गंभीर तीव्र श्वसन सिंड्रोम कोरोनावायरस 2 (SARS-CoV-2) संक्रमण के कारण, कोरोनावायरस रोग 2019 (COVID-19) नैदानिक ​​प्रस्तुतियों और परिणामों की एक विस्तृत स्पेक्ट्रम प्रदर्शित करता है – स्पर्शोन्मुख से गंभीर या यहां तक ​​कि घातक। आज तक, वायरस 192 से अधिक देशों में फैल गया है, जिसमें 106 मिलियन से अधिक पुष्टि के मामले और 2.3 मिलियन से अधिक मौतें हुई हैं।

इस वायरस को प्रोटोटाइप मानव के लिए एक बहन क्लैड बनाने और गंभीर तीव्र श्वसन सिंड्रोम के रूप में पहचाना जाता है कोरोनावाइरस (SARS-CoVs)। कोरोनावीरस कवर्ड पॉजिटिव-स्ट्रैंड आरएनए वायरस का एक परिवार है जो कशेरुक को संक्रमित करता है। अत्यधिक रोगजनक मानव वायरस, SARS-CoV, जो 2003 में दिखाई दिया, और MERS-CoV (मध्य पूर्व श्वसन सिंड्रोम), जो 2012 में दिखाई दिया, एक ही परिवार के हैं।

पहले वायरल संक्रमणों के विस्तृत अध्ययन ने SARS-CoV-2 के खिलाफ टीका विकास की अभूतपूर्व गति में मदद की है। विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) द्वारा बताए अनुसार 240 से अधिक वैक्सीन उम्मीदवार वर्तमान में नैदानिक ​​और पूर्व-नैदानिक ​​विकास में हैं।

ट्रांसमेम्ब्रेन स्पाइक (एस) प्रोटीन वायरस की सतह को सजाता है और रिसेप्टर बंधन और झिल्ली संलयन के माध्यम से मेजबान सेल में इसके प्रवेश को सक्षम बनाता है। अपनी महत्वपूर्ण भूमिका के कारण, यह कोरोनोवायरस के टीकों के लिए प्रमुख एंटीजेनिक लक्ष्य बन गया है। संक्रमण के दौरान, एस प्रोटीन रिसेप्टर-बाइंडिंग टुकड़ा S1 और फ्यूजन टुकड़ा S2 सबयूनिट्स में समा जाता है; प्रोटीन का एक्टोडोमाइन छिड़काव संचलन में शामिल है।

अब, चीन में शोधकर्ताओं की एक टीम ने क्रमश: रिसेप्टर-बाइंडिंग डोमेन (RBD) ट्रिमर, S1 ट्रिमर, और एक्टोडोमैन (ECD) ट्रिमर सहित तीन SARS-CoV-2 नैनोपार्टिकल टीके विकसित किए हैं। ऐसा करने के लिए, उन्होंने फेरिटिन नैनोपार्टिकल स्व-असेंबली तकनीक का उपयोग किया है।

नैनोकणों के टीकों का निर्माण और अभिव्यक्ति। (ए) वैक्सीन घटकों के योजनाबद्ध जो RBD-Fe, S1-Fe और ECD-Fe थे। Fe: फेरिटिन, RBD: रिसेप्टर-बाइंडिंग डोमेन, ECD: एक्टोडोमैन। (बी) तीन टीकों के नैनोकणों के योजनाबद्ध। PyMOL सॉफ़्टवेयर का उपयोग विज़ुअलाइज़ेशन 14 के लिए किया गया था। (सी) एक RBD एंटीबॉडी का उपयोग करके रेशमकीट में तैयार उत्पादों का पश्चिमी धब्बा विश्लेषण। (डी) अभिव्यक्ति स्तर का मूल्यांकन करने के लिए एस प्रोटीन का एलिसा। ECD-Fe 287 ug / mL लार्वा हेमोलिम्फ के साथ, S1-Fe 468 ug / mL लार्वा हेमोलिम्फ के साथ, RBD-Fe 187 ug / mL लार्वा हेमोलिम्फ के साथ। (ई) टीईएम छवि और द्वि-आयामी (2 डी) पुनर्निर्माण ने प्रत्येक नैनोपार्टिकल के सफल संयोजन की पुष्टि की, आईईएम ने नैनोपार्टिकल की सतह पर एस प्रोटीन की पुष्टि की।

