હૈદરાબાદ: મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટીટ્યુટ ઓફ ટેક્નોલોજી (MIT)ના સંશોધકોએ DNAને વાયરસ જેવા માળખામાં ગોઠવીને HIV જેવા કણો તૈયાર કર્યા છે. આ કણો DNA ઓરીગામી ટેક્નીકનો ઉપયોગ કરીને લેબમાં તૈયાર થયેલા માણસની રોગ પ્રતિકારક ક્ષમતાના કણોને પ્રતિક્રીયા આપવા માટે તૈયાર કરે છે અને તે શક્યત: HIVની રસી શોધવા માટે પણ ખુબ ઉપયોગી થઈ શકે છે. DNA કણો વાયરસના કદ અને આકારની ઝીણવટભરી નકલ કરે છે. આ કણો HIVના પ્રોટીન અથવા એન્ટીજીન્સથી કોટેડ હોય છે અને તે મજબૂત પ્રતિકાર પેદા કરી શકે તેવી પેટર્નમાં તેની ગોઠવણી કરે છે.
સંશોધકો હવે આ અભિગમનો ઉપયોગ કરીને આગામી દીવસોમાં SARS-CoV-2 અથવા Covid-19ની રસી તૈયાર કરી શકે તેના પર કામ કરી રહ્યા છે અને તેઓ એવી પણ આશા રાખી રહ્યા છે કે તે વાયરલ ડીસીઝના ઘણા પ્રકારો પર પણ મદદરૂપ સાબીત થશે.
અન્ડરવુડ-પ્રેસકોટ પ્રોફેસર અને ડીપાર્ટમેન્ટ ઓફ બાયોલોજીકલ ઇન્જીનીયરીંગ એન્ડ મટીરીયલ્સ સાયન્સ એન્ડ એન્જીનીયરીંગમાં એપોઇન્સમેન્ટ ધરાવતા પ્રોફેસર ડેરલ ઇરવીનએ જણાવ્યુ હતુ કે, “આ અભ્યાસમાંથી જે રફ ડીઝાઇનના નિયમો સામે આવી રહ્યા છે તે રોગો અને રોગના એન્ટીજીનમાં જનેરીકલી લાગુ કરી શકાય તેવા હોવા જોઈએ.”
આ અભ્યાસ નેચર પબ્લીશીંગ ગૃપ દ્વારા પ્રસીદ્ધ થતી પીયર-રીવ્યુડ મંથલી સાયન્ટીફીક જર્નલ, નેચર નેનોટેક્નોલોજીમાં પ્રસીદ્ધ થયો હતો.
MITમાં બાયોલોજીકલ ઇન્જીનીયરીંગના પ્રોફેસર અને MIT અને હાર્વડના બોર્ડ ઇન્સ્ટીટ્યુટના એસોસીએટ મેમ્બર, ઇસવીન અને માર્ક બાથ બંન્ને આ અભ્યાસના વરીષ્ઠ લેખક છે તેમજ ભૂતપુર્વ MITના પોસ્ટડોક્ટ્સ રેમી વેનેઝીઆનો અને ટાયસન મોયર આ અભ્યાસના મુખ્ય લેખકો છે.
DNA ઓરીગામી
વૈજ્ઞાનિકો 1980થી દવાના સ્વરૂપમાં અને અન્ય ઉપયોગમાં લઈ શકાય તેવા DNA પરમાણુ તૈયાર કરવા પર કામ કરી રહ્યા હતા, તેમજ તાજેતરમાં 2006માં કલ્ટેકના પૌલ રોથમાઉન્ડે શોધેલી DNA ઓરીગામી ટેક્નીકનો ઉપયોગ કરીને તેઓ કામ કરી રહ્યા છે.
2016માં બાથની લેબમાં એક એવો અલ્ગોરીધમ તૈયાર કરવામાં આવ્યો કે જે ઓટોમેટીકલી DNA ઓરીગામીનો ઉપયોગ કરીને વાયરસના આકારના ત્રી-પરીમાણિય આકારો તૈયાર કરી શકે છે.
આ પદ્ધતિથી સંશોધકોને સીન્થેટીક DNA પર મજબૂત પકડ મેળવવામાં મદદ મળે છે જેના કારણે સંશોધકો વાયરલ એન્ટીજીન્સ જેવા અલગ અલગ પરમાણુઓને ચોક્કસ જગ્યા પર ચોંટાળી શકે છે.
બાથે જણાવ્યુ હતુ કે, “DNA સ્ટ્રક્ચર પીગબોર્ડ જેવા હોય છે કે જ્યાં એન્ટીજીન્સને કોઇપણ સ્થીતિમાં ચોંટાળી શકાય છે. વાયરસ જેવા કણોએ પહેલી વાર અમને ઇમ્યુન સેલના મૂળભુત પરમાણુ સીદ્ધાંતોને જાહેર કરવા માટે સક્ષમ બનાવ્યા છે.”
નેચરલ વાયરસ એ એન્ટીજીન્સ સાથેના નેનોપાર્ટીકલ્સ છે જે કણોની સપાટી પર ગોઠવાયેલા હોય છે અને માનવામાં આવે છે કે આવા પાર્ટીકલ એન્ટીજનને કુશળતાથી ઓળખવા માટે ઇમ્યુન સીસ્ટમ (ખાસ કરીને B સેલ્સ)ની ઉત્ક્રાંતી થઈ છે. નેચરલ વાયરલ સ્ટ્રક્ચરની નકલ કરવા માટે હવે રસી તૈયાર થઈ રહી છે અને આ પ્રકારની નેનોપાર્ટીકલ વેક્સીનને B સેલ ઇમ્યુન સીસ્ટમ તૈયાર કરવા માટે ખુબ જ અસરકારક માનવામાં આવે છે કારણ કે તે લસિકા વાહિનીઓ સુધી પહોંચવા માટેનુ યોગ્ય માપ ધરાવે છે આ લસિકા વાહિનીઓ આ નેનોપાર્ટીકલ્સને લસિકા ગાંઠમાં તેની રાહ જોઈ રહેલા B સેલ્સ સુધી પહોંચાડે છે. આ કણો B સેલ સાથે ક્રીયા-પ્રતિક્રીયા કરવા માટે પણ યોગ્ય માપ ધરાવે છે અને તે વાયરલ પાર્ટીકલના ગાઢ સ્તરને રજૂ પણ કરી શકે છે.
