A bivalent Lassa virus mRNA vaccine protects guinea pigs from lethal infection with Lassa virus

पश्चिम अफ्रीका के घने जंगलों और ग्रामीण गांवों में, एक शांत और घातक खतरा बना हुआ है: लासा बुखार। लासा वायरस के कारण होने वाली यह बीमारी तेज बुखार, गंभीर रक्तस्राव और अक्सर मृत्यु का कारण बनती है, जिससे हर साल हजारों जानें जाती हैं। दशकों से, चिकित्सा जगत के पास इसे रोकने के लिए कोई लाइसेंस प्राप्त टीका नहीं था, जिससे समुदाय असुरक्षित रहे हैं और उपचार के विकल्प केवल एक ऐसी दवा तक सीमित रहे हैं जो केवल आंशिक रूप से प्रभावी है और जिसके गंभीर दुष्प्रभाव हैं। यह वायरस चतुर है; यह शरीर के भीतर छिप जाता है और तेजी से विकसित होता है, जिससे पारंपरिक टीकों के माध्यम से इसे लक्षित करना कठिन हो जाता है जो प्रतिरक्षा प्रणाली को एक विशिष्ट सतह के आकार को पहचानने के लिए प्रशिक्षित करने पर निर्भर करते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि शरीर की कोशिकीय रक्षा सेना, यानी टी-सेल्स (T-cells), इस संक्रमण से लड़ने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, फिर भी इन कोशिकाओं को बिना नुकसान पहुँचाए विश्वसनीय रूप से सक्रिय करने वाला टीका बनाना एक कठिन चुनौती बना हुआ है।

शोधकर्ताओं ने अब एक नए प्रकार के वैक्सीन डिजाइन का परीक्षण करके एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है जो प्रतिरक्षा प्रणाली को प्रशिक्षित करने के लिए आनुवंशिक निर्देशों का उपयोग करता है। कमजोर वायरस या वायरस के किसी हिस्से को इंजेक्ट करने के बजाय, यह दृष्टिकोण आणविक ब्लूप्रिंट—मैसेंजर आरएनए (mRNA)—को छोटे, सुरक्षात्मक वसा के बुलबुलों में बंद करके शरीर में पहुंचाता है। शरीर के भीतर जाने के बाद, ये निर्देश कोशिकाओं को विशिष्ट वायरल प्रोटीन बनाने के लिए कहते हैं, जिन्हें प्रतिरक्षा प्रणाली पहचानना और हमला करना सीखती है। इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने लासा वायरस के दो प्रमुख प्रोटीनों पर ध्यान केंद्रित किया: एक जो वायरस की सतह पर स्थित है और दूसरा जो इसके आंतरिक कोर (core) का निर्माण करता है। वे यह देखना चाहते थे कि क्या शरीर को इन दोनों हिस्सों को पहचानने के लिए प्रशिक्षित करना, केवल एक को पहचानने के लिए प्रशिक्षित करने की तुलना में बेहतर सुरक्षा प्रदान करेगा।

शोधकर्ताओं ने अपने कार्य की शुरुआत एक नियंत्रित प्रयोगशाला सेटिंग में चूहों (mice) का उपयोग करके की, जो एक मानक मॉडल है कि कैसे एक टीका जटिल जानवरों में जाने से पहले कितना प्रभावी हो सकता है। उन्होंने दो अलग-अलग वैक्सीन खुराकें बनाईं: एक जिसमें सतह प्रोटीन के निर्देश थे और दूसरी जिसमें आंतरिक कोर प्रोटीन के निर्देश थे। उन्होंने एक संयुक्त, या "बाइवेलेंट" (bivalent) खुराक भी बनाई जिसमें दोनों प्रोटीनों के निर्देश एक साथ शामिल थे। जब उन्होंने टीकाकृत चूहों को लासा बुखार के खतरनाक प्रभावों की नकल करने के लिए इंजीनियर किए गए एक घातक वायरस के डोज के साथ चुनौती दी, तो परिणाम आश्चर्यजनक थे। एकल-प्रोटीन वाले टीकों को प्राप्त करने वाले चूहे उच्च दर पर जीवित रहे, लेकिन पूरी तरह से नहीं; कुछ बीमार भी पड़े। हालांकि, संयुक्त टीका प्राप्त करने वाले चूहे पूरी तरह सुरक्षित रहे, वे बिना किसी बीमारी के लक्षण के घातक चुनौती से बच गए। यह तब भी हुआ जब शोधकर्ताओं ने वैक्सीन सामग्री की बहुत कम मात्रा का उपयोग किया, जिससे पता चलता है कि दोनों निर्देशों को एक साथ मिलाने से प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया अधिक कुशल और शक्तिशाली हो जाती है।

