Oral chitosan-delivered recombinant CtxB–Intimin–Tir (CIT) fusion antigen elicits functional mucosal immunity against enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157:H7
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि एक पुनर्संयोजक CtxB–Intimin–Tir (CIT) संलयन एंटीजन को वितरित करने के लिए चिटोसन नैनोकणों का उपयोग करने वाला एक मौखिक टीका चूहों में प्रभावी रूप से मजबूत श्लेष्म और प्रणालीगत प्रतिरक्षा उत्पन्न करता है, जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण जीवाणु हत्या, उपकला आसंजन में कमी, और एंटरोहेमोरेजिक *E. coli* O157:H7 संक्रमण के विरुद्ध सुरक्षा प्राप्त होती है।
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हर साल, लाखों लोग एंटरोहेमोरेजिक एस्चेरिचिया कोलाई (EHEC) नामक एक विशिष्ट प्रकार के बैक्टीरिया से दूषित भोजन के कारण बीमार पड़ते हैं। यह कीटाणु विशेष रूप से खतरनाक है क्योंकि यह बच्चों और बुजुर्गों में गंभीर गुर्दे की विफलता (किडनी फेलियर) का कारण बन सकता है, एक ऐसी स्थिति जो कभी-कभी घातक भी सिद्ध होती है। कई अन्य संक्रमणों के विपरीत, जिनसे शरीर सामान्य प्रतिरक्षा के माध्यम से लड़ता है, EHEC मानव आंत की परत पर चिपककर अपना हमला शुरू करता है। यह सूक्ष्म आणविक हुक (molecular hooks) का उपयोग करके आंत की दीवार से चिपक जाता है, जहाँ यह अपनी संख्या बढ़ाता है और विषाक्त पदार्थ (toxins) छोड़ता है। क्योंकि संक्रमण इस विशिष्ट सतह से शुरू होता है, वैज्ञानिकों लंबे समय से यह सोचते आए हैं कि इसे रोकने का सबसे अच्छा तरीका हाथ में लगने वाला इंजेक्शन नहीं, बल्कि एक ऐसा टीका (वैक्सीन) है जो सीधे आंत के भीतर काम करे। चुनौती यह रही है कि पेट एक कठोर वातावरण है, जो एसिड और एंजाइमों से भरा होता है जो आमतौर पर वैक्सीन के घटकों को उनके उपयोगी होने से पहले ही नष्ट कर देते हैं। इस समस्या को दूर करने के लिए, शोधकर्ता ऐसे सुरक्षात्मक आवरण बनाने के तरीके तलाश रहे हैं जो पाचन तंत्र की यात्रा के दौरान जीवित रह सकें और अपने संदेश को सीधे आंत की परत तक पहुँचा सकें।
हाल ही एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों की एक टीम ने EHEC के लिए एक सुई-रहित टीका बनाने की एक नई रणनीति का परीक्षण किया। उन्होंने बैक्टीरिया के तंत्र के एक विशिष्ट हिस्से पर ध्यान केंद्रित किया: प्रोटीन की एक जोड़ी जो ताले और चाबी की तरह काम करती है, जिससे कीटाणु मानव कोशिकाओं से जुड़ पाता है। इन प्रोटीनों की नकल करके एक टीका बनाकर, वे प्रतिरक्षा प्रणाली को प्रशिक्षित करने की उम्मीद कर रहे थे ताकि वह नुकसान पहुँचाने से पहले बैक्टीरिया को पहचान सके और उसे रोक सके। इस टीके को आंत में पहुँचाने के लिए, उन्होंने इसे चिटोसन (chitosan) से बने सूक्ष्म, बायोडिग्रेडेबल कणों में लपेटा, जो क्रस्टेशियंस (कवच वाले समुद्री जीवों) के खोल से प्राप्त एक प्राकृतिक पदार्थ है और जो श्लेष्मा झिल्ली (mucous membranes) से अच्छी तरह चिपकने के लिए जाना जाता है। उन्होंने इसमें तीसरा घटक भी जोड़ा, जो है हैजा बैक्टीरिया का एक हानिरहित हिस्सा, जो प्रतिरक्षा प्रणाली को यह समझाने में मदद करता है कि उसे किस चीज़ पर अधिक ध्यान देना चाहिए। शोधकर्ताओं ने इन तीनों तत्वों को एक एकल पैकेज में मिलाया और इसे चूहों को खिलाया ताकि यह देखा जा सके कि क्या यह एक मजबूत रक्षा उत्पन्न कर सकता है।
