एमआईटी, एमजीएच के रैगन इंस्टीट्यूट, एमआईटी और हार्वर्ड के शोधकर्ताओं ने एक टीका विकसित किया है जो डीएनए से बने वायरस जैसे डिलीवरी कण का उपयोग करके SARS-CoV-2 के खिलाफ एक मजबूत एंटीबॉडी प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है।
वैक्सीन, जिसका चूहों पर परीक्षण किया गया है, में वायरल एंटीजन की कई प्रतियों के साथ एक डीएनए मचान शामिल है। वैक्सीन, जिसे पार्टिकुलेट वैक्सीन कहा जाता है, वायरस की संरचना की नकल करती है। पार्टिकुलेट टीकों पर पिछले अधिकांश काम प्रोटीन मचानों पर निर्भर रहे हैं, लेकिन इन टीकों में उपयोग किए जाने वाले प्रोटीन अक्सर अनावश्यक प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करते हैं जो प्रतिरक्षा प्रणाली को उसके लक्ष्य से विचलित कर देते हैं।
चूहों पर अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने पाया कि डीएनए मचान ने प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न नहीं की, जिससे प्रतिरक्षा प्रणाली लक्ष्य एंटीजन पर एंटीबॉडी प्रतिक्रिया पर ध्यान केंद्रित कर सके।
एमआईटी में बायोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर मार्क बाथे ने कहा, "इस काम में हमने जो पाया वह यह है कि डीएनए उन एंटीबॉडी को प्रेरित नहीं करता है जो संबंधित प्रोटीन से ध्यान भटकाते हैं।" "यह कल्पना की जा सकती है कि बी कोशिकाओं और प्रतिरक्षा प्रणाली को लक्ष्य एंटीजन पर पूरी तरह से प्रशिक्षित किया जा रहा है, और यह वही है जो आप चाहते हैं - प्रतिरक्षा प्रणाली को रुचि के एंटीजन पर लेजर-केंद्रित करना।"
शोधकर्ताओं का कहना है कि यह दृष्टिकोण, जो बी कोशिकाओं को दृढ़ता से उत्तेजित करता है, कोशिकाएं जो एंटीबॉडी का उत्पादन करती हैं, एचआईवी, इन्फ्लूएंजा और SARS-CoV-2 जैसे कठिन-से-लक्ष्य वायरस के खिलाफ टीके विकसित करना आसान बना सकती हैं। अन्य प्रकार के टीकों से प्रेरित टी कोशिकाओं के विपरीत, ये बी कोशिकाएं दीर्घकालिक सुरक्षा प्रदान करते हुए दशकों तक चल सकती हैं।
हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के एसोसिएट प्रोफेसर और रैगन इंस्टीट्यूट के प्रमुख अन्वेषक डैनियल रिंगवुड ने कहा, "हम यह पता लगाने में रुचि रखते हैं कि क्या हम प्रतिरक्षा प्रणाली को उन रोगजनकों के खिलाफ उच्च स्तर की प्रतिरक्षा उत्पन्न करने में सक्षम कर सकते हैं, जिनसे पारंपरिक टीके बचाव करते हैं, जैसे कि इन्फ्लूएंजा, एचआईवी और SARS-CoV-2।" "प्लेटफ़ॉर्म से लक्ष्य एंटीजन की प्रतिक्रिया को अलग करने का यह विचार एक संभावित शक्तिशाली इम्यूनोलॉजी ट्रिक है जिसका लाभ अब हम इन इम्यूनोलॉजी लक्ष्यीकरण निर्णयों को अधिक लक्षित दिशा में ले जाने में मदद के लिए उठा सकते हैं।"
बाथे, लिंगवुड और आरोन श्मिट, हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के एसोसिएट प्रोफेसर और रागन इंस्टीट्यूट के प्रमुख अन्वेषक, पेपर के वरिष्ठ लेखक हैं, जो आज (30 जनवरी) जर्नल नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुआ था। पेपर के मुख्य लेखकों में पूर्व एमआईटी पोस्टडॉक ईके क्रिश्चियन वामहॉफ, रागन इंस्टीट्यूट पोस्टडॉक लारेंस लोन्ज़ा, पूर्व हार्वर्ड स्नातक छात्र जेरेड फेल्डमैन, एमआईटी स्नातक छात्र ग्रांट नैप और पूर्व हार्वर्ड स्नातक छात्र ब्लेक हॉसर शामिल हैं।