द स्टडी

एक पिछले में अध्ययन में प्रकाशित प्रकृति, अमेरिका स्थित शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन्फ्लूएंजा हेमगलगुटिनिन ट्रिमर के साथ एक स्व-संयोजन सिंथेटिक नैनोकण्टल वैक्सीन का निर्माण किया, जो कम खुराक के साथ इन्फ्लूएंजा वायरस प्रतिरक्षा की क्षमता और चौड़ाई में सुधार करता है।

इसी तरह, वर्तमान टीम – चीनी कृषि विज्ञान अकादमी, बीजिंग और रोग नियंत्रण और रोकथाम के लिए झेजियांग प्रांतीय केंद्र, चीन से – नेनोपार्टिकल वैक्सीन का उत्पादन करने के लिए BmNPV baculovirus अभिव्यक्ति प्रणाली, reBmBac का उपयोग किया।

वे इन नैनोकणों वाले टीकों का प्रदर्शन करते हैं, जो रेशम के कीड़ों में तैयार किए जाते हैं, चूहों में सुरक्षात्मक प्रतिरक्षा को प्रेरित करते हैं।

टीम ने यह भी प्रदर्शित किया कि इन मॉडलों को मौखिक रूप से (अर्थात इंजेक्शन के माध्यम से) और साथ ही मौखिक रूप से प्रशासित किया जा सकता है।

स्व-संयोजन नैनोकणों के टीकों की तैयारी

यह सर्वविदित है कि फेरिटिन-आधारित नैनोपार्टिकल टीके व्यापक स्पेक्ट्रम और निरंतर सुरक्षा के साथ उच्च प्रभावकारिता को प्रेरित करते हैं। शोधकर्ताओं ने इस्तेमाल किया बॉम्बेक्स मोरी बैकोलोवायरस एक्सप्रेशन सिस्टम (रिबैमैक) (रेशमकीट कोशिकाएं जो बैकोलोवायरस से संक्रमित होती हैं) नैनोकणों के टीकों को रेशमकीट में उच्च अभिव्यक्ति स्तरों के साथ तैयार करने के लिए। बैकोलोवायरस अभिव्यक्ति प्रणाली यूकेरियोटिक-व्युत्पन्न प्रोटीन की अभिव्यक्ति के लिए उपयुक्त है।

जैसा कि अध्ययन में दिखाया गया है, एस प्रोटीन के आरबीडी, एस 1 और ईसीडी अनुक्रमों के साथ संलयन-व्यक्त किया गया था हैलीकॉप्टर पायलॉरी क्रमशः एन-टर्मिनल पर फेरिटिन। रेशमकीट में पैदा होने वाला संलयन सबयूनिट्स, नैनोकणों की सतह पर प्रदर्शित किए गए एस ट्रिमर के साथ 24-मेर नैनोपार्टिकल्स में आत्म-इकट्ठे होते हैं।

फेरिटिन-आधारित नैनोपार्टिकल वैक्सीन की विकास रणनीति में, स्पाइक सबयूनिट्स को मूल रूप से ट्रिमर संरचना के रूप में नैनोपार्टिकल सतह पर वितरित किया जाता है। “

फेरिटिन नैनोपार्टिकल उल्लेखनीय थर्मल और रासायनिक स्थिरता प्रदर्शित करता है। इस अध्ययन में इस्तेमाल की जाने वाली विधि वैक्सीन नैनोपार्टिकल की तैयारी के लिए एक सरल तरीका है।

