कोविड-19 एमआरएनए टीकों ने चिकित्सा के लिए 2023 का नोबेल पुरस्कार जीता | क्वांटा पत्रिका

नोबेल समिति ने फिजियोलॉजी या मेडिसिन में 2023 नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया है कटालिन कारिको और ड्