January 23, 2021

Passive immunity: Here’s how re-engineering antibodies may help in fight against Covid-19

Coronavirus (Representational image)

लाखों लोगों के साथ COVID-19 दुनिया भर में दर्ज मामलों में, लोग यह पता लगाने के लिए एंटीबॉडी परीक्षणों की ओर रुख कर रहे हैं कि क्या वे कोरोनोवायरस के संपर्क में हैं जो बीमारी का कारण बनते हैं।

एंटीबॉडी परीक्षण एंटीबॉडी की उपस्थिति के लिए देखते हैं, जो संक्रमण के जवाब में बनाए गए विशिष्ट प्रोटीन हैं। एंटीबॉडी रोग विशिष्ट हैं। उदाहरण के लिए, खसरा एंटीबॉडी आपको खसरा होने से बचाएगी यदि आप इसे फिर से उजागर कर रहे हैं, लेकिन वे आपको कण्ठमाला के संपर्क में नहीं आने देंगे।

“एंटीबॉडीज महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे संक्रमण को रोकते हैं और बीमारियों से प्रभावित रोगियों को चंगा करते हैं,” वाशिंगटन डीसी में अमेरिका के कैथोलिक विश्वविद्यालय के एक शोधकर्ता विक्टर पैडीला-सांचेज़ ने कहा।

“अगर हमारे पास एंटीबॉडीज हैं, तो हम बीमारी से प्रतिरक्षित हैं, जब तक वे आपके सिस्टम में हैं, आप सुरक्षित हैं। यदि आपके पास एंटीबॉडी नहीं हैं, तो संक्रमण बढ़ता है और महामारी जारी रहती है, ”सांचेज़ ने कहा।

विदेशी-एंटीबॉडी-आधारित संरक्षण के इस रूप को निष्क्रिय प्रतिरक्षा कहा जाता है – अल्पकालिक प्रतिरक्षा प्रदान की जाती है जब किसी व्यक्ति को अपने स्वयं के प्रतिरक्षा प्रणाली के माध्यम से इन एंटीबॉडी का उत्पादन करने के बजाय किसी बीमारी के लिए एंटीबॉडी दिया जाता है।

“हम अभी इसके शुरुआती चरणों में हैं, और यह वह जगह है जहाँ मैं उम्मीद कर रहा हूँ कि मेरा काम मदद कर सकता है,” पडिला-सांचेज़ ने कहा।

Padilla-Sanchez वायरस में माहिर हैं। विशेष रूप से, वह आणविक स्तर पर वायरस की संरचना को समझने के लिए कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करता है और इस जानकारी का उपयोग करके यह पता लगाने की कोशिश करता है कि वायरस कैसे कार्य करता है।

गंभीर तीव्र श्वसन सिंड्रोम (SARS) 21 वीं सदी में पहचाना गया पहला नया संक्रामक रोग था। यह श्वसन बीमारी नवंबर 2002 में चीन के गुआंगडोंग प्रांत में उत्पन्न हुई। विश्व स्वास्थ्य संगठन ने इस नए कोरोनावायरस (SARS-CoV) की पहचान उस एजेंट के रूप में की, जो फैलने का कारण बना।

अब हम एक और नए कोरोनोवायरस (SARS-CoV-2) के मध्य में हैं, जो 2019 में वुहान, चीन में उभरा है। COVID-19, SARS-CoV-2 के कारण होने वाली बीमारी, तेजी से फैलने वाली महामारी बन गई है। दुनिया के अधिकांश देशों में पहुँच गया है। जुलाई 2020 तक, COVID-19 ने 630,000 से अधिक मौतों के साथ दुनिया भर में 15.5 मिलियन से अधिक लोगों को संक्रमित किया है।

आज तक, बीमारी से लड़ने के लिए कोई टीके या चिकित्सीय नहीं हैं।

चूंकि दोनों बीमारियां (SARS-CoV और SARS-CoV-2) एक ही स्पाइक प्रोटीन साझा करती हैं, इसलिए प्रवेश कुंजी जो वायरस को मानव कोशिकाओं में ले जाने की अनुमति देती है, Padilla-Sanchez का विचार 2002 में पहले प्रकोप में पाए जाने वाले एंटीबॉडी को लेना था – 80R और m396 – और वर्तमान COVID-19 वायरस को फिट करने के लिए उन्हें पुन: प्रस्तुत करना।

ऑनलाइन जर्नल, रिसर्च आइडियाज एंड आउटकल्स में जून 2020 के एक अध्ययन में कंप्यूटर सिमुलेशन के माध्यम से इस समस्या को उजागर करने के लिए पडिला-सांचेज के प्रयासों का वर्णन किया गया है। उन्होंने पाया कि अनुक्रम अंतर 80R और m396 को COVID -19 से बांधने से रोकता है।

