डीएनए और एमआरएनए टीके

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मार्टिना फीचर ने इंसब्रुक में एक वैकल्पिक विषय फार्मेसी के साथ जीव विज्ञान का अध्ययन किया और खुद को औषधीय पौधों की दुनिया में भी डुबो दिया। वहाँ से यह अन्य चिकित्सा विषयों तक दूर नहीं था जो आज भी उसे मोहित करते हैं। उन्होंने हैम्बर्ग में एक्सल स्प्रिंगर अकादमी में एक पत्रकार के रूप में प्रशिक्षण लिया और 2007 से नेटडॉक्टर के लिए काम कर रही हैं - पहली बार एक संपादक के रूप में और 2012 से एक स्वतंत्र लेखक के रूप में।

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डीएनए और एमआरएनए टीके नई पीढ़ी के टीकों का प्रतिनिधित्व करते हैं। वे प्रसिद्ध जीवित और मृत टीकों की तुलना में पूरी तरह से अलग तरीके से काम करते हैं। पता लगाएं कि यह कैसा दिखता है और डीएनए और एमआरएनए टीके उनके साथ क्या फायदे और संभावित जोखिम लाते हैं!

एमआरएनए और डीएनए टीके क्या हैं?

तथाकथित एमआरएनए टीके (संक्षिप्त: आरएनए टीके) और डीएनए टीके जीन-आधारित टीकों के नए वर्ग से संबंधित हैं। कई वर्षों से उनका गहन शोध और परीक्षण किया गया है। कोरोना महामारी के मद्देनजर पहली बार मनुष्यों के प्रतिरक्षण के लिए mRNA के टीकों को मंजूरी दी गई थी। उनकी क्रिया का सिद्धांत पिछले सक्रिय अवयवों से भिन्न होता है।

क्लासिक जीवित और मृत टीके कमजोर या मारे गए या निष्क्रिय रोगजनकों या उनके कुछ हिस्सों को शरीर में लाते हैं।प्रतिरक्षा प्रणाली इन विदेशी पदार्थों के खिलाफ विशिष्ट एंटीबॉडी बनाकर प्रतिक्रिया करती है, जिन्हें एंटीजन के रूप में जाना जाता है। टीका लगाया गया व्यक्ति तब प्रश्न में रोगज़नक़ के लिए एक प्रतिरक्षा विकसित करता है।

नए जीन-आधारित टीके (डीएनए और एमआरएनए वैक्सीन) अलग हैं: वे केवल मानव कोशिकाओं में रोगज़नक़ प्रतिजनों के आनुवंशिक खाका की तस्करी करते हैं। कोशिकाएं इन निर्देशों का उपयोग स्वयं एंटीजन को इकट्ठा करने के लिए करती हैं, जो तब एक विशिष्ट प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर करती हैं। संक्षेप में: जीन-आधारित टीकों के साथ, जटिल वैक्सीन उत्पादन का हिस्सा - एंटीजन का निष्कर्षण - प्रयोगशाला से मानव कोशिकाओं में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

डीएनए और एमआरएनए टीकों के अलावा, जीन-आधारित टीकों में तथाकथित वेक्टर टीके भी शामिल हैं।

डीएनए और एमआरएनए क्या हैं?

संक्षिप्त नाम डीएनए डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड के लिए है। यह मनुष्यों सहित अधिकांश जीवों में आनुवंशिक जानकारी का वाहक है। डीएनए चार बिल्डिंग ब्लॉक्स (बेस कहा जाता है) की एक डबल-स्ट्रैंडेड चेन है जो जोड़े में व्यवस्थित होती है - एक रस्सी की सीढ़ी के समान। आधार जोड़े की व्यवस्था ब्लूप्रिंट के लिए एक कोड है, जिसके आधार पर हजारों प्रोटीन का उत्पादन होता है। वे पूरे शरीर की संरचना और कार्य के लिए आधार हैं।

एक निश्चित प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए, कोशिका पहले डीएनए खंड की "प्रतिलिपि" बनाने के लिए एकल-फंसे हुए एमआरएनए (मैसेंजर राइबोन्यूक्लिक एसिड) के रूप में संबंधित असेंबली निर्देशों (जीन) के साथ कुछ एंजाइमों (पोलीमरेज़) का उपयोग करती है। इस प्रक्रिया को प्रतिलेखन कहा जाता है। एमआरएनए नाभिक को छोड़ देता है और कोशिका प्लाज्मा (साइटोप्लाज्म) में पढ़ा जाता है। इन असेंबली निर्देशों के आधार पर विचाराधीन प्रोटीन को इकट्ठा किया जाता है। प्रोटीन में आनुवंशिक ब्लूप्रिंट के इस "अनुवाद" को अनुवाद कहा जाता है।

डीएनए और एमआरएनए टीके कैसे काम करते हैं?