જો કે કણોનુ યોગ્ય માપ નક્કી કરવુ, એન્ટીજીન્સ વચ્ચેની જગ્યા નક્કી કરવી તેમજ B સેલને ઉત્તેજીત કરવા માટે દરેક કણો દીઠ એન્ટીજીનની સંખ્યા (જે તેના B સેલ રીસેપ્ટર થકી એક ચોક્કસ એન્ટીજનને બાંધે છે) નક્કી કરવી એ એક પડકાર છે. B સેલ એક્ટીવેશ માટે શ્રેષ્ઠ કણોની ડીઝાઇન નક્કી કરવાના ઇરાદા સાથે બાથ અને ઇરવીને આ DNA સ્કફોલ્ડનો ઉપયોગ આવા વાયરલ અને રસીના કણોની નકલ કરવા માટે કર્યો.
ઇરવીને જણાવ્યુ હતુ કે, “વાયરસ જેવા બંધારણના કણોનો ઉપયોગ કરવા સાથે ખુબ આશા રહેલી છે જેમકે, તમે વેક્સીનના એન્ટીજન લઈ શકો છો અને તેને કણોની સપાટી પર લગાવી શકો છો અથવા તમે ઓપ્ટીમલ B સેલ રીસ્પોન્સ શોધી શકો છો. જો કે તે ડીસ્પ્લેને તૈયાર કરવાના નિયોમોને ખરેખર સારી રીતે સમજી શકાયા નથી.”
અન્ય સંશોધકોએ પોલીમર, લીપોઝમ્સ અથવા સેલ્ફ-એસેમ્બલીંગ પ્રોટીન જેવા અન્ય સીન્થેટીક પાર્ટીકલને જોડીને સબયુનીટ વેક્સીન તૈયાર કરવાની કોશીષ કરી પરંતુ તે મટીરીયલ સાથે DNA ઓરીગામીથી વાયરલ પ્રોટીનને મુકવાનું કામ જેટલુ ચોક્કસાઇથી થઈ શકે તેટલુ ચોક્કસાઇથી સીન્થેટીક DNA વડે કરવુ શક્ય ન હતુ.
આ અભ્યાસ માટે સંશોધકોએ ટીપીકલ વાયરસના માપ અને આકારના આઇકોસ્હાઇડ્રલ તૈયાર કર્યા હતા. અલગ અલગ દુરી અને ઘનતા સાથે તેમણે તૈયાર કરેલા HIV એન્ટીજીનને સ્કફોલ્ડ સાથે જોડ્યા. આશ્ચર્ય સાથે તેમણે નોંધ્યુ કે, જે વેક્સીને સૌથી મજબુત B સેલ રીસ્પોન્સ કર્યો તે એ વેક્સીન ન હતી કે જેણે સ્કફોલ્ડની સપાટી પર એન્ટીજન લગાવવાનુ કામ કર્યુ હોય.
ઇરવીને જણાવ્યુ હતુ કે, “ઘણીવાર માની લેવામાં આવે છે કે એન્ટીજનની ઘનતા જેટલી વધુ હશે તેટલુ B સેલના રીસેપ્ટર્સને નજીક લાવવાના સંકેત મળી રહે છે. જો કે પ્રયોગ બાદનુ પરીણામ એકદમ સ્પષ્ટ હતુ, તે ખરેખર એમ હતુ કે, આપણે નજીકનું સૌથી વધુ અંતર બનાવી શકીએ એ શ્રેષ્ઠ ન હતુ. અને તમે બે એન્ટીજન વચ્ચે જેટલુ અંતર વધારો તેટલુ જ સંકેતોમાં પણ વધારો થાય છે.”
આ અભ્યાસના તારણો HIV ની રસી તૈયાર કરવા માટે માર્ગદર્શન પુરૂ પાડવા માટે સક્ષમ છે કારણ કે આ અભ્યાસમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવેલા HIV એન્ટીજનને પ્રોટીન નેનોપાર્ટીકલના સ્કફોલ્ડ સાથે હાલ માણસો પરના ક્લીનીકલ ટ્રાયલમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.
તેમના વિચાર પર આધારીત MITના સંશોધકો ઓહિયો સ્ટેટ યુનિવર્સીટીના ઇમ્યુનોલોજી અને માઇક્રોબાયોલોજીના પ્રોફેસર, જયજીત દાસ સાથે એન્ટીજન વચ્ચેનું વધુ અંદર કેવી રીતે સારૂ પરીણામ આપી શકે છે તે બતાવતુ એક મોડેલ તૈયાર કરવા પર કામ કરી રહ્યા છે. જ્યારે B સેલની સપાટી પર એન્ટીજન્સ રીસેપ્ટર્સ સાથે બંધાય છે ત્યારે એક્ટીવેટ થયેલા રીસેપ્ટર સેલની અંદર એકબીજા સાથે આંતરીક રીતે જોડાય છે. જો કે આ મોડેલ એમ પણ જણાવે છે કે જો એન્ટીજન આંતરીક રીતે ખુબ નજીક હોય તો તેના રીસ્પોન્સમાં ઘટાડો નોંધાય છે.
