लैब में परीक्षण, वायरस जैसे डीएनए की संरचनाओं के साथ लेपित वायरल प्रोटीन भड़काने के लिए एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में मानव बी कोशिकाओं-ScienceDaily


तह करके डीएनए में एक वायरस की तरह संरचना, एमआईटी के शोधकर्ताओं ने तैयार किया है एचआईवी-कणों की तरह भड़काने कि एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया से मानव प्रतिरक्षा कोशिकाओं में उगाया एक प्रयोगशाला डिश है । इस तरह के कणों हो सकता है अंत में इस्तेमाल किया जा सकता के रूप में एक एचआईवी टीका.

डीएनए कणों, जो बारीकी से नकल के आकार और आकार के वायरस, के साथ लेपित हैं एचआईवी प्रोटीन, या एंटीजन, व्यवस्था में सटीक पैटर्न बनाया गया भड़काने के लिए एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया है. शोधकर्ताओं ने अब कर रहे हैं पर काम करने की आदत डाल इस दृष्टिकोण को विकसित करने के लिए एक संभावित टीके के लिए सार्स-CoV-2, और वे यह आशा कर सकता है के लिए काम की एक विस्तृत विविधता वायरल रोगों.

“किसी न किसी तरह डिजाइन नियम है कि शुरू कर रहे हैं से बाहर आने के लिए यह काम किया जाना चाहिए सामान्य रूप से लागू पार रोग एंटीजन और रोगों कहते हैं,” डेरेल इरविन, जो अंडरवुड-प्रेस्कॉट प्रोफेसर के साथ नियुक्तियों के विभागों में जैविक इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग; एक सहयोगी निर्देशक के एमआईटी कॉख संस्थान के लिए एकीकृत कैंसर अनुसंधान, और के एक सदस्य Ragon संस्थान के MGH, एमआईटी और हार्वर्ड.

इरविन और मार्क स्नान, एक एमआईटी के प्रोफेसर जैविक और इंजीनियरिंग के एक एसोसिएट सदस्य के ब्रॉड संस्थान एमआईटी और हार्वर्ड हैं, वरिष्ठ अध्ययन के लेखक, जो प्रकट होता है आज में प्रकृति नैनो. कागज के प्रमुख लेखक हैं पूर्व एमआईटी postdocs Rémi Veneziano और टायसन मॉयर.

डीएनए डिजाइन

क्योंकि डीएनए अणु कर रहे हैं अत्यधिक प्रोग्राम है, वैज्ञानिकों का काम कर रहा है के बाद से 1980 के दशक के तरीकों पर डिजाइन करने के लिए डीएनए अणु किया जा सकता है कि दवा वितरण के लिए और कई अन्य अनुप्रयोगों, सबसे हाल ही में एक तकनीक का उपयोग कर बुलाया डीएनए origami आविष्कार किया गया था कि 2006 में पॉल Rothemund कालटेक के.

2016 में, स्नान की प्रयोगशाला में विकसित एक एल्गोरिथ्म है कि कर सकते हैं स्वचालित रूप से डिजाइन और निर्माण मनमाने ढंग से तीन आयामी वायरस की तरह आकार का उपयोग डीएनए origami. इस विधि प्रदान करता है पर सटीक नियंत्रण की संरचना में सिंथेटिक डीएनए की अनुमति देता है, शोधकर्ताओं के लिए अनुलग्न की एक किस्म के अणुओं, इस तरह के रूप में वायरल एंटीजन, विशिष्ट स्थानों पर.

“डीएनए की संरचना की तरह एक pegboard जहां एंटीजन संलग्न किया जा सकता है किसी भी स्थिति में,” स्नान कहते हैं । “इन वायरस की तरह कणों अब हमें सक्षम करने के लिए प्रकट मौलिक आणविक सिद्धांतों की प्रतिरक्षा सेल मान्यता के लिए पहली बार है.”

प्राकृतिक वायरस नैनोकणों के साथ एंटीजन arrayed पर कण की सतह, और यह सोचा है कि प्रतिरक्षा प्रणाली (विशेष रूप से बी कोशिकाओं) विकसित किया गया है करने के लिए कुशलता से पहचान इस तरह के कण एंटीजन. टीके अब कर रहे हैं विकसित किया जा रहा है की नकल करने के लिए प्राकृतिक वायरल संरचनाओं, और इस तरह के नैनो पार्टिकल टीके विश्वास कर रहे हैं होना करने के लिए उत्पादन में बहुत प्रभावी एक बी सेल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया कर रहे हैं क्योंकि वे सही आकार के लिए किया जा करने के लिए लसीका वाहिकाओं है, जो उन्हें सीधे भेजने के लिए बी कोशिकाओं में लिम्फ नोड्स के साथ है । कणों कर रहे हैं, यह भी सही आकार के साथ बातचीत करने के लिए बी कोशिकाओं और पेश कर सकते हैं एक घने सरणी के वायरल कणों.

