दुनिया के कुछ सबसे खतरनाक दस्त पैदा करने वाले जीवाणुओं में एक साझा कमजोर बिंदु की पहचान वैज्ञानिकों ने की है, जिससे एक संभावित गेम-चेंजिंग वैक्सीन का द्वार खुल गया है। यह खोज इन जीवाणुओं के खिलाफ एक प्रभावी उपचार विकसित करने में महत्वपूर्ण हो सकती है, जो विशेष रूप से बच्चों में लाखों संक्रमणों और मौतों का कारण बनते हैं।
एंटेरोटॉक्सिजेनिक ई. कोलाई (ETEC) और शिगेला दुनिया भर में हर साल करोड़ों संक्रमणों के लिए जिम्मेदार हैं और घातक दस्त रोग के प्रमुख कारणों में से एक बने हुए हैं, खासकर बच्चों में। दशकों के शोध के बावजूद, वैज्ञानिकों ने अभी तक इन रोगजनकों में से किसी के भी खिलाफ प्रभावी टीके विकसित नहीं किए हैं। एक बड़ी चुनौती यह है कि जीवाणु की विशेषताएं, जिन्हें आमतौर पर टीकों द्वारा लक्षित किया जाता है, विभिन्न उपभेदों के बीच व्यापक रूप से भिन्न होती हैं।
अब, सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय स्कूल ऑफ मेडिसिन के शोधकर्ताओं ने इन खतरनाक आंत के जीवाणुओं द्वारा साझा की गई एक जैविक कमजोरी की पहचान की है, जिससे एक ही टीके से दोनों के खिलाफ सुरक्षा की संभावना बढ़ गई है।
वॉशयू मेडिसिन की एक टीम ने यूनिवर्सिटी ऑफ मिसौरी और बांग्लादेश में इंटरनेशनल सेंटर फॉर डायरियाल डिजीज रिसर्च के सहयोगियों के साथ काम करते हुए पाया कि एंटेरोटॉक्सिजेनिक ई. कोलाई (यात्रियों के दस्त का प्रमुख कारण), शिगेला, और कई अन्य रोग पैदा करने वाले जीवाणु आंत की सुरक्षात्मक श्लेष्मा परत को भेदने और संक्रमण स्थापित करने के लिए तीन निकट संबंधी एंजाइमों पर निर्भर करते हैं।
संक्रमित रोगियों और उन स्वयंसेवकों के नमूनों का उपयोग करते हुए, जो जीवाणुओं के संपर्क में आए थे, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि इन एंजाइमों के एक सामान्य क्षेत्र के खिलाफ निर्देशित एंटीबॉडी तीनों को निष्क्रिय कर सकते हैं। एंजाइमों को अवरुद्ध करके, एंटीबॉडी जीवाणुओं को आंतों की श्लेष्मा बाधा को पार करने से रोकते हैं।
15 जून को PNAS में प्रकाशित निष्कर्ष बताते हैं कि एक भविष्य का संयोजन टीका गंभीर दस्त के कई प्रमुख कारणों से संभावित रूप से रक्षा कर सकता है।
“यह उनका अकिलीज़ हील है”
वाशिंगटन विश्वविद्यालय मेडिसिन के संक्रामक रोग विभाग में मेडिसिन के प्रोफेसर और अध्ययन के सह-वरिष्ठ लेखक डॉ. जेम्स एम. फ्लेकनस्टीन ने कहा, “युवा बच्चों के लिए इतना सामान्य और इतना घातक होने के बावजूद, यह आश्चर्यजनक है कि हमारे पास इन दोनों में से किसी भी रोगजनक के लिए अभी भी टीका नहीं है।” उन्होंने आगे कहा, “यहां रोमांचक बात यह है कि हमें एक प्रकार का ‘अकिलीज़ हील’ या कमजोर बिंदु मिला है जो वे साझा करते हैं, जिसे हम दोनों से बचाने के लिए लक्षित कर सकते हैं।” यह ‘अकिलीज़ हील’ उन्हें प्रारंभिक चरण में ही रोकने की कुंजी हो सकता है।