पार्टिकुलेट टीकों में आमतौर पर एक प्रोटीन नैनोकण होता है जो संरचनात्मक रूप से एक वायरस के समान होता है और एक वायरल एंटीजन की कई प्रतियां ले सकता है। एंटीजन का यह उच्च घनत्व पारंपरिक टीकों की तुलना में अधिक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है क्योंकि शरीर इसे वास्तविक वायरस के समान मानता है। हेपेटाइटिस बी और ह्यूमन पेपिलोमावायरस सहित कुछ रोगजनकों के खिलाफ पार्टिकुलेट टीके विकसित किए गए हैं, और SARS-CoV-2 के खिलाफ एक पार्टिकुलेट वैक्सीन को दक्षिण कोरिया में उपयोग के लिए मंजूरी दे दी गई है।
ये टीके विशेष रूप से बी कोशिकाओं को सक्रिय करने में अच्छे हैं, जिससे वे टीका एंटीजन के लिए विशिष्ट एंटीबॉडी का उत्पादन करते हैं। बाथे ने कहा, "इम्यूनोलॉजी के क्षेत्र में कई लोग पार्टिकुलेट टीकों में बहुत रुचि रखते हैं क्योंकि वे मजबूत ह्यूमरल इम्युनिटी पैदा कर सकते हैं, जो एंटीबॉडी-आधारित इम्युनिटी है, जो टी-सेल-आधारित इम्युनिटी से अलग है, और एमआरएनए टीके टी-सेल इम्युनिटी को अधिक मजबूती से उत्तेजित करते हैं।"
हालाँकि, इस टीके का एक संभावित दोष यह है कि स्कैफोल्ड्स में उपयोग किए जाने वाले प्रोटीन अक्सर शरीर को स्कैफोल्ड्स के खिलाफ एंटीबॉडी का उत्पादन करने के लिए उत्तेजित करते हैं। भट्ट ने कहा, यह प्रतिरक्षा प्रणाली को एक मजबूत प्रतिक्रिया देने से विचलित करता है जैसा कि उसे करना चाहिए।
उन्होंने कहा, "SARS-CoV-2 वायरस को निष्क्रिय करने के लिए एक वैक्सीन की आवश्यकता होती है जो वायरल स्पाइक प्रोटीन के रिसेप्टर-बाइंडिंग डोमेन हिस्से के खिलाफ एंटीबॉडी उत्पन्न करती है।" "जब ऐसे एंटीबॉडी प्रोटीन-आधारित कणों पर प्रदर्शित होते हैं, तो प्रतिरक्षा प्रणाली न केवल रिसेप्टर-बाइंडिंग डोमेन प्रोटीन को पहचानती है, बल्कि अन्य सभी प्रोटीनों को भी पहचानती है जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के लिए प्रासंगिक नहीं हैं जो इसे प्राप्त करने की कोशिश कर रहा है।"
एक और संभावित दोष यह है कि यदि एक ही व्यक्ति को एक ही प्रोटीन स्कैफोल्ड से एक से अधिक टीके मिलते हैं, जैसे SARS-CoV-2 वैक्सीन और फिर फ्लू वैक्सीन, तो उनकी प्रतिरक्षा प्रणाली प्रोटीन स्कैफोल्ड पर तुरंत प्रतिक्रिया करने की संभावना रखती है क्योंकि वे पहले से ही इस पर प्रतिक्रिया करने के लिए तैयार हैं। इससे दूसरे टीके में मौजूद एंटीजन के प्रति प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया कमजोर हो सकती है।
बाथे ने कहा, "यदि आप इन्फ्लूएंजा जैसे एक अलग वायरस के खिलाफ टीकाकरण के लिए प्रोटीन-आधारित कणों का उपयोग करते हैं, तो प्रतिरक्षा प्रणाली अंतर्निहित प्रोटीन ढांचे से ग्रस्त हो जाएगी जिसे उसने पहले ही देखा है और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न की है।" "इससे वास्तविक एंटीजन के प्रति शरीर की एंटीबॉडी प्रतिक्रिया की गुणवत्ता कम हो सकती है।"