डीएनए टीकों में एक रोगज़नक़ में प्रतिजन के लिए डीएनए ब्लूप्रिंट (जीन) होता है। एमआरएनए वैक्सीन के मामले में, यह एंटीजन ब्लूप्रिंट पहले से ही एमआरएनए के रूप में उपलब्ध है। और डीएनए या एमआरएनए वैक्सीन का उपयोग करके टीकाकरण इस प्रकार काम करता है:

एमआरएनए वैक्सीन

एमआरएनए टीके में "नग्न" मौजूद हो सकता है। हालांकि, अनपैक्ड एमआरएनए बहुत संवेदनशील और नाजुक है। शरीर भी उन्हें जल्दी से तोड़ देता है, खासकर अगर टीके को मांसपेशियों में इंजेक्ट किया जाता है। इसलिए, mRNA कम से कम स्थिर होता है, उदाहरण के लिए विशेष प्रोटीन अणुओं द्वारा।

आमतौर पर, हालांकि, एक रोगज़नक़ प्रतिजन के लिए mRNA ब्लूप्रिंट एक पैकेज में होता है। एक ओर, यह नाजुक mRNA की रक्षा करता है और दूसरी ओर, यह शरीर की कोशिका में विदेशी आनुवंशिक सामग्री के अवशोषण की सुविधा प्रदान करता है। पैकेजिंग में शामिल हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, लिपिड नैनोकणों, या लघु के लिए एलएनपी (लिपिड = वसा)। कभी-कभी विदेशी एमआरएनए भी लिपोसोम में पैक किया जाता है। ये छोटे पुटिकाएं हैं जिनके अंदर एक जलीय चरण होता है, जो एक लिपिड बाईलेयर से घिरा होता है। यह खोल रासायनिक रूप से एक कोशिका झिल्ली जैसा दिखता है।

एक सेल में विदेशी एमआरएनए को लेने के बाद, इसे सीधे साइटोप्लाज्म में "पढ़ा" जाता है। कोशिका तब संबंधित रोगज़नक़ प्रोटीन (एंटीजन) का उत्पादन करती है और फिर इसे अपनी कोशिका की सतह पर प्रस्तुत करती है। प्रतिरक्षा प्रणाली तब विदेशी संरचना को पहचानती है और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया शुरू करती है। अन्य बातों के अलावा, शरीर अब उपयुक्त एंटीबॉडी का उत्पादन करता है। यह शरीर को "वास्तविक" संक्रमण की स्थिति में रोगज़नक़ के लिए जल्दी से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है। बदले में, टीकाकृत दूत आरएनए, अपेक्षाकृत जल्दी से फिर से टूट जाता है।

डीएनए वैक्सीन

एक रोगज़नक़ प्रतिजन का डीएनए ब्लूप्रिंट आमतौर पर पहले एक प्लास्मिड में बनाया जाता है जो गुणा नहीं कर सकता है। एक प्लास्मिड एक छोटा, गोलाकार डीएनए अणु होता है जो आमतौर पर बैक्टीरिया में पाया जाता है।

प्लास्मिड एंटीजन ब्लूप्रिंट के साथ शरीर की कोशिकाओं में प्रवेश करता है। कुछ डीएनए टीकों के साथ, यह इलेक्ट्रोपोरेशन द्वारा समर्थित है: पंचर साइट पर, सेल झिल्ली की पारगम्यता को संक्षेप में बढ़ाने के लिए संक्षिप्त विद्युत दालों का उपयोग किया जाता है ताकि विदेशी डीएनए जैसे बड़े अणु अधिक आसानी से गुजर सकें।

डीएनए-एंटीजन ब्लूप्रिंट को तब सेल न्यूक्लियस में एमआरएनए में स्थानांतरित किया जाता है। यह नाभिक को छोड़ देता है और साइटोप्लाज्म में संबंधित प्रतिजन में अनुवादित होता है। अक्सर यह रोगज़नक़ का सतही प्रोटीन होता है। फिर इसे कोशिका के खोल में बनाया जाता है। कोशिका की सतह पर यह विदेशी प्रोटीन अंततः दृश्य पर प्रतिरक्षा प्रणाली को बुलाता है। यह एक विशिष्ट रक्षा प्रतिक्रिया को बंद कर देता है। यदि टीका लगाया गया व्यक्ति वास्तविक रोगज़नक़ से संक्रमित हो जाता है, तो शरीर उससे तेज़ी से लड़ सकता है।

क्या टीके जोखिम बचाते हैं?