परिणामों से पता चला कि यह दृष्टिकोण उल्लेखनीय रूप से सफल रहा। जिन चूहों को मौखिक टीका दिया गया था, उनमें दो मोर्चों पर एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया विकसित हुई। पहला, उनके रक्त में उच्च स्तर के एंटीबॉडीज थे, जो हमलावरों का पीछा करने वाले प्रोटीन होते हैं। दूसरा, और शायद एक आंत संबंधी बीमारी के लिए अधिक महत्वपूर्ण, उनकी आंत की परत ने एक विशेष प्रकार का एंटीबॉडी बनाया जिसे 'सिक्रेटरी IgA' कहा जाता है। ये एंटीबॉडीज आंत की सतह पर एक ढाल की तरह कार्य करते हैं, जो बैक्टीरिया के प्रवेश करने की कोशिश करते ही उसे पकड़ने के लिए तैयार रहते हैं। जब शोधकर्ताओं ने परीक्षण किया कि ये एंटीबॉडीज कितनी अच्छी तरह कार्य करते हैं, तो उन्होंने पाया कि टीकाकृत चूहों के सीरम (serum) ने एक टेस्ट ट्यूब में लगभग सभी बैक्टीरिया को मार दिया। इसके अलावा, एंटीबॉडीज ने आंत की प्रतिरक्षा कोशिकाओं को बैक्टीरिया को अधिक प्रभावी ढंग से निगलने और नष्ट करने में मदद की। एक महत्वपूर्ण परीक्षण में, टीकाकृत चूहों को वास्तविक EHEC बैक्टीरिया के संपर्क में लाया गया। जिन चूहों को मौखिक टीका दिया गया था, उन्होंने गैर-टीकाकृत चूहों की तुलना में शरीर से संक्रमण को बहुत तेजी से खत्म किया। संक्रमण अन्य समूहों की तुलना में आठ दिनों के भीतर उनके मल से गायब हो गया, जबकि अन्य समूहों में यह दस या चौदह दिनों तक रहा, और टीकाकृत चूहों की आंतों में कुल मिलाकर बहुत कम बैक्टीरिया पाए गए।
सुरक्षा केवल बैक्टीरिया की संख्या को कम करने तक ही सीमित नहीं थी; इसने जानवरों के शारीरिक स्वास्थ्य को भी बनाए रखा। गैर-टीकाकृत चूहों को उनके आंतों के ऊतकों (tissues) को महत्वपूर्ण क्षति हुई, जिसमें सूजन और संरचनात्मक टूट-फूट के लक्षण दिखे, जबकि टीकाकृत चूहों ने स्वस्थ आंत संरचना बनाए रखी। शोधकर्ताओं ने यह भी परीक्षण किया कि क्या टीका बैक्टीरिया को प्रयोगशाला में विकसित मानव कोशिकाओं से चिपकने से रोक सकता है। उन्होंने पाया कि टीके द्वारा उत्पन्न एंटीबॉडीज इस जुड़ाव को रोकने में अत्यधिक प्रभावी थे, जिससे बैक्टीरिया को मानव कोशिकाओं से चिपकने से रोका जा सका, जिससे वे आंतों को उपनिवेशित (colonize) न कर सकें। वास्तव में, मौखिक टीका एक पारंपरिक इंजेक्टेबल (इंजेक्शन वाले) टीके के समान या उससे भी बेहतर प्रदर्शन कर रहा था, जिसमें प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित करने के लिए एक मजबूत रासायनिक बूस्टर का उपयोग किया गया था। यह सुझाव देता है कि चिटोसन वाहक और विशिष्ट बैक्टीरियल प्रोटीन के संयोजन ने एक ऐसी रक्षा बनाई जो बीमारी के काम करने के तरीके के लिए पूरी तरह उपयुक्त थी।
हालांकि यह अध्ययन चूहों पर किया गया था और इसे अभी मनुष्यों के लिए इलाज घोषित नहीं किया जा सकता है, लेकिन यह एक ठोस 'प्रूफ ऑफ कॉन्सेप्ट' प्रस्तुत करता है। यह प्रदर्शित करता है कि एक ऐसा टीका डिजाइन करना संभव है जो पाचन तंत्र में जीवित रह सके, जो ठीक उसी तंत्र को लक्षित करे जिसका उपयोग बैक्टीरिया हमें संक्रमित करने के लिए करता है, और जो एक समन्वित रक्षा को सक्रिय करे जिसमें प्रणालीगत एंटीबॉडीज और स्थानीय आंत प्रतिरक्षा दोनों शामिल हों। शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि हालांकि हैजा टॉक्सिन घटक को जोड़ने से प्रतिक्रिया बढ़ी, लेकिन अध्ययन ने यह स्पष्ट नहीं किया कि सफलता का कितना हिस्सा उस विशिष्ट सामग्री के कारण था बनाम समग्र डिजाइन के कारण। फिर भी, निष्कर्ष बताते हैं कि एक सुई-रहित टीका इस खतरनाक खाद्य जनित बीमारी से सुरक्षा के लिए एक व्यवहार्य मार्ग हो सकता है। संक्रमण के सटीक स्थान पर सही संदेश पहुँचाकर, यह दृष्टिकोण बैक्टीरिया को जड़ जमाने से रोकने का एक तरीका प्रदान करता है, जिससे उन गंभीर जटिलताओं को रोका जा सकता है जिन्हें रोकने के लिए वर्तमान में कोई स्वीकृत टीका उपलब्ध नहीं है।
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