A capsid protein-based indirect ELISA for detection of goose astrovirus antibodies

पोल्ट्री फार्मिंग की दुनिया में, एक छोटा, अदृश्य दुश्मन युवा हंसों के लिए बड़ी मुसीबत पैदा कर रहा है। यह दुश्मन 'गूस एस्ट्रोवायरस' (goose astrovirus) है, जो एक सूक्ष्म कण है जो अपने आनुवंशिक निर्देशों को आरएनए (RNA) के एक एकल स्ट्रैंड पर ले जाता है। अन्य कई वायरसों के विपरीत, इसमें वसायुक्त बाहरी आवरण नहीं होता, जो इसे एक कठोर और लचीला हमलावर बनाता है। जब यह वायरस हंस के बच्चों (goslings) को संक्रमित करता है, जो आमतौर पर कुछ ही दिन के होते हैं, तो यह उनकी किडनी पर हमला करता है और 'गाउट' (gout) नामक एक दर्दनाक स्थिति का कारण बनता है, जहाँ शरीर में अपशिष्ट पदार्थ जमा हो जाते हैं। इसका परिणाम अक्सर उच्च मृत्यु दर और किसानों के लिए भारी वित्तीय नुकसान होता है। लंबे समय तक, इसे रोकने के लिए कोई प्रभावी दवा या टीका नहीं था, जिससे किसानों को अपने झुंडों को सुरक्षित रखने के लिए सख्त स्वच्छता और अलगाव पर निर्भर रहना पड़ा। इस तरह के खतरे का प्रबंधन करने के लिए, वैज्ञानिकों को यह देखने के तरीके की आवश्यकता है कि वायरस कहाँ छिपा है और कितने पक्षियों के संपर्क में आया है। यह करने का सबसे विश्वसनीय तरीका वायरस को स्वयं खोजने के बजाय उन एंटीबॉडीज को खोजना है जो पक्षियों की प्रतिरक्षा प्रणाली (immune system) उनसे लड़ने के लिए बनाती है। ये एंटीबॉडीज एक ऐतिहासिक रिकॉर्ड की तरह कार्य करती हैं, जो यह दर्शाती हैं कि एक पक्षी का सामना वायरस से हुआ है, भले ही संक्रमण लंबे समय पहले समाप्त हो गया हो।

चीन के गुआंग्शी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस काम के लिए एक बेहतर उपकरण बनाने का लक्ष्य रखा। वे एक ऐसा परीक्षण बनाना चाहते थे जो तेजी से और सटीक रूप से हंसों के रक्त की जांच कर सके कि क्या उनमें ये सुरक्षात्मक एंटीबॉडीज विकसित हुई हैं। ऐसा करने के लिए, उन्होंने वायरस के एक विशिष्ट भाग पर ध्यान केंद्रित किया जिसे 'कैप्सिड प्रोटीन' (capsid protein) कहा जाता है। यह प्रोटीन वायरस के बाहरी कवच का निर्माण करता है और यही मुख्य चीज़ है जिसे हंस की प्रतिरक्षा प्रणाली पहचानती है। शोधकर्ता जानते थे कि वायरस के कवच के विभिन्न भाग होते हैं, जिनमें से कुछ बार-बार बदलते रहते हैं और कुछ स्थिर रहते हैं। उन्होंने इस प्रोटीन के अगले हिस्से से एक स्थिर, अपरिवर्तित खंड का उपयोग करने का निर्णय लिया, विशेष रूप से वह हिस्सा जो अमीनो एसिड 130 से 401 से बना है। इस विशिष्ट टुकड़े को अलग करके, वे एक ऐसा परीक्षण बनाने की उम्मीद कर रहे थे जो अन्य बीमारियों से भ्रमित हुए बिना, वायरस के विभिन्न उपभेदों (strains) पर विश्वसनीय रूप से काम कर सके।