कुछ लोगों की मुख्य चिंता यह है कि एमआरएनए और डीएनए टीके मानव जीनोम को नुकसान पहुंचा सकते हैं या बदल सकते हैं। लेकिन अभी तक इसका कोई सबूत नहीं मिला है। इस बात का भी कोई प्रमाण नहीं है कि टीकाकरण से कैंसर जैसी बीमारियां हो सकती हैं।

क्या mRNA के टीके मानव जीनोम को बदल सकते हैं?

यह लगभग असंभव है कि एमआरएनए टीके मानव जीनोम को नुकसान पहुंचा सकते हैं या बदल सकते हैं। इसके अनेक कारण हैं:

>> mRNA कोशिका के केंद्रक में नहीं जाता है: एक ओर, विदेशी mRNA जिसे कोशिकाओं में तस्करी कर लाया गया है और मानव डीएनए अलग-अलग स्थानों पर रहता है - mRNA कोशिका प्लाज्मा में रहता है, जबकि मानव डीएनए कोशिका में होता है केंद्रक इसे एक झिल्ली द्वारा कोशिका से अलग किया जाता है। यह सच है कि परमाणु छिद्र होते हैं जिनके माध्यम से कोशिका नाभिक से mRNA कोशिका प्लाज्मा में प्रवेश करता है। हालाँकि, यह एक जटिल प्रक्रिया है जो केवल एक दिशा में चलती है। वापस जाने का कोई रास्ता नहीं है।

>> mRNA को DNA में एकीकृत नहीं किया जा सकता: दूसरी ओर, mRNA और DNA की रासायनिक संरचनाएँ भिन्न-भिन्न होती हैं। इसलिए, मानव जीनोम में एक mRNA को बिल्कुल भी शामिल नहीं किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, इसे पहले डीएनए में फिर से लिखना होगा। इस कदम के लिए विशेष एंजाइम की आवश्यकता होती है जो लंबे समय से कुछ वायरस (रेट्रोवायरस) से ज्ञात होते हैं, लेकिन मानव कोशिकाओं में भी होते हैं, जैसा कि कुछ समय के लिए जाना जाता है। तो क्या यह कल्पना की जा सकती है कि टीके के रूप में प्रशासित एमआरएनए को डीएनए में परिवर्तित किया जा सकता है और फिर मानव जीनोम में शामिल किया जा सकता है?

आइए पहले रेट्रोवायरस के एंजाइमों पर विचार करें: इस प्रकार के वायरस (जिसमें एड्स रोगज़नक़ एचआईवी भी शामिल है) में एंजाइम रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस और इंटीग्रेज होते हैं। उनकी मदद से, वायरस अपने आरएनए जीनोम को डीएनए में स्थानांतरित कर सकते हैं और फिर इसे संक्रमित मानव कोशिका के डीएनए जीनोम में एकीकृत कर सकते हैं।

सैद्धांतिक रूप से, निम्नलिखित की कल्पना की जा सकती है: यदि एक व्यक्ति जो इस तरह के आरएनए वायरस (जैसे एचआईवी) से संक्रमित है, उसके शरीर की कोशिका में वैक्सीन mRNA और वायरस होता है, तो कई मानव mRNA टुकड़ों में वायरल एंजाइम जो एक कोशिका में मौजूद होते हैं। किसी भी समय, सभी चीजों में से "मछली बाहर" mRNA को एक वैक्सीन के रूप में पेश किया गया और इसे डीएनए में स्थानांतरित कर दिया गया।

ऐसा होने के लिए, जो वैसे भी बहुत ही असंभव है, एक और कारक आवश्यक होगा: डीएनए में एमआरएनए के ट्रांसक्रिप्शन के लिए आनुवंशिक प्रारंभ अनुक्रम (जिसे "प्राइमर" कहा जाता है) की आवश्यकता होती है, जिसे आरएनए वायरस स्वयं अपने साथ लाते हैं। हालांकि, इस प्राइमर को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि केवल वायरस के अपने आरएनए जीनोम को ही डीएनए में ट्रांसक्राइब किया जाता है - न कि कोई अन्य एमआरएनए जो सेल में मौजूद होता है। और एमआरएनए टीकों में स्वयं "प्राइमर" नहीं होता है।

इसलिए यह व्यावहारिक रूप से असंभव है कि एक वैक्सीन mRNA को इस तरह से डीएनए में स्थानांतरित किया जाए और फिर मानव जीनोम में शामिल किया जाए।

