Self-adjuvanting Ebola virus-like particles that incorporate a cellular interferon-inducing domain
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि RIG-I 2CARD डोमेन को इबोला वायरस जैसे कणों (particles) के साथ संलयित करने से एक शक्तिशाली, स्व-सहायक (self-adjuvanting) वैक्सीन प्लेटफॉर्म तैयार होता है जो चूहों में एक एकल खुराक के साथ मजबूत, लंबे समय तक चलने वाली एंटीबॉडी प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है और घातक इबोला वायरस चुनौती के विरुद्ध पूर्ण सुरक्षा प्रदान करता है, साथ ही अन्य एंटीजन को शामिल करने के लिए एक बहुमुखी प्रणाली के रूप में भी कार्य करता है।
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वायरस छलावरण के उस्ताद होते हैं, जो अक्सर अपने वास्तविक स्वरूप को छिपाकर शरीर की प्रारंभिक रक्षा प्रणालियों से बच निकलते हैं। उनसे लड़ने के लिए, वैज्ञानिक लंबे समय से टीकों पर भरोसा करते रहे हैं जो प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए प्रशिक्षण अभ्यासों की तरह कार्य करते हैं। प्रशिक्षण उपकरण का एक आशाजनक प्रकार 'वायरस-लाइक पार्टिकल' (virus-like particle) है। ये वायरस के बाहरी प्रोटीन से बनी खाली संरचनाएं हैं, जो बिल्कुल असली वायरस की तरह आकार में होती हैं लेकिन इनमें संक्रमण फैलाने के लिए आवश्यक आनुवंशिक सामग्री नहीं होती है। क्योंकि ये अपनी प्रतिकृति (replicate) नहीं बना सकते, इसलिए इनका उपयोग करना सुरक्षित है, फिर भी ये इतने वास्तविक आक्रमणकारी की तरह दिखते हैं कि प्रतिरक्षा प्रणाली इन्हें पहचान लेती है और हमला करना सीख जाती है। हालांकि, इन खाली संरचनाओं को अक्सर थोड़े अतिरिक्त सहयोग की आवश्यकता होती है, जिसे 'एडजुवेंट' (adjuvant) कहा जाता है, ताकि प्रतिरक्षा प्रणाली को इतनी मजबूती से जगाया जा सके कि दीर्घकालिक सुरक्षा मिल सके। इस प्रोत्साहन के बिना, शरीर इन्हें अनदेखा कर सकता है या जल्दी भूल सकता है, जिससे एक ठोस रक्षा बनाने के लिए कई इंजेक्शनों की आवश्यकता होती है।
जब इबोला जैसे खतरनाक वायरसों से बचाने की कोशिश की जाती है, तो चुनौती और भी बड़ी हो जाती है, जो उच्च मृत्यु दर के साथ गंभीर प्रकोप पैदा कर सकते हैं। हालांकि कुछ टीके मौजूद हैं, लेकिन उन्हें अक्सर जटिल खुराक अनुपालनों की आवश्यकता होती है या वे वायरस के सभी स्ट्रेन (strains) के खिलाफ सुरक्षा प्रदान नहीं करते हैं। शोधकर्ता एक ऐसा तरीका खोजने की कोशिश कर रहे हैं जिससे इन खाली संरचनाओं को इतना विश्वसनीय बनाया जा सके कि शरीर बिना किसी अतिरिक्त रासायनिक सहायक के उन्हें एक वास्तविक खतरे के रूप में माने। लक्ष्य एक एकल-खुराक वाला टीका बनाना है जो संक्रमण के पूर्ण अनुभव की नकल करे, जिससे बिना किसी बाहरी सहायता के एक शक्तिशाली और दीर्घकालिक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न हो सके।
हाल ही में एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने एक नया संस्करण विकसित किया है जो इस समस्या को हल करता है: उन्होंने वैक्सीन की संरचना में सीधे एक विशिष्ट 'अलार्म सिग्नल' को समाहित कर दिया है। शोधकर्ताओं ने मानव कोशिकाओं के भीतर एक प्रोटीन पर ध्यान केंद्रित किया जिसे RIG-I कहा जाता है, जो वायरल RNA के लिए एक सेंसर के रूप में कार्य करता है। जब यह सेंसर वायरस का पता लगाता है, तो यह एक रासायनिक संकेत भेजता है जो 'इंटरफेरॉन' के उत्पादन को सक्रिय करता है, जो संक्रमण से लड़ने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली को एकजुट करने वाला एक पदार्थ है। टीम ने RIG-I सेंसर के उस हिस्से को लिया जो ट्रिगर के रूप में कार्य करता है और उसे इबोला वायरस के भीतर पाए जाने वाले एक प्रोटीन के साथ जोड़ा। इसके बाद उन्होंने वायरस के बाहरी कवच के साथ इस संशोधित प्रोटीन को शामिल करते हुए वायरस-लाइक पार्टिकल्स का निर्माण किया। परिणाम स्वरूप एक ऐसा कण प्राप्त हुआ जो कोशिका में प्रवेश करते ही तुरंत अलार्म सिस्टम को सक्रिय कर देता है, जिससे वास्तविक वायरल संक्रमण के शुरुआती चरणों की नकल होती है।
शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में इन संशोधित कणों का परीक्षण किया और पाया कि उन्होंने मानव कोशिकाओं में इंटरफेरॉन के उत्पादन को सफलतापूर्वक सक्रिय किया। यह प्रतिक्रिया एक विशिष्ट सिग्नलिंग पाथवे (signaling pathway) पर निर्भर थी जिसका उपयोग शरीर वायरसों से लड़ने के लिए करता है, जिससे पुष्टि हुई कि कण ठीक उसी तरह काम कर रहे हैं जैसा कि इरादा था। जब उन्होंने चूहों पर इन कणों का परीक्षण किया, तो परिणाम आश्चर्यजनक थे। संशोधित टीके की एक एकल इंजेक्शन ने एक मजबूत एंटीबॉडी प्रतिक्रिया उत्पन्न की जो कम से कम 20 हफ्तों तक बनी रही। इसके विपरीत, जिन चूहों को बिना अलार्म सिग्नल वाले मानक, अपरिवर्तित वायरस-लाइक पार्टिकल्स दिए गए थे, उनमें बहुत कम एंटीबॉडी प्रतिक्रिया देखी गई और वे दीर्घकालिक सुरक्षा विकसित करने में विफल रहे।
यह देखने के लिए कि क्या यह सुरक्षा वास्तविक संक्रमण को रोकने के लिए पर्याप्त मजबूत थी, वैज्ञानिकों ने टीकाकृत चूहों को इबोला वायरस के एक घातक 'माउस-एडेप्टेड' संस्करण के साथ चुनौती दी। प्रत्येक चूहा जिसने संशोधित टीके की एकल खुराक प्राप्त की थी, वह जीवित रहा और उसमें बीमारी के कोई लक्षण नहीं दिखे। जिन चूहों को मानक टीका दिया गया था, उन्हें दो खुराकें देने के बाद भी वे पूरी तरह जीवित नहीं रह सके; कुछ बीमार हुए और मर गए, जबकि अन्य केवल दूसरी बूस्टर खुराक लेने के बाद ही जीवित बचे। संशोधित टीके ने केवल एक खुराक के साथ पूर्ण सुरक्षा प्रदान की, जिससे यह सिद्ध हुआ कि अंतर्निहित अलार्म सिग्नल एक कमजोर टीके को एक शक्तिशाली टीके में बदलने के लिए पर्याप्त था।
अध्ययन में यह भी पता लगाया गया कि क्या इस नए डिजाइन को अन्य प्रकार के खतरों को ले जाने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक समान कण बनाए जिनमें तपेदिक (tuberculosis) पैदा करने वाले बैक्टीरिया के प्रोटीन शामिल थे। उन्होंने इन बैक्टीरियल प्रोटीनों को वैक्सीन की संरचना के साथ विभिन्न तरीकों से जोड़ा, और प्रत्येक मामले में, कण विदेशी सामग्री को शामिल करने और प्रतिरक्षा अलार्म को सक्रिय करने में सक्षम रहे। यह सुझाव देता है कि यह प्लेटफॉर्म लचीला है और इसका उपयोग केवल इबोला ही नहीं, बल्कि अन्य बीमारियों के टीके बनाने के लिए भी किया जा सकता है। विभिन्न एंटीजन को ले जाने की क्षमता और साथ ही स्व-बढ़ावा (self-boosting) देने वाली विशेषता का होना एक बहुमुखी वैक्सीन प्रणाली के द्वार खोलता है।
निष्कर्ष बताते हैं कि वायरस-लाइक पार्टिकल में सीधे एक विशिष्ट प्रतिरक्षा-ट्रिगरिंग डोमेन को शामिल करके, वैज्ञानिक मानक टीकों की कम प्रभावशीलता की समस्या को दूर कर सकते हैं। यह दृष्टिकोण एक 'सेल्फ-एडजुवेंटिंग' (self-adjuvanting) टीका बनाता है जो प्राकृतिक संक्रमण प्रक्रिया की इतनी बारीकी से नकल करता है कि बिना किसी बाहरी योज्य (additives) के एक मजबूत और टिकाऊ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न की जा सके। यह शोध एकल-खुराक वाले टीके विकसित करने के लिए एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करता है जिन्हें प्रकोपों के दौरान तेजी से तैनात किया जा जा सके, जो घातक वायरसों और संभावित रूप से अन्य संक्रामक रोगों के खिलाफ एक अधिक विश्वसनीय ढाल प्रदान करेगा।
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