एक विकल्प के रूप में, बाथे की प्रयोगशाला डीएनए ओरिगेमी का उपयोग करके बनाए गए मचान विकसित कर रही है, एक ऐसी विधि जो सिंथेटिक डीएनए की संरचना के सटीक नियंत्रण की अनुमति देती है और शोधकर्ताओं को विशिष्ट स्थानों पर वायरल एंटीजन जैसे विभिन्न अणुओं को संलग्न करने की अनुमति देती है।
2020 के एक अध्ययन में, एमआईटी में बायोइंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, बार्ट और डेरेल इरविन ने पाया कि एचआईवी एंटीजन की 30 प्रतियां ले जाने वाला एक डीएनए मचान प्रयोगशाला में विकसित बी कोशिकाओं में एक मजबूत एंटीबॉडी प्रतिक्रिया उत्पन्न कर सकता है। यह संरचना बी कोशिकाओं को सक्रिय करने के लिए सबसे अच्छा विकल्प है क्योंकि यह नैनोस्केल वायरस की संरचना के समान है, जो अपनी सतहों पर वायरल प्रोटीन की कई प्रतियां प्रदर्शित करते हैं।
लिंगवुड ने कहा, "यह विधि बी सेल एंटीजन पहचान के मूल सिद्धांत पर आधारित है, जो यह है कि यदि एंटीजन को किसी सरणी पर प्रदर्शित किया जाता है, तो यह बी सेल प्रतिक्रिया को बढ़ावा दे सकता है और एंटीबॉडी आउटपुट की मात्रा और गुणवत्ता बढ़ा सकता है।"
नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने SARS-CoV-2 के मूल स्ट्रेन से स्पाइक प्रोटीन के लिए रिसेप्टर-बाइंडिंग प्रोटीन से बने एंटीजन पर स्विच किया। जब उन्होंने चूहों को वैक्सीन का इंजेक्शन लगाया, तो उन्होंने पाया कि उनमें स्पाइक प्रोटीन के लिए उच्च स्तर के एंटीबॉडी विकसित हुए, लेकिन डीएनए मचान के लिए कोई एंटीबॉडी नहीं विकसित हुई।
इसके विपरीत, फेरिटिन नामक मचान प्रोटीन पर आधारित और SARS-CoV-2 एंटीजन के साथ लेपित टीकों ने फेरिटिन और SARS-CoV-2 दोनों के खिलाफ कई एंटीबॉडी का उत्पादन किया।
लिंगवुड ने कहा, "डीएनए नैनोकण स्वयं इम्युनोजेनिक नहीं हैं।" "प्रोटीन-आधारित प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करने से प्लेटफ़ॉर्म और रुचि के एंटीजन के लिए समान रूप से उच्च-टिटर एंटीबॉडी प्रतिक्रियाएं उत्पन्न होंगी, जो प्लेटफ़ॉर्म के पुन: उपयोग को जटिल बनाती है क्योंकि शरीर इसकी उच्च-आत्मीयता प्रतिरक्षा स्मृति विकसित करता है।"
इन ऑफ-टार्गेट प्रभावों को कम करने से वैज्ञानिकों को एक वैक्सीन विकसित करने के अपने लक्ष्य को प्राप्त करने में भी मदद मिल सकती है जो SARS-CoV-2 या यहां तक कि सभी कोरोनाविरस के किसी भी प्रकार के खिलाफ व्यापक रूप से निष्क्रिय एंटीबॉडी को प्रेरित करता है, वायरस के उपजात जिसमें SARS-CoV-2 और SARS और MERS का कारण बनने वाले वायरस शामिल हैं।
इस उद्देश्य के लिए, शोधकर्ता यह पता लगा रहे हैं कि क्या कई अलग-अलग वायरल एंटीजन से जुड़ा डीएनए स्कैफोल्ड SARS-CoV-2 और संबंधित वायरस के खिलाफ व्यापक रूप से निष्क्रिय करने वाले एंटीबॉडी को प्रेरित कर सकता है।
संकलित स्रोत: ScitechDaily