एक ही निष्कर्ष पर पहुंचा जा सकता है यदि कोई मानव एंजाइमों को देखता है जो आरएनए को डीएनए में स्थानांतरित कर सकते हैं: जैसा कि शुरुआत में बताया गया है, सेल डीएनए को एमआरएनए में अनुवाद करने के लिए पोलीमरेज़ एंजाइम का उपयोग कर सकता है, जो तब सेल प्लाज्मा में प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। . हालाँकि, पोलीमरेज़ के अन्य कार्य भी हैं: कोशिका विभाजन से पहले, वे मानव डीएनए जीनोम की नकल करते हैं ताकि प्रत्येक बेटी कोशिका जो तब बनती है उसे आनुवंशिक जानकारी का एक पूरा सेट प्राप्त होता है। पोलीमरेज़ डीएनए क्षति की मरम्मत भी कर सकते हैं।

लंबे समय से यह माना जाता था कि पोलीमरेज़ केवल डीएनए को एमआरएनए में और डीएनए को डीएनए में फिर से लिख सकते हैं। हालांकि, अब यह ज्ञात है कि कुछ पोलीमरेज़ आरएनए को डीएनए (जैसे रेट्रोवायरस के रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस) में भी ट्रांसक्रिप्ट कर सकते हैं। इन सबसे ऊपर, तथाकथित पोलीमरेज़ थीटा में यह क्षमता है। इस एंजाइम का काम डीएनए की क्षति को ठीक करना है। यदि, उदाहरण के लिए, डीएनए खंड के दो स्ट्रैंड में से एक में एक टुकड़ा गायब है, तो पोलीमरेज़ थीटा डीएनए के पूरक दूसरे एकल स्ट्रैंड (यानी डीएनए-डीएनए अनुवाद) का उपयोग करके लापता टुकड़े को फिर से इकट्ठा कर सकता है।

जैसा कि हाल ही में पता चला है, यह एंजाइम आरएनए को एक टेम्पलेट के रूप में भी इस्तेमाल कर सकता है और इसे डीएनए में अनुवाद कर सकता है - और भी अधिक कुशलता से और कम त्रुटियों के साथ यह डीएनए की प्रतिलिपि बना सकता है। पोलीमरेज़ थीटा डीएनए क्षति को ठीक करने के लिए एक टेम्पलेट के रूप में mRNA टेप का उपयोग करना पसंद कर सकता है।

तो क्या एंजाइम डीएनए में वैक्सीन के रूप में प्रशासित एमआरएनए को भी ट्रांसक्रिप्ट कर सकता है? विशेषज्ञों के दृष्टिकोण से, यह संभावना नहीं है, और इसी कारण से वायरस एंजाइम रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस ऐसा करने में सक्षम नहीं है - आवश्यक आनुवंशिक प्रारंभ अनुक्रम ("प्राइमर") गायब है।

क्या डीएनए के टीके मानव जीनोम को बदल सकते हैं?

तथाकथित डीएनए टीकों के साथ स्थिति कुछ अलग है। संरचना मानव डीएनए से मेल खाती है। हालांकि, विशेषज्ञों का मानना ​​​​है कि यह बेहद असंभव है कि वे वास्तव में मानव जीनोम में गलती से शामिल हो सकते हैं: पशु चिकित्सा में पहले से ही स्वीकृत डीएनए टीकों के साथ प्रयोगों और अनुभव के वर्षों ने इसका कोई सबूत नहीं दिया है।

क्या एमआरएनए और डीएनए टीके ऑटोइम्यून बीमारियों का कारण बन सकते हैं?

यहां खतरा क्लासिक जीवित और मृत टीकों से अधिक नहीं लगता है। टीकाकरण के किसी भी रूप का प्रतिरक्षा प्रणाली पर सक्रिय प्रभाव पड़ता है। बहुत ही दुर्लभ मामलों में यह वास्तव में एक ऑटोइम्यून प्रतिक्रिया का परिणाम हो सकता है। स्वाइन फ्लू के टीकाकरण के बाद, लगभग 1,600 लोगों ने बाद में नार्कोलेप्सी विकसित की। वैक्सीन की कई लाख टीका डोज को देखते हुए जोखिम न के बराबर नजर आ रहा है। इसके अलावा, वायरल रोग स्वयं एक ऑटोइम्यून बीमारी का कारण बन सकते हैं।

क्या एमआरएनए और डीएनए टीके रोगाणु रेखा को नुकसान पहुंचा सकते हैं?