प्रतिरक्षा प्रणाली की प्रतिक्रिया पर करीब से नज़र डालने से पता चला कि यह संयोजन इतना अच्छा क्यों काम कर रहा था। शोधकर्ताओं ने पाया कि टीकों ने उन सामान्य न्यूट्रलाइजिंग एंटीबॉडीज (neutralizing antibodies) का सैलाब पैदा नहीं किया जिस पर कई टीके निर्भर करते हैं। इसके बजाय, सुरक्षा लगभग पूरी तरह से टी-सेल्स से आई, जो प्रतिरक्षा प्रणाली के विशेष सैनिक हैं जो संक्रमित कोशिकाओं का शिकार करते हैं और उन्हें नष्ट करते हैं। संयुक्त टीके ने चूहों को इन कोशिकाओं की एक मजबूत सेना तैयार करने में सफलतापूर्वक प्रशिक्षित किया, जो विशेष रूप से सतह और आंतरिक प्रोटीन दोनों के अद्वितीय हस्ताक्षरों (signatures) को लक्षित करती है। टी-सेल्स द्वारा पहचाने जाने वाले इन प्रोटीनों के सटीक हिस्सों की पहचान करके, टीम ने पुष्टि की कि टीका प्रतिरक्षा प्रणाली को वायरस को कई कोणों से पहचानने की शिक्षा दे रहा है, जिससे एक ऐसा सुरक्षा जाल बन रहा है जो एकल-लक्ष्य वाला टीका प्रदान नहीं कर सकता था।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये निष्कर्ष केवल चूहे के मॉडल की कोई विचित्रता नहीं हैं, टीम ने गिनी पिग्स (guinea pigs) का उपयोग करके एक अधिक कठोर परीक्षण किया, जो वास्तविक लासा वायरस के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं और मनुष्यों के समान ही लक्षण विकसित करते हैं। उन्होंने इन जानवरों को संयुक्त फॉर्मूला से टीका लगाया और फिर उन्हें वायरस के एक वास्तविक, घातक डोज के संपर्क में लाया। उनके परिणाम चूहे के प्रयोगों के बिल्कुल समान थे। संयुक्त (बाइवेलेंट) टीका प्राप्त करने वाला प्रत्येक गिनी पिग संक्रमण से जीवित बचा, जिसमें वजन कम होना या बुखार जैसे कोई लक्षण नहीं दिखे, जबकि टीका न लगे जानवर बीमारी का शिकार हो गए। उल्लेखनीय रूप से, यह पूर्ण सुरक्षा वैक्सीन सामग्री की बहुत कम खुराक के साथ भी प्राप्त की गई थी। चूहों की तरह ही, टीकाकृत गिनी पिग्स ने भी मजबूत न्यूट्रलाइजिंग एंटीबॉडीज उत्पन्न नहीं कीं, जिससे इस निष्कर्ष की पुष्टि हुई कि कोशिकीय रक्षा, जो दोहरी-प्रोटीन पद्धति द्वारा संचालित थी, जीवित रहने की कुंजी थी।

अध्ययन ने वैक्सीन विकास की एक आम चिंता को भी संबोधित किया: क्या वायरस की अपने आनुवंशिक कोड को बदलने की क्षमता इस टीके को बेकार कर देगी। शोधकर्ताओं ने विभिन्न क्षेत्रों के वायरस के आनुवंशिक अनुक्रमों (genetic sequences) की जांच की और पाया कि टी-सेल्स द्वारा लक्षित प्रोटीन के विशिष्ट हिस्से विभिन्न स्ट्रेन (strains) में काफी हद तक अपरिवर्तित रहे। यह सुझाव देता है कि प्रतिरक्षा प्रणाली को इन स्थिर, अपरिवर्तित क्षेत्रों को पहचानने के लिए प्रशिक्षित करने की टीके की क्षमता विभिन्न रूपों के वायरस के खिलाफ व्यापक सुरक्षा प्रदान कर सकती है जो प्रकृति में मौजूद हैं। हालांकि यह शोध अभी प्रीक्लिनिकल चरण में है और अभी तक मनुष्यों पर इसका परीक्षण नहीं किया गया है, फिर भी ये निष्कर्ष इस दोहरी-प्रोटीन रणनीति को आगे बढ़ाने के लिए एक ठोस कारण प्रदान करते हैं। सतह और आंतरिक निर्देशों को संयोजित करके, टीका एक अधिक मजबूत और कुशल ढाल प्रदान करता प्रतीत होता है, जो संभावित रूप से कम खुराक और अधिक सुरक्षा की अनुमति देता है, उस वायरस के सामने जिसका सामना करने में वह लंबे समय से विफल रहा है।