आंत के रोगजनक शरीर की सुरक्षात्मक परत को कैसे भेदते हैं
रोग पैदा करने से पहले, आंत के रोगजनकों को पहले आंतों की एक मोटी श्लेष्मा परत से गुजरना पड़ता है। यह सुरक्षात्मक परत एक बाधा के रूप में कार्य करती है, हानिकारक रोगाणुओं को आंतों के ऊतकों से दूर रखती है और शरीर के लाभकारी जीवाणुओं को भी नियंत्रण में रखने में मदद करती है।
डॉ. फ्लेकनस्टीन के अनुसार, संक्रमण का यह प्रारंभिक चरण बीमारी को शुरू होने से पहले रोकने का अवसर प्रदान कर सकता है, बिना सहायक सूक्ष्मजीवों को नुकसान पहुंचाए।
एंटेरोटॉक्सिजेनिक ई. कोलाई (ETEC), जो आंत में आमतौर पर पाए जाने वाले हानिरहित ई. कोलाई उपभेदों के विपरीत गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल बीमारी का कारण बनता है, और शिगेला श्लेष्मा को उसकी संरचना देने वाले प्रोटीन को काटने के लिए निकट संबंधी एंजाइमों का उपयोग करते हैं। एक बार जब वे इस बाधा को तोड़ देते हैं, तो जीवाणु विष छोड़ सकते हैं जो दस्त को ट्रिगर करते हैं।
डॉ. फ्लेकनस्टीन की प्रयोगशाला ने पहले रोग पैदा करने वाले ई. कोलाई में इनमें से एक एंजाइम की पहचान की थी। यह एंजाइम, जिसे EatA के नाम से जाना जाता है, आंतों की श्लेष्मा के एक प्रमुख संरचनात्मक घटक को तोड़ता है। नए अध्ययन से पता चला है कि शिगेला और अन्य दस्त पैदा करने वाले जीवाणुओं द्वारा उत्पादित दो समान एंजाइम, SepA और Pic, वही कार्य करते हैं।
कई रोगजनकों को अवरुद्ध करने वाली एंटीबॉडीज़
वॉशयू मेडिसिन के पैथोलॉजी और इम्यूनोलॉजी विभाग में लियो लोएब प्रोफेसर डॉ. अली एलबेडी के साथ काम करते हुए, डॉ. फ्लेकनस्टीन और उनके सहयोगियों ने बांग्लादेश के उन लोगों से एंटीबॉडी अलग किए, जिन्हें स्वाभाविक रूप से ETEC संक्रमण हुआ था, साथ ही नियंत्रित अध्ययनों में जानबूझकर जीवाणुओं के संपर्क में आए स्वयंसेवकों से भी।
टीम ने पाया कि EatA को अवरुद्ध करने में सक्षम एंटीबॉडी SepA और Pic को भी निष्क्रिय कर सकते हैं। एंटीबॉडी प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा उत्पादित प्रोटीन होते हैं जो विशिष्ट लक्ष्यों को पहचानते हैं और उनसे जुड़ते हैं, जिससे शरीर को खतरों को खत्म करने में मदद मिलती है।
इस सुरक्षा के काम करने के तरीके को बेहतर ढंग से समझने के लिए, यूनिवर्सिटी ऑफ मिसौरी के संरचनात्मक जीवविज्ञानी, जिसमें पहले लेखक और पोस्टडॉक्टोरल रिसर्च एसोसिएट डॉ. डेविड पी. बकले भी शामिल थे, ने क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया, एक विधि जो अणुओं को तेजी से जमाती है ताकि उन्हें असाधारण विस्तार से चित्रित किया जा सके।
उनके विश्लेषण से पता चला कि सबसे प्रभावी एंटीबॉडी कहाँ बंधते हैं। एंटीबॉडी ने तीनों एंजाइमों द्वारा साझा किए गए एक क्षेत्र को लक्षित किया, यह समझाते हुए कि कैसे एक एकल एंटीबॉडी कई रोगजनकों द्वारा उपयोग की जाने वाली श्लेष्मा-अपघटन मशीनरी को अक्षम कर सकता है। इस खोज ने वैक्सीन डेवलपर्स को एक विशिष्ट लक्ष्य भी प्रदान किया है जिसका उपयोग संक्रमण होने से पहले सुरक्षात्मक एंटीबॉडी प्रतिक्रियाओं को उत्तेजित करने के लिए किया जा सकता है।