“यह समझते हुए कि 80R और m396 SARS-CoV-2 स्पाइक प्रोटीन से क्यों नहीं बंधे, नए एंटीबॉडीज को प्रभावी बनाने के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकते हैं,” पडिला-सांचेज़ ने कहा। “80r और m396 एंटीबॉडी के उत्परिवर्तित संस्करण का उत्पादन किया जा सकता है और रोग से लड़ने और संक्रमण को रोकने के लिए एक चिकित्सीय के रूप में प्रशासित किया जा सकता है।”

उनके डॉकिंग प्रयोगों से पता चला कि 80R और m396 में अमीनो एसिड प्रतिस्थापन में एंटीबॉडी और SARS-CoV-2 के बीच बाध्यकारी इंटरैक्शन बढ़ाना चाहिए, वायरस को बेअसर करने के लिए नए एंटीबॉडी प्रदान करते हैं।

“अब, मुझे इसे प्रयोगशाला में साबित करने की आवश्यकता है,” उन्होंने कहा।

अपने शोध के लिए, पाडिला-सांचेज़ ने चरम विज्ञान और इंजीनियरिंग डिस्कवरी पर्यावरण (XSEDE) के माध्यम से आवंटित सुपरकंप्यूटिंग संसाधनों पर भरोसा किया। XSEDE राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित एक एकल आभासी प्रणाली है जिसका उपयोग वैज्ञानिकों ने अंतःक्रियात्मक संसाधनों, डेटा और विशेषज्ञता को साझा करने के लिए किया है।

टेक्सास एडवांस्ड कंप्यूटिंग सेंटर (TACC) और पिट्सबर्ग सुपरकंप्यूटर सेंटर में XSEDE- स्टैम्पेडेड 2 और ब्रिज सिस्टम ने डॉकिंग प्रयोगों, मैक्रोलेक्युलर असेंबली और बड़े पैमाने पर विश्लेषण और विज़ुअलाइज़ेशन का समर्थन किया।

“XSEDE संसाधन इस शोध के लिए आवश्यक थे,” पाडिला-सांचेज़ ने कहा।

उन्होंने Rosetta सॉफ्टवेयर सूट का उपयोग करके Stampede2 पर डॉकिंग प्रयोगों को चलाया, जिसमें कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग और प्रोटीन संरचनाओं के विश्लेषण के लिए एल्गोरिदम शामिल हैं। सॉफ्टवेयर वस्तुतः प्रोटीन को बांधता है और फिर प्रत्येक बाध्यकारी प्रयोग के लिए एक अंक प्रदान करता है।

“यदि आप एक अच्छी डॉकिंग स्थिति पाते हैं, तो आप सिफारिश कर सकते हैं कि यह नया, उत्परिवर्तित एंटीबॉडी उत्पादन के लिए जाना चाहिए,” सांचेज़ ने कहा।

TACC का फ्रोंटेरा सुपरकंप्यूटर, दुनिया का 8 वां सबसे शक्तिशाली सुपरकंप्यूटर और विश्वविद्यालय परिसर का सबसे तेज सुपर कंप्यूटर भी पडिला-सांचेज को महत्वपूर्ण मदद प्रदान करता है। उन्होंने अत्यधिक उच्च-रिज़ॉल्यूशन विज़ुअलाइज़ेशन उत्पन्न करने के लिए फ्रोंटेरा पर चिमेरा सॉफ्टवेयर का उपयोग किया। वहां से, उन्होंने अपने बड़े मेमोरी नोड्स के कारण काम को ब्रिजेस में स्थानांतरित कर दिया।

“बहुत बड़े डेटा का आयात करते समय फ्रोंटेरा का शानदार प्रदर्शन है। हम आमतौर पर सिर्फ प्रोटीन इंटरैक्शन को देखने में सक्षम होते हैं, लेकिन फ्रोंटेरा और ब्रिजेस के साथ, हम कंप्यूटर में पूर्ण संक्रमण प्रक्रियाओं का अध्ययन करने में सक्षम थे, ”उन्होंने कहा। पाडिला-सांचेज के निष्कर्षों का परीक्षण गीली प्रयोगशाला में किया जाएगा। उस चरण के सफलतापूर्वक पूरा होने पर, उसका कार्य मानव परीक्षणों के लिए आगे बढ़ सकता है।

वर्तमान में, दुनिया भर में विभिन्न लैब पहले से ही टीकों का परीक्षण कर रहे हैं।

“अगर हमें निकट भविष्य में वैक्सीन नहीं मिलती है, तो हमारे पास अभी भी निष्क्रिय प्रतिरक्षा है, जो कई महीनों तक संक्रमण को रोक सकता है जब तक कि आपके पास एंटीबॉडी हैं,” पडिला-सांचेज़ ने कहा। “बेशक, एक टीका सबसे अच्छा परिणाम है। हालांकि, महामारी के लिए राहत प्रदान करने में निष्क्रिय प्रतिरक्षा एक तेज़ ट्रैक हो सकती है, ”पदिला-सांचेज़ ने कहा।

(यह कहानी तार एजेंसी फ़ीड से पाठ में संशोधन के बिना प्रकाशित की गई है। केवल शीर्षक बदल दिया गया है।)

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