टनल-बिल्डिंग वायरस: कैसे जीका माँ से भ्रूण तक पहुंचती है

पेन स्टेट और बायलर कॉलेज ऑफ मेडिसिन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने पाया कि जीका वायरस टनलिंग नैनोट्यूब्स नामक छोटी सुरंगों का निर्माण करता है, जो चुपके से परिवहन सामग्री को पास की कोशिकाओं को संक्रमित करने के लिए आवश्यक है, जिसमें प्लेसेंटल कोशिकाओं में शामिल हैं। यह एक तरीका है कि वायरस प्लेसेंटल बैरियर को पार करता है, प्रतिरक्षा प्रणाली में अलार्म बढ़ाए बिना गर्भावस्था के दौरान मां से भ्रूण तक पहुंचाता है। टीम ने पहली बार यह भी प्रदर्शित किया कि एक विशिष्ट जीका प्रोटीन-गैर-संरचनात्मक प्रोटीन 1 (एनएस 1)-नैनोट्यूब के गठन के लिए जिम्मेदार है।

निष्कर्ष, में प्रकाशित प्रकृति संचारएंटीवायरल थेरेपी के लिए संक्रमण और संभावित लक्ष्यों को रोकने के उपायों की पहचान करने की दिशा में पहला कदम है। इस अध्ययन को यूएस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ एलर्जी एंड इंफेक्शियस डिस्नेस से अनुदान द्वारा वित्त पोषित किया गया था, जो लगभग $ 4 मिलियन था, जो 2024 में प्राप्त हुआ था।

“नवजात शिशुओं को संक्रमित करने के लिए जीका के लिए, इसका मतलब है कि वायरस को प्लेसेंटल बैरियर के पार मां से गुजरना पड़ता है, जो आमतौर पर केवल चुनिंदा अणुओं को पोषक तत्वों और एंटीबॉडी की तरह से गुजरने की अनुमति देता है,” एनाओकेमिस्ट्री के अनुसंधान प्रोफेसर और पेन स्टेट और पेपर के वरिष्ठ लेखक ने कहा। “इस नई खोज के साथ, हम एक ऐसा तरीका खोजने में सक्षम हो सकते हैं जिसमें हम वायरस को मां से भ्रूण तक जाने और उसके प्रसार को नियंत्रित करने से रोक सकते हैं।”

ज़ीका फ्लेविविरिडे परिवार का एक ऑर्थोफ्लावाइवायरस सदस्य है, जिसमें वेस्ट नाइल, डेंगू और पीले बुखार वायरस शामिल हैं, और आमतौर पर वैक्टर, या जीवित जीवों द्वारा प्रसारित किया जाता है जो रोगज़नक़ को ले जाते हैं और किसी अन्य जीव को संक्रमित करते हैं। इस मामले में, मच्छर वैक्टर हैं। अन्य फ्लेविविरस के विपरीत, जीका को एक वेक्टर की अनुपस्थिति में लोगों के बीच भी प्रसारित किया जा सकता है और संक्रमित मां से भ्रूण तक प्लेसेंटल बैरियर को पार करने में सक्षम एकमात्र फ्लेविविरस है।

वयस्कों के बीच जीका संक्रमण आमतौर पर गंभीर नहीं होते हैं, शोधकर्ताओं ने समझाया। हालांकि, यदि एक गर्भवती महिला संक्रमित होती है, तो एक मौका है कि वायरस भ्रूण के विकास को प्रभावित कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप न्यूरोलॉजिकल विकार और अन्य असामान्यताएं होती हैं। वर्तमान में, जीका के लिए कोई टीका या एंटीवायरल दवा नहीं है।

पेन स्टेट में जैव रसायन विज्ञान और आणविक जीव विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर और अध्ययन के सह-लेखक जॉयस जोस ने कहा, “इस संक्रमण को एक भ्रूण के लिए आगे बढ़ने से रोकने के लिए कुछ होना महत्वपूर्ण है।” जबकि जीका वायरस के मानव संक्रमण में गिरावट आई है, जोस ने कहा कि भविष्य की महामारी के खतरे के बने हुए हैं, विशेष रूप से मच्छरों के रूप में कि जिया वायरस जलवायु और मौसम में बदलाव के कारण नए और अलग -अलग क्षेत्रों में फैल सकता है।

यह हुआ कि टीम ने छोटी सुरंगों के निर्माण के लिए जीका की क्षमता की खोज की। पेन स्टेट में, शोधकर्ता एक फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोप के तहत ज़ीका वायरस से संक्रमित लाइव कोशिकाओं की जांच कर रहे थे, जब उन्होंने पड़ोसी कोशिकाओं को जोड़ने वाली लंबी ट्यूब जैसी संरचनाओं को प्लाज्मा झिल्ली से जोड़ते हुए देखा। जब उन्होंने अन्य वायरस से संक्रमित कोशिकाओं को देखा, जैसे कि डेंगू और पीले बुखार, तो उन्होंने कोई ट्यूब नहीं देखा। इस बीच, बायलर के शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि जीका ने प्लेसेंटल कोशिकाओं में नैनोट्यूब के गठन को प्रेरित किया। जब दोनों समूहों ने एक दूसरे के साथ अपने निष्कर्ष साझा किए, तो उन्होंने अधिक परीक्षण किए और पाया कि छोटी सुरंगें वास्तव में, प्लेसेंटल कोशिकाओं में अधिक प्रमुख थीं।

