এই এইচপিভি ভ্যাকসিনটি টি কোষকে ক্যান্সার শিকার করার জন্য প্রশিক্ষণ দেয়

বেশ কয়েকটি গবেষণায় এই ধারণাটি যাচাই করার পরে, গবেষকরা এইচপিভি-চালিত টিউমারের লক্ষ্যে থেরাপিউটিক ক্যান্সার ভ্যাকসিনগুলিতে এটি প্রয়োগ করেছিলেন। তাদের সর্বশেষ কাজে, তারা দেখতে পেল যে পেপটাইড লক্ষ্য করে একক ক্যান্সারের অভিযোজন এবং অবস্থান সামঞ্জস্য করা টিউমারকে আক্রমণ করার জন্য ইমিউন সিস্টেমের ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে।

গবেষণাটি 11 ফেব্রুয়ারি প্রকাশিত হয়েছিল বিজ্ঞানের অগ্রগতি.

বৃত্তাকার নিউক্লিক অ্যাসিড ভ্যাকসিনের পরীক্ষা

এই ধারণাটি অন্বেষণ করার জন্য, দলটি বৃত্তাকার নিউক্লিক অ্যাসিড (sNA) থেকে তৈরি একটি ভ্যাকসিন তৈরি করেছে, একটি বৃত্তাকার ডিএনএ কাঠামো যা স্বাভাবিকভাবে প্রতিরোধক কোষগুলিতে প্রবেশ করে এবং তাদের সক্রিয় করে। তারপরে তারা ইচ্ছাকৃতভাবে SNA-এর মধ্যে উপাদানগুলিকে বিভিন্ন কনফিগারেশনে পুনর্গঠিত করে। প্রতিটি বৈকল্পিক এইচপিভি-পজিটিভ ক্যান্সারের মানবিক প্রাণীর মডেল এবং মাথা ও ঘাড়ের ক্যান্সার রোগীদের কাছ থেকে নেওয়া টিউমার নমুনায় মূল্যায়ন করা হয়েছিল।

একটি কনফিগারেশন স্পষ্টভাবে ভাল ফলাফল দিয়েছে। এটি টিউমারের বৃদ্ধি হ্রাস করে, প্রাণীদের মধ্যে দীর্ঘকাল বেঁচে থাকে এবং অধিক সংখ্যক উচ্চ সক্রিয় ক্যান্সার টি কোষকে হত্যা করে। ফলাফলগুলি দেখায় যে ভ্যাকসিনের উপাদানগুলির বিন্যাসে একটি ছোট পরিবর্তনও নির্ধারণ করতে পারে যে একটি ন্যানোভাকসিন একটি সীমিত প্রতিরোধ ক্ষমতা বা শক্তিশালী টিউমার-ধ্বংসকারী প্রভাব তৈরি করে কিনা।

এই তত্ত্বটি “স্ট্রাকচারাল ন্যানোমেডিসিন” নামে পরিচিত একটি উদীয়মান ক্ষেত্রের ভিত্তি তৈরি করে, এটি উত্তর-পশ্চিম ন্যানোটেকনোলজির অগ্রগামী চাদ এ. মিরকিন দ্বারা তৈরি একটি শব্দ। ক্ষেত্রটি SNA-তে ফোকাস করে, যা মিরকিন দ্বারা উদ্ভাবিত হয়েছিল।

“বড়, জটিল ওষুধের হাজার হাজার ভেরিয়েবল রয়েছে যা ভ্যাকসিনকে সংজ্ঞায়িত করে,” মিরকিন বলেছেন, যিনি গবেষণার নেতৃত্ব দিয়েছেন। “স্ট্রাকচারাল ন্যানোমেডিসিনের প্রতিশ্রুতি হল অগণিত সম্ভাবনা থেকে সেই কনফিগারেশনগুলি সনাক্ত করতে সক্ষম হওয়া যা সর্বাধিক কার্যকারিতা এবং সর্বনিম্ন বিষাক্ততার দিকে পরিচালিত করে। অন্য কথায়, আমরা নীচে থেকে আরও ভাল ওষুধ তৈরি করতে পারি।”