वैज्ञानिकों ने इस विशिष्ट प्रोटीन खंड के आनुवंशिक कोड को लेकर उसे 'ई. कोलाई' (E. coli) नामक एक सामान्य प्रयोगशाला जीवाणु में डालने के साथ शुरुआत की। उन्होंने बैक्टीरिया के साथ एक नन्ही फैक्ट्री की तरह व्यवहार किया, उन्हें इस वायरल प्रोटीन खंड की लाखों प्रतियां बनाने के लिए प्रेरित किया। एक बार जब बैक्टीरिया ने पर्याप्त प्रोटीन बना लिया, तो शोधकर्ताओं ने इसे निकाला और शुद्ध किया, ताकि केवल साफ वायरल टुकड़ा ही शेष रहे। फिर उन्होंने इस शुद्ध प्रोटीन का उपयोग 'इनडायरेक्ट एलिसा' (indirect ELISA) नामक परीक्षण के मुख्य घटक के रूप में किया। इस परीक्षण में, वायरल प्रोटीन को एक छोटे प्लास्टिक वेल (well) के तल में चिपका दिया जाता है। जब हंस के रक्त का नमूना डाला जाता है, तो रक्त में मौजूद कोई भी एंटीबॉडी वायरल प्रोटीन से चिपक जाती है, ठीक वैसे ही जैसे चुंबक लोहे के कणों को आकर्षित करता है। यदि एंटीबॉडीज पाई जाती हैं, तो एक दूसरा रासायनिक चरण वेल के तरल पदार्थ को एक विशिष्ट रंग में बदल देता है, जो एक सकारात्मक परिणाम का संकेत देता है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह नया परीक्षण पूरी तरह से काम करे, टीम ने स्थितियों को समायोजित करने में काफी समय बिताया। उन्होंने वायरल प्रोटीन की विभिन्न मात्राएं, रक्त के नमूनों को पतला करने के विभिन्न तरीके और रसायनों को प्रतिक्रिया करने देने के विभिन्न समयों का परीक्षण किया। उन्होंने पाया कि प्रोटीन की एक विशिष्ट मात्रा का उपयोग करना और रक्त को एक निश्चित समय तक छोड़ना सबसे स्पष्ट परिणाम देता है। उन्होंने यह भी जांचा कि क्या परीक्षण को बत्तख के वायरस या न्यूकैसल रोग वायरस जैसे अन्य सामान्य पक्षी रोगों की एंटीबॉडीज द्वारा धोखा दिया जा सकता है। परिणामों ने दिखाया कि परीक्षण अत्यधिक विशिष्ट था; यह केवल हंस के एस्ट्रोवायरस एंटीबॉडीज की उपस्थिति में ही प्रतिक्रिया करता था। उन्होंने यह भी जांचा कि यह उपकरण कितना संवेदनशील है, इसके लिए उन्होंने रक्त के नमूनों को तब तक पतला किया जब तक कि एंटीबॉडीज बहुत धुंधली न हो गईं। परीक्षण वायरस का पता तब भी लगा सका जब एंटीबॉडीज को हजारों गुना पतला कर दिया गया था, जिससे सिद्ध हुआ कि यह संक्रमण के निम्न स्तरों को पकड़ने के लिए भी पर्याप्त सटीक है।

एक बार जब परीक्षण पूर्ण हो गया, तो शोधकर्ताओं ने इसे बड़े पैमाने पर लागू किया। उन्होंने गुआंग्शी के दो प्रमुख शहरों, नानिंग और हेची के फार्मों से 288 हंसों के रक्त के नमूने एकत्र किए। उन्होंने यह देखने के लिए प्रत्येक नमूने को अपने नए परीक्षण से गुजारा कि कितने पक्षी वायरस के संपर्क में आए थे। निष्कर्षों से पता चला कि इन क्षेत्रों में वायरस काफी आम है। कुल मिलाकर, परीक्षण किए गए हंसों में से लगभग 38 प्रतिशत में एंटीबॉडीज थीं, जिसका अर्थ है कि वे किसी समय वायरस के संपर्क में आए थे। संक्रमण दर स्थान के अनुसार भिन्न थी, जिसमें एक शहर में दूसरे की तुलना में एक्सपोजर की उच्च दर देखी गई। अपने काम की दोबारा जांच करने के लिए, शोधकर्ताओं ने अपने नए परीक्षण परिणामों की तुलना 'वेस्टर्न ब्लॉटिंग' (Western blotting) नामक एक अलग, अधिक जटिल विधि से की, जिसे प्रयोगशालाओं में 'गोल्ड स्टैंडर्ड' माना जाता है। दोनों विधियों के बीच लगभग 90 प्रतिशत मामलों में सहमति थी, जिससे पुष्टि हुई कि नया परीक्षण सटीक और विश्वसनीय है।

यह कार्य पशु चिकित्सकों और किसानों के लिए हंसों की आबादी के स्वास्थ्य की निगरानी करने का एक व्यावहारिक और कुशल तरीका प्रदान करता है। चूंकि यह परीक्षण अपेक्षाकृत सरल है और एक साथ कई नमूनों को संभाल सकता है, इसलिए यह उन पुराने तरीकों की तुलना में एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है जिन्हें जटिल उपकरणों की आवश्यकता होती है या जो केवल तभी वायरस का पता लगा सकते हैं जब पक्षी सक्रिय रूप से बीमार हो रहा हो। यह समझकर कि वायरस कहाँ फैल रहा है और कितने पक्षी इसके संपर्क में आए हैं, किसान अपने झुंडों की रक्षा करने के बारे में बेहतर निर्णय ले सकते हैं। हालांकि अभी भी इस बीमारी का कोई इलाज नहीं है, लेकिन वायरस को ट्रैक करने का एक विश्वसनीय तरीका होना इसके प्रभाव को नियंत्रित करने और उद्योग को होने वाले नुकसान को कम करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। अध्ययन पुष्टि करता है कि यह नया उपकरण क्षेत्र में गूस एस्ट्रोवायरस के खतरे को प्रबंधित करने में मदद करने के लिए तैयार है।