हालांकि, निर्धारण का अधिकार कण आकार, के बीच की रिक्ति एंटीजन, और संख्या के एंटीजन प्रति कण बेहतर करने के लिए प्रोत्साहित बी कोशिकाओं (जो करने के लिए बाध्य लक्ष्य एंटीजन के माध्यम से उनके बी सेल रिसेप्टर्स) एक चुनौती रहा है. स्नान और इरविन बाहर सेट के लिए इन का उपयोग डीएनए scaffolds की नकल करने के लिए इस तरह के वायरल और टीका कण संरचनाओं की खोज की उम्मीद में सबसे अच्छा कण डिजाइन के लिए बी सेल सक्रियण ।

“वहाँ है में ब्याज की एक बहुत का उपयोग वायरस की तरह कण संरचनाओं, जहां आप ले एक टीका एंटीजन और सरणी की सतह पर यह एक कण, ड्राइव करने के लिए इष्टतम बी सेल प्रतिक्रिया,” इरविन कहते हैं. “हालांकि, नियमों के लिए कैसे डिजाइन करने के लिए है कि प्रदर्शित कर रहे हैं वास्तव में अच्छी तरह से नहीं समझा जाता है।”

अन्य शोधकर्ताओं की कोशिश की है बनाने के लिए सबयूनिट टीके का उपयोग कर के अन्य प्रकार के सिंथेटिक कणों, इस तरह के रूप में पॉलिमर, liposomes, या स्व-संयोजन प्रोटीन, लेकिन उन लोगों के साथ सामग्री, यह संभव नहीं है को नियंत्रित करने के लिए प्लेसमेंट के वायरल प्रोटीन के रूप में ठीक के रूप में के साथ डीएनए origami.

इस अध्ययन के लिए, शोधकर्ताओं ने बनाया आइसाहेड्रल कणों के साथ एक समान आकार और आकार के रूप में एक विशिष्ट वायरस. वे संलग्न एक इंजीनियर एचआईवी प्रतिजन के लिए संबंधित gp120 प्रोटीन पाड़ करने के लिए की एक किस्म पर दूरी और घनत्व. उनके आश्चर्य करने के लिए, वे पाया है कि टीके का उत्पादन किया है कि सबसे मजबूत प्रतिक्रिया बी सेल के हिमायती थे, जरूरी नहीं कि उन है कि पैक के एंटीजन के रूप में बारीकी से संभव के रूप में पाड़ पर सतह.

“यह अक्सर माना जाता है कि उच्च प्रतिजन घनत्व, बेहतर है, कि इस विचार के साथ लाने के बी सेल रिसेप्टर्स के रूप में एक साथ करीब के रूप में संभव ड्राइव क्या है संकेत. हालांकि, प्रयोगात्मक परिणाम है, जो बहुत था स्पष्ट था, कि वास्तव में निकटतम संभव रिक्ति हम बना सकता है सबसे अच्छा नहीं था. और, और के रूप में आप को चौड़ा के बीच की दूरी दो एंटीजन, संकेत वृद्धि हुई है,” इरविन कहते हैं.

निष्कर्षों से यह अध्ययन करने के लिए संभावित गाइड एचआईवी टीके के विकास के रूप में, एचआईवी प्रतिजन इन अध्ययनों में प्रयुक्त है, वर्तमान में परीक्षण किया जा रहा है एक नैदानिक परीक्षण में मानव में, का उपयोग कर एक प्रोटीन के नैनो पार्टिकल पाड़.

अपने डेटा के आधार पर, एमआईटी के शोधकर्ताओं के साथ काम किया Jayajit दास, एक प्रोफेसर के इम्यूनोलॉजी और सूक्ष्म जीव विज्ञान में ओहियो राज्य विश्वविद्यालय, करने के लिए एक मॉडल विकसित करने के लिए समझाने के लिए क्यों अधिक से अधिक के बीच दूरी एंटीजन बेहतर परिणाम का उत्पादन. जब एंटीजन के लिए बाध्य रिसेप्टर्स की सतह पर बी कोशिकाओं, सक्रिय रिसेप्टर्स crosslink एक दूसरे के साथ सेल के अंदर बढ़ाने, उनकी प्रतिक्रिया है । हालांकि, मॉडल है कि पता चलता है, तो एंटीजन भी बंद कर रहे हैं एक साथ, इस प्रतिक्रिया कम हो गई है.

से परे एचआईवी

हाल के महीनों में, स्नान प्रयोगशाला बनाया गया है एक संस्करण के इस टीके के साथ हारून श्मिट और डैनियल Lingwood प्रयोगशालाओं में Ragon संस्थान में है, जो वे बाहर बदली एचआईवी एंटीजन के लिए एक प्रोटीन की सतह पर पाया सार्स-CoV-2 वायरस. वे अब कर रहे हैं कि क्या परीक्षण में इस टीके का उत्पादन होगा एक प्रभावी प्रतिक्रिया के खिलाफ coronavirus सार्स-CoV-2 में पृथक बी कोशिकाओं और चूहों में.

“हमारे मंच प्रौद्योगिकी की अनुमति देता है आप आसानी से बाहर स्वैप अलग सबयूनिट एंटीजन और पेप्टाइड्स से वायरस के विभिन्न प्रकार के परीक्षण करने के लिए कि क्या वे कर सकते हैं संभावित रूप से हो सकता है कार्यात्मक के रूप में टीके,” स्नान कहते हैं ।

क्योंकि इस दृष्टिकोण के लिए अनुमति देता एंटीजन से अलग करने के लिए वायरस पर किया जा सकता है एक ही डीएनए पाड़, यह संभव हो सकता करने के लिए डिजाइन वेरिएंट लक्ष्य है कि कई प्रकार के coronaviruses सहित, अतीत और संभावित भविष्य के वेरिएंट है कि उभर सकता है, शोधकर्ताओं का कहना है.



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