মিরকিন হলেন উত্তর-পশ্চিমাঞ্চলের রসায়ন, রাসায়নিক এবং জৈবিক প্রকৌশল, বায়োমেডিকেল ইঞ্জিনিয়ারিং, উপাদান বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল এবং মেডিসিনের জর্জ বি. রাথমান অধ্যাপক। তিনি ওয়েইনবার্গ কলেজ অফ আর্টস অ্যান্ড সায়েন্সেস, ম্যাককর্মিক স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং এবং নর্থওয়েস্টার্ন ইউনিভার্সিটি ফেইনবার্গ স্কুল অফ মেডিসিনে নিয়োগ করেছেন। এছাড়াও তিনি ইন্টারন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ ন্যানোটেকনোলজি পরিচালনা করেন এবং নর্থওয়েস্টার্ন ইউনিভার্সিটির রবার্ট এইচ লুরি কমপ্রিহেনসিভ ক্যান্সার সেন্টারের সদস্য। তিনি ফিনবার্গের মেডিসিনের অধ্যাপক এবং নর্থওয়েস্টার্ন মেডিসিনের হেড অ্যান্ড নেক ক্যান্সার প্রোগ্রামের মেডিকেল অনকোলজির পরিচালক ডঃ জোচেন লর্চের সাথে গবেষণার সহ-নেতৃত্ব করেন।

প্রথাগত ভ্যাকসিন মিশ্রণ পদ্ধতির বাইরে চলে যাওয়া

প্রথাগত ভ্যাকসিনের বিকাশে প্রায়শই সুনির্দিষ্ট কাঠামোগত নিয়ন্ত্রণ ছাড়াই মূল উপাদানগুলিকে একত্রিত করা জড়িত থাকে। ক্যান্সার ইমিউনোথেরাপিতে, অ্যান্টিজেন নামক টিউমার থেকে প্রাপ্ত অণুগুলিকে প্রতিরোধক উদ্দীপক যৌগগুলির সাথে একত্রিত করা হয় যা সহায়ক হিসাবে পরিচিত। এগুলি একসাথে মিশ্রিত করা হয় এবং একটি একক সূত্র হিসাবে পরিচালিত হয়।

মিরকিন এটিকে “ব্লেন্ডার পদ্ধতি” হিসাবে বর্ণনা করেছেন, যেখানে উপাদানগুলির সংজ্ঞায়িত সংগঠনের অভাব রয়েছে।

“আপনি যদি গত কয়েক দশক ধরে ওষুধগুলি কীভাবে বিকশিত হয়েছে তা দেখেন, আমরা ভালভাবে সংজ্ঞায়িত ছোট অণু থেকে আরও জটিল কিন্তু কম কাঠামোগত ওষুধে চলে এসেছি,” মিরকিন বলেছেন। “COVID-19 ভ্যাকসিনগুলি একটি সুন্দর উদাহরণ – কোন দুটি কণা একরকম নয়। যদিও খুব কার্যকর এবং অত্যন্ত দরকারী, আমরা আরও ভাল করতে পারি, এবং, সবচেয়ে কার্যকর ক্যান্সার ভ্যাকসিন তৈরি করতে, আমাদের অবশ্যই তা করতে হবে।”

মিরকিনের গবেষণাগার থেকে গবেষণা দেখায় যে সতর্কতার সাথে ডিজাইন করা ন্যানোস্কেল কাঠামোতে অ্যান্টিজেন এবং সহায়ক ব্যবস্থা করা ফলাফলগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে। সঠিকভাবে কনফিগার করা হলে, একই উপাদানগুলি অসংগঠিত মিশ্রণের তুলনায় কম বিষাক্ততার সাথে শক্তিশালী প্রভাব প্রদান করতে পারে।