यूनिवर्सिटी ऑफ मिसौरी में जैव रसायन के सहायक प्रोफेसर और अध्ययन के सह-वरिष्ठ लेखक डॉ. ज़ाचरी बर्नडसेन ने कहा, “यह अध्ययन EatA को कई रोगजनकों में सुरक्षा प्रदान करने में सक्षम एक व्यवहार्य वैक्सीन उम्मीदवार के रूप में स्थापित करता है।” उन्होंने आगे बताया, “EatA के प्रमुख क्षेत्रों की पहचान करके, जिन्हें निष्प्रभावी एंटीबॉडी द्वारा लक्षित किया जाता है जो इसके एंजाइमी कार्य को बाधित करने में सक्षम हैं, हमने तर्कसंगत वैक्सीन डिजाइन के लिए एक नींव स्थापित की है – प्रभावी चिकित्सीय के विकास की दिशा में एक बड़ी प्रगति जिसमें कई लोगों की जान बचाने की क्षमता है।”
बांग्लादेश के बच्चों से मिले प्रमाण
यह निष्कर्ष ढाका, बांग्लादेश के बच्चों से जुड़े पिछले शोध पर आधारित है। उन अध्ययनों से पता चला कि जिन बच्चों में स्वाभाविक रूप से EatA के खिलाफ एंटीबॉडी विकसित हुए थे, उनमें बीमार होने की संभावना कम थी, जबकि जिन बच्चों में वे एंटीबॉडी नहीं थे, उनमें संक्रमण का अधिक जोखिम था।
शोधकर्ताओं का कहना है कि प्रभावी टीकों की आवश्यकता विकासशील देशों से कहीं अधिक है। एंटेरोटॉक्सिजेनिक ई. कोलाई को संयुक्त राज्य अमेरिका में बड़े पैमाने पर खाद्य जनित प्रकोपों से जोड़ा गया है। चूंकि कई नैदानिक प्रयोगशालाओं के लिए इसे हानिरहित ई. कोलाई उपभेदों से अलग करना मुश्किल हो सकता है, इसलिए संक्रमण अक्सर छूट जाते हैं या कम रिपोर्ट किए जाते हैं।
डॉ. फ्लेकनस्टीन ने यह भी नोट किया कि इन संक्रमणों के इलाज के लिए एंटीबायोटिक दवाओं पर भारी निर्भरता एंटीबायोटिक प्रतिरोध की बढ़ती समस्या में योगदान करती है, जो विश्व स्तर पर फैल सकती है।
वैक्सीन विकास की दिशा में कदम
शोध टीम अब इन निष्कर्षों के आधार पर टीके विकसित करने की दिशा में कदम उठा रही है।
डॉ. फ्लेकनस्टीन ने कहा, “ये जीवाणु हमारे साथ ही विकसित हुए हैं, और वे हमारी सुरक्षा को भेदने में बहुत अच्छे हो गए हैं।” उन्होंने निष्कर्ष निकाला, “यदि हम उस पहले कदम को रोक सकते हैं, तो हमारे पास इन संक्रमणों को शुरू होने से पहले ही रोकने का मौका है।”
यह कार्य नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ एलर्जी एंड इंफेक्शियस डिजीज (NIAID) ऑफ द नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (NIH) द्वारा, अनुदान संख्या R01 AI089894 और R01 AI126887, और डिपार्टमेंट ऑफ वेटरन्स अफेयर्स द्वारा, अनुदान संख्या 5I01BX001469-05 द्वारा समर्थित था।
संदर्भ और कड़ियां (References & Links)
- मूल समाचार विज्ञप्ति: Washington University in St. Louis
- शोध पत्र: Proceedings of the National Academy of Sciences
