्ट एजेंट कोशिका हत्या की अपनी गतिकी में कैसे भिन्न होते हैं?
• वृद्धि अंश क्या है और कीमोथेरेपी के लिए यह क्यों मायने रखता है?
• एंटीमेटाबोलाइट्स को S-चरण विशिष्ट क्यों माना जाता है जबकि एल्काइलेटर्स को नहीं?
• कोशिका-चक्र जीव विज्ञान एजेंटों के संयोजन के तर्क को कैसे सूचित करता है?

Key concepts

• कोशिका-चक्र चरण (G1, S, G2, M)
• कोशिका-चक्र-विशिष्ट बनाम गैर-विशिष्ट एजेंट
• वृद्धि अंश
• लॉग-किल और आंशिक-किल अवधारणाएं
• कोशिका-चक्र चौकियां
• संयोजन कीमोथेरेपी के लिए तर्क

Mechanisms

कोशिका चक्र G1, S (डीएनए संश्लेषण), G2 और M (माइटोसिस) चरणों से होकर गुजरता है, जिसे चौकियों द्वारा विनियमित किया जाता है जो प्रगति को लाइसेंस देते हैं। कोशिका-चक्र-विशिष्ट दवाएं कोशिकाओं को तभी नुकसान पहुंचाती हैं जब वे एक कमजोर चरण से गुजरती हैं; एंटीमेटाबोलाइट्स मुख्य रूप से S चरण में कार्य करते हैं, जहां वे डीएनए संश्लेषण को बाधित करते हैं, इसलिए उनका प्रभाव एक्सपोजर के दौरान कोशिकाओं के चक्र पर निर्भर करता है। कोशिका-चक्र-गैर-विशिष्ट दवाएं, जैसे कि एल्काइलेटिंग एजेंट, चरण की परवाह किए बिना डीएनए को नुकसान पहुंचाते हैं और इसलिए धीमी गति से विभाजित होने वाली और तेजी से विभाजित होने वाली कोशिकाओं दोनों पर कार्य कर सकते हैं। सक्रिय रूप से चक्रित होने वाली कोशिकाओं का अंश, वृद्धि अंश, इसलिए दृढ़ता से प्रभावित करता है कि एक दिया गया एजेंट कितना मार सकता है, और इन वर्गों की भिन्न गतिकी विभिन्न अवस्थाओं में कोशिकाओं को प्रभावित करने वाली दवाओं के संयोजन के लिए वैचारिक आधार प्रदान करती है। कोशिका-चक्र नियंत्रण का विनियमन स्वयं कैंसर की एक परिभाषित विशेषता है, यही कारण है कि ये गतिज सिद्धांत साइटोटॉक्सिक औषध विज्ञान के लिए केंद्रीय हैं (मालुम्ब्रेस और बारबासिड, 2001; हनाहन और वेनबर्ग, 2011; गुडमैन और गिलमैन, 2018)।

Clinical relevance

कोशिका-चक्र विशिष्टता की अवधारणा यह समझाने में मदद करती है कि कुछ एजेंट तेजी से फैलने वाले ट्यूमर के खिलाफ सबसे उपयोगी क्यों हैं और कीमोथेरेपी डिजाइन में संयोजन और समय पर जोर क्यों दिया जाता है। यह विषय शैक्षिक मूल्यांकन के लिए साइटोटॉक्सिक औषध विज्ञान को रेखांकित करने वाले गतिज सिद्धांतों को तैयार करता है और समय-निर्धारण, खुराक या उपचार सिफारिशें प्रदान नहीं करता है।

Evidence & guidelines

कोशिका-चक्र चरण और दवा क्रिया के बीच संबंध स्थापित औषध विज्ञान है जिसे गुडमैन और गिलमैन जैसे मानक संदर्भों में शामिल किया गया है। कोशिका चक्र का आणविक नियंत्रण और कैंसर में इसका विघटन व्यापक रूप से उद्धृत संश्लेषणों में समीक्षा की जाती है जो कोशिका-चक्र-निर्देशित चिकित्सा के तर्क को आधार बनाते हैं (मालुम्ब्रेस और बारबासिड, 2001; हनाहन और वेनबर्ग, 2011)।

History

बीसवीं सदी के मध्य में ट्यूमर-कोशिका गतिकी पर किए गए कार्य, जिसमें आंशिक-हत्या और वृद्धि-अंश अवधारणाएं शामिल थीं, ने कोशिका चक्र की उभरती समझ को कीमोथेरेपी के डिजाइन से जोड़ा और यह समझाने में मदद की कि संयोजन और बार-बार चक्रों की आवश्यकता क्यों थी। साइक्लिन, साइक्लिन-निर्भर किनेसेस और चौकियों के बाद के आणविक विच्छेदन ने कोशिका चक्र को एक विनियमित निर्णय के रूप में फिर से परिभाषित किया और स्पष्ट किया कि इसका विनियमन कैंसर को कैसे चलाता है (मालुम्ब्रेस और बारबासिड, 2001; हनाहन और वेनबर्ग, 2011)।

Key figures

• Douglas Hanahan
• Robert Weinberg
• Mariano Barbacid

Seminal works

• malumbres-barbacid-2001
• hanahan-weinberg-2011

Frequently asked questions

कोशिका-चक्र-विशिष्ट और कोशिका-चक्र-गैर-विशिष्ट दवा के बीच क्या अंतर है?

एक कोशिका-चक्र-विशिष्ट दवा कोशिकाओं को तभी मारती है जब वे एक विशेष चरण में होती हैं, जैसे कि S चरण, जबकि एक कोशिका-चक्र-गैर-विशिष्ट दवा किसी भी चरण में कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकती है, जिसमें धीरे-धीरे विभाजित होने वाली कोशिकाएं भी शामिल हैं।

ट्यूमर का वृद्धि अंश क्यों मायने रखता है?

क्योंकि चरण-विशिष्ट एजेंट केवल उन कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं जो सक्रिय रूप से चक्रित हो रही हैं, विभाजित होने वाली कोशिकाओं का अनुपात, वृद्धि अंश, यह प्रभावित करता है कि एक ट्यूमर उन दवाओं के प्रति कितना संवेदनशील है।