प्रतिसंतुलित प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया

शोधकर्ताओं ने इन तीनों नैनोकणों – ECD-Nano, S1-Nano और RBD-Nano – की BALB / c चूहों में, प्रधान और बढ़ावा देने के 14 दिन बाद मूल्यांकन किया। उन्होंने पाया कि संबंधित प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया संबंधित के मुकाबले मजबूत थी प्रतिजनों।

विशेष रूप से, मौखिक रूप से प्रशासित समूहों में एंटीबॉडी टाइटन सबकुछ प्रशासित समूहों की तुलना में थोड़ा कम था। शोधकर्ताओं ने इस नैनोपार्टिकल वैक्सीन के मौखिक मार्ग की सहनशीलता और सुरक्षा को भी स्थापित किया।

शोधकर्ताओं ने नैनोपार्टिकल वैक्सीन के खिलाफ चूहों में प्राप्त प्रभावी एंटीबॉडी प्रतिक्रियाओं का परीक्षण किया। एक मुखर विश्लेषण का उपयोग करते हुए, उन्होंने मूल्यांकन किया कि क्या सीरा प्रभावी है एंटीबॉडी को बेअसर करना SARS-CoV-2 संक्रमण के खिलाफ। उन्होंने स्थापित किया कि चूहों से एंटीसेरा में अलग-अलग नैनो-टीके के साथ प्रतिरक्षित एंटीबॉडी आरबीडी के मानव एंजियोटेंसिन-परिवर्तित एंजाइम 2 (एचसीएस 2) के बंधन को महत्वपूर्ण रूप से बाधित कर सकती हैं।

निष्कर्ष

इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि ईसीडी-नैनो चूहों में एकत्रित एंटीबॉडी कोशिकाओं में प्रामाणिक SARS-CoV-2 संक्रमण को रोक सकते हैं। इस अध्ययन में ECD-Nano वैक्सीन में RBD-Nano और S1-Nano की तुलना में अधिक एंटीजेनिक एपिटोप शामिल हैं, और इस प्रकार टीका विकास रणनीति के लिए एक उपयुक्त उम्मीदवार हो सकता है।

संभवतः फेरिटिन आत्म-संयोजन नैनोकणों की प्रकृति के कारण, मेजबान प्रतिरक्षा प्रणाली की एंटीजन कैप्चर और प्रस्तुति रणनीति के साथ एस सबयूनिट की संगतता में सुधार है।

शोधकर्ताओं का सुझाव है कि यह मॉडल “बड़े पैमाने पर पालतू जानवरों और खेती वाले जानवरों, विशेष रूप से आवारा जानवरों या जंगली जानवरों के टीकाकरण के लिए एक प्रभावी योजना का हिस्सा हो सकता है, ताकि संक्रमण के मध्यवर्ती स्रोत को खत्म किया जा सके और लंबे समय तक उत्परिवर्तन से बचा जा सके।” जानवरों में वायरस का संचरण। “

यह अध्ययन स्थिर, प्रभावी और सुरक्षित SARS-CoV-2 नैनोपार्टिकल वैक्सीन के एक सरल उत्पादन को अप-मापनीयता के साथ दिखाता है और इसकी उल्लेखनीय प्रभावकारिता को प्रदर्शित करता है। कम तापमान वाले स्टोरेज, उच्च लागत वाली उत्पादन सुविधाओं की आवश्यकता के बिना, COVID-19 महामारी को नियंत्रित करने के लिए इस टीके का डिज़ाइन और अध्ययन अत्यधिक महत्वपूर्ण है।

*महत्वपूर्ण सूचना

बायोरेक्सिव प्रारंभिक वैज्ञानिक रिपोर्टों को प्रकाशित करता है जो सहकर्मी-समीक्षा नहीं हैं और इसलिए, इसे निर्णायक, मार्गदर्शक नैदानिक ​​अभ्यास / स्वास्थ्य-संबंधी व्यवहार के रूप में नहीं माना जाना चाहिए, या स्थापित जानकारी के रूप में माना जाना चाहिए।