দলটি ইতিমধ্যে মেলানোমা, ট্রিপল নেতিবাচক স্তন ক্যান্সার, কোলন ক্যান্সার, প্রোস্টেট ক্যান্সার এবং মার্কেল সেল কার্সিনোমা লক্ষ্য করে এসএনএ ভ্যাকসিন ডিজাইন করতে এই কাঠামোগত ন্যানোমেডিসিন কৌশলটি ব্যবহার করেছে। এই প্রার্থীরা প্রিক্লিনিকাল স্টাডিতে উত্সাহজনক ফলাফল দেখিয়েছে, এবং সাতটি এসএনএ-ভিত্তিক ওষুধ বিভিন্ন রোগের জন্য মানব ক্লিনিকাল ট্রায়ালগুলিতে অগ্রসর হয়েছে। 1,000 টিরও বেশি বাণিজ্যিক পণ্যের মধ্যে SNA অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে।

এইচপিভি ক্যান্সারের বিরুদ্ধে CD8 T কোষের প্রতিক্রিয়া শক্তিশালী করা

নতুন গবেষণায়, গবেষকরা মানব প্যাপিলোমাভাইরাস বা এইচপিভি দ্বারা সৃষ্ট ক্যান্সারের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছেন। HPV বেশিরভাগ সার্ভিকাল ক্যান্সার এবং মাথা ও ঘাড়ের ক্যান্সারের ক্রমবর্ধমান শতাংশের জন্য দায়ী। যদিও প্রতিরোধমূলক এইচপিভি ভ্যাকসিনগুলি সংক্রমণ প্রতিরোধ করতে পারে, তারা ইতিমধ্যেই বিকশিত ক্যান্সারের চিকিৎসা করে না।

এই প্রয়োজন মেটাতে, দলটি CD8 “হত্যাকারী” T কোষগুলিকে সক্রিয় করার জন্য ডিজাইন করা থেরাপিউটিক ভ্যাকসিন তৈরি করেছে, যা ইমিউন সিস্টেমের সবচেয়ে শক্তিশালী ক্যান্সার-লড়াই কোষ। প্রতিটি ন্যানো পার্টিকেলে একটি লিপিড কোর, ইমিউন অ্যাক্টিভেটিং ডিএনএ এবং টিউমার কোষে ইতিমধ্যে উপস্থিত একটি এইচপিভি প্রোটিনের একটি ছোট টুকরো থাকে।

ভ্যাকসিনের প্রতিটি সংস্করণে একই উপাদান রয়েছে। একমাত্র পরিবর্তনশীলটি ছিল এইচপিভি থেকে প্রাপ্ত পেপটাইড বা অ্যান্টিজেনের অবস্থান এবং অভিযোজন। গবেষকরা তিনটি ডিজাইন পরীক্ষা করেছেন। একটিতে, পেপটাইড একটি ন্যানো পার্টিকেলের ভিতরে লুকিয়ে ছিল। অন্য দুটিতে, এটি পৃষ্ঠে প্রদর্শিত হয়েছিল। পৃষ্ঠের সংস্করণগুলির জন্য, পেপটাইড এন টার্মিনাস বা সি টার্মিনাসে সংযুক্ত ছিল, একটি সূক্ষ্ম পার্থক্য যা রোগ প্রতিরোধক কোষগুলি কীভাবে চিনতে এবং প্রক্রিয়া করে তা প্রভাবিত করতে পারে।

যে বৈকল্পিকটি এন-টার্মিনাসের মাধ্যমে সংযুক্ত পৃষ্ঠে অ্যান্টিজেন উপস্থাপন করেছিল তা শক্তিশালী ইমিউন প্রতিক্রিয়া তৈরি করেছিল। এটি আট গুণ বেশি ইন্টারফেরন-গামাকে ট্রিগার করে, একটি গুরুত্বপূর্ণ অ্যান্টি-টিউমার সংকেত যা ঘাতক টি কোষ দ্বারা প্রকাশিত হয়। এই টি কোষগুলি এইচপিভি-পজিটিভ ক্যান্সার কোষ ধ্বংস করতে অনেক বেশি কার্যকর ছিল। মানবীকৃত মাউস মডেলগুলিতে, টিউমার বৃদ্ধি উল্লেখযোগ্যভাবে ধীর হয়ে যায়। এইচপিভি-পজিটিভ ক্যান্সার রোগীদের টিউমার নমুনায়, ক্যান্সার কোষ হত্যা দ্বিগুণ থেকে তিনগুণ বেড়েছে।