नहीं। ज्ञान की वर्तमान स्थिति के अनुसार, टीकाकरण के सक्रिय तत्व अंडे की कोशिकाओं और शुक्राणुओं तक नहीं पहुंचते हैं।

डीएनए और एमआरएनए टीकों के लाभ

तथ्य यह है कि फार्मास्युटिकल उद्योग ने वर्षों से डीएनए और एमआरएनए टीकों के विकास में बहुत काम और पैसा लगाया है, अन्य बातों के अलावा, इस तथ्य के कारण कि उन्हें अधिक सस्ते में और सबसे ऊपर, पारंपरिक की तुलना में बहुत तेजी से उत्पादित किया जा सकता है। जीवित और मृत टीके। उत्तरार्द्ध के लिए, पहले एक श्रमसाध्य तरीके से और बड़ी मात्रा में रोगजनकों की खेती करना आवश्यक है, और फिर उनके प्रतिजन प्राप्त करना है।

जीन-आधारित टीकों जैसे डीएनए और एमआरएनए टीकों के मामले में, जिस व्यक्ति को टीका लगाया जा रहा है वह स्वयं एंटीजन के उत्पादन के लिए जिम्मेदार है। टीकाकरण के रूप में प्रशासित आनुवंशिक प्रतिजन ब्लूप्रिंट अपेक्षाकृत जल्दी और आसानी से पर्याप्त मात्रा में उत्पादित किए जा सकते हैं और - यदि रोगज़नक़ आनुवंशिक रूप से संशोधित (उत्परिवर्तित) है - जल्दी से अनुकूलित।

एक अन्य लाभ यह है कि स्थानांतरित विदेशी आनुवंशिक सामग्री शरीर में स्थायी रूप से नहीं रहती है। यह शरीर द्वारा तोड़ा जाता है या गायब हो जाता है जब कोशिकाएं स्वाभाविक रूप से टूट जाती हैं। इसलिए विदेशी प्रतिजन थोड़े समय के लिए ही उत्पन्न होते हैं। हालांकि, यह समय प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के लिए पर्याप्त है।

यदि आप एक दूसरे के साथ डीएनए और एमआरएनए टीकों की तुलना करते हैं, तो बाद वाले के कई फायदे हैं: मानव जीनोम में आकस्मिक समावेशन डीएनए टीकों की तुलना में कम संभावना है। इसके अलावा, मजबूत वर्धक (सहायक) को आमतौर पर डीएनए टीकों में जोड़ा जाना चाहिए ताकि वे एक प्रभावी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर कर सकें।

डीएनए और एमआरएनए टीके: वर्तमान शोध

वैज्ञानिक कई वर्षों या दशकों से डीएनए और एमआरएनए टीकों के विकास पर शोध कर रहे हैं। कोरोनावायरस महामारी के हिस्से के रूप में, जिम्मेदार अधिकारी - यूरोपीय संघ में यह यूरोपीय मेडिसिन एजेंसी ईएमए है - अंततः पहली बार मनुष्यों पर उपयोग के लिए एमआरएनए टीकों को मंजूरी दी गई है।

बायोएनटेक/फाइजर और मॉडर्न से पहले से उपलब्ध टीकों के अलावा अन्य एमआरएनए आधारित टीकों का भी परीक्षण किया जा रहा है। कुछ परियोजनाएं फिर से कोरोना के खिलाफ डीएनए वैक्सीन पर ध्यान केंद्रित करती हैं।

लेकिन न केवल डीएनए और एमआरएनए टीके Sars-CoV-2 के खिलाफ संभावित वैक्सीन उम्मीदवारों की सूची में हैं। वैज्ञानिक और दवा कंपनियां वेक्टर टीकों के साथ-साथ पारंपरिक जीवित और मृत टीकों पर भी काम कर रही हैं। आप हमारे लेख "कोरोनावायरस टीकाकरण" में वह सब कुछ जान सकते हैं जो आपको जानना चाहिए।

इसके अलावा, फार्मास्युटिकल कंपनियां वर्तमान में फ्लू, एड्स, हेपेटाइटिस बी, हेपेटाइटिस सी और गर्भाशय ग्रीवा के कैंसर (आमतौर पर एचपीवी वायरस के संक्रमण के कारण) सहित लगभग 20 विभिन्न बीमारियों के खिलाफ डीएनए टीकों पर काम कर रही हैं। इसमें चिकित्सीय वैक्सीन उम्मीदवार भी शामिल हैं, यानी वे जो पहले से ही बीमार लोगों (जैसे कैंसर रोगियों) को दिए जा सकते हैं।

विभिन्न एमआरएनए टीके, उदाहरण के लिए फ्लू, रेबीज और जीका वायरस के खिलाफ भी गहनता से काम किया जा रहा है।

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