एचआईवी, हर्पीस और एसएआरएस-सीओवी -2 जैसे वायरस-वायरस जो कोविड -19 का कारण बनता है-भी छोटी सुरंगों का निर्माण करता है और उनका उपयोग असंक्रमित कोशिकाओं में फैलने के लिए करता है, लेकिन ये वायरस प्लेसेंटा को पार नहीं करते हैं। इन विट्रो में मानव प्लेसेंटा कोशिकाओं में प्रयोगों के साथ, एक संस्कृति डिश में, टीम ने पाया कि जीका से संक्रमित प्लेसेंटल कोशिकाएं असंक्रमित कोशिकाओं के लिए सुरंगें बनाती हैं। कोशिकाओं को व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सेल लाइन से खरीदा गया था।

सेल-टू-सेल कनेक्शन संघनक के रूप में कार्य करते हैं, जिससे वायरल कणों, प्रोटीनों और आरएनए को संक्रमित कोशिकाओं से पड़ोसी, असंक्रमित कोशिकाओं तक ले जाया जाता है।

“यदि एक वायरस सेल के बाहर है, तो इसे रक्तप्रवाह में एंटीबॉडी द्वारा पकड़ा जा सकता है। लेकिन ट्यूब सेल के विस्तार की तरह काम करते हैं, इसलिए वायरस की रक्षा की जाती है और एंटीबॉडी द्वारा बेअसर नहीं होती है,” जोस ने कहा। दूसरे शब्दों में, वायरस गुप्त रूप से प्रतिरक्षा प्रणाली को दरकिनार कर देता है। जब टीम ने ज़ीका वायरस से संक्रमित प्लेसेंटल कोशिकाओं की जांच की, जो नैनोट्यूब का निर्माण नहीं कर सकते हैं, तो वायरस का विकास और प्रसार कम हो गया था।

लेकिन सामग्री छोटी सुरंगों के माध्यम से सिर्फ एक दिशा में नहीं प्रवाहित होती है। माइटोकॉन्ड्रिया, कोशिका के ऊर्जा का मुख्य स्रोत, असिंचित सेल से काटा जाता है और इन ट्यूबों के माध्यम से संक्रमित सेल तक पहुंच जाता है।

“यह एक दो-तरफ़ा सड़क है,” नारायणन ने कहा। “वायरस अपनी वृद्धि को बढ़ाने के लिए पूरे सेल को फिर से शुरू कर रहा है। यह माइटोकॉन्ड्रिया एकत्र करता है, इसलिए इसमें जीवित रहने और उसके चारों ओर असिंचित कोशिकाओं में फैलने की ऊर्जा होती है।”

टीम ने यह भी पता लगाया कि प्रोटीन एनएस 1 छोटी सुरंगों के विकास के लिए जिम्मेदार है। जबकि NS1 Flaviviruses के लिए एक महत्वपूर्ण प्रोटीन है और वायरल प्रतिकृति में एक आवश्यक भूमिका निभाता है, यह अन्य वायरस में नैनोट्यूब के विकास को प्रेरित नहीं करता है। शोधकर्ताओं ने ट्यूबों के निर्माण में शामिल जीका एनएस 1 के विशिष्ट क्षेत्र की पहचान की। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में अध्ययन के सह-लेखक शाय टोनर ने पेन स्टेट में रहते हुए अपने स्नातक सम्मान थीसिस के हिस्से के रूप में इस क्षेत्र की पहचान की। जॉयस के अनुसार, उनका शोध नैनोट्यूब्स के गठन में एनएस 1 की भूमिका को उजागर करने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा था।

टोनर ने कहा, “2015 में जीका के प्रकोप ने मुझे एक हाई स्कूलर के रूप में वायरोलॉजी में दिलचस्पी ली।” “पेन स्टेट में जोस लैब में ज़ीका पर काम करना और एक परियोजना में एक छोटे से भूमिका निभाने के लिए, जब मैं एक स्नातक छात्र था, तो यह एक अद्भुत अवसर था।”

इसके बाद, टीम NS1 द्वारा सक्रिय विशिष्ट सिग्नलिंग मार्ग की पहचान करने के लिए काम करेगी जो सुरंगों के निर्माण की ओर जाता है। ऐसा करने से, उन्होंने कहा कि वे एंटीवायरल दवा के लिए संभावित दवा लक्ष्यों की पहचान करने की उम्मीद करते हैं। वे एक माउस मॉडल में भी अध्ययन शुरू करेंगे।

“यह एक जासूसी कहानी की तरह है। हम इस तंत्र को नहीं समझते हैं कि ये ट्यूब अभी तक कैसे बनते हैं, इसलिए हम अधिक सवाल पूछ रहे हैं,” जोस ने कहा।

बायलर कॉलेज ऑफ मेडिसिन के कागज पर लेखकों में इंदिरा मैसोरकर, ईआई वैगनर एंडोएड, एमडी, आंतरिक चिकित्सा II के अध्यक्ष और मेडिसिन के प्रोफेसर शामिल हैं; राफेल मिचिता, पोस्टडॉक्टोरल रिसर्च एसोसिएट; लॉन्ग ट्रान, स्नातक छात्र; स्टीवन बार्क, बायोइनफॉरमैटिक्स विश्लेषक; और दीपक कुमार, पोस्टडॉक्टोरल एसोसिएट।

इस काम को NIH के राष्ट्रीय एलर्जी और संक्रामक रोगों (R01AI176505), NIH के नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ चाइल्ड हेल्थ एंड ह्यूमन डेवलपमेंट (R01HD091218) और पेन स्टेट के अनुदान द्वारा भाग में समर्थित किया गया था।