“এই প্রভাব নতুন উপাদান যোগ বা ডোজ বৃদ্ধি থেকে আসেনি,” Lorch বলেন. “এটি একই উপাদানগুলিকে আরও ভালভাবে উপস্থাপন করার ফলে আসে। ইমিউন সিস্টেম অণুর জ্যামিতির প্রতি সংবেদনশীল। আমরা কীভাবে এসএনএ-তে অ্যান্টিজেন সংযুক্ত করি তা অনুকূল করে, ইমিউন কোষগুলি এটিকে আরও দক্ষতার সাথে প্রক্রিয়া করে।”

নির্ভুলতা এবং এআই সহ ক্যান্সারের ভ্যাকসিনগুলিকে পুনরায় ডিজাইন করা

মিরকিন এখন আগের ভ্যাকসিন প্রার্থীদের পুনরায় পরীক্ষা করার পরিকল্পনা করেছেন, যা কার্যকারিতা দেখিয়েছে কিন্তু রোগীদের মধ্যে যথেষ্ট শক্তিশালী প্রতিরোধ ক্ষমতা তৈরি করতে ব্যর্থ হয়েছে। ন্যানোস্কেল কাঠামো সরাসরি ইমিউনোজেনিসিটিকে প্রভাবিত করে তা প্রদর্শন করে, এই গবেষণাটি বিদ্যমান উপাদানগুলি ব্যবহার করে থেরাপিউটিক ক্যান্সার ভ্যাকসিন উন্নত করার জন্য একটি কাঠামো প্রদান করে। এই কৌশলটি বৃদ্ধির গতি এবং খরচ কমাতে পারে।

তিনি আরও ভবিষ্যদ্বাণী করেছেন যে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ভ্যাকসিন ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার হয়ে উঠবে। মেশিন লার্নিং সিস্টেমগুলি সবচেয়ে কার্যকর ব্যবস্থাগুলি সনাক্ত করতে দ্রুত প্রচুর সংখ্যক কাঠামোগত সমন্বয় বিশ্লেষণ করতে পারে।

“এই পদ্ধতিটি আমরা যেভাবে ভ্যাকসিন তৈরি করি তা পরিবর্তন করার জন্য প্রস্তুত,” মিরকিন বলেছিলেন। “আমরা সম্পূর্ণরূপে গ্রহণযোগ্য ভ্যাকসিন উপাদানগুলিকে বাতিল করে দিয়েছি কারণ সেগুলি ভুল কনফিগারেশনে ছিল৷ আমরা তাদের কাছে ফিরে যেতে পারি এবং পুনর্গঠন করতে পারি এবং সেগুলিকে শক্তিশালী ওষুধে পরিণত করতে পারি৷ কাঠামোগত ন্যানোমেডিসিনের পুরো ধারণাটি ট্র্যাকে ঘুরতে থাকা একটি প্রধান ট্রেন৷ আমরা দেখিয়েছি যে কাঠামোটি গুরুত্বপূর্ণ – ধারাবাহিকভাবে এবং ব্যতিক্রম ছাড়া।”

গবেষণা, “গঠনগতভাবে সংজ্ঞায়িত বৃত্তাকার নিউক্লিক অ্যাসিড ভ্যাকসিনগুলিতে E711-19 বসানো এবং অভিযোজন সরাসরি CD8+ T কোষের প্রতিক্রিয়া,” ন্যাশনাল ক্যান্সার ইনস্টিটিউট (পুরষ্কার নম্বর R01CA257926 এবং R01CA275430), লেফকোফস্কি ফ্যামিলি ফাউন্ডেশন, এবং ক্যানরিভ কম্পানিভ ইউনিভার্সিটির নর্থরে রবার্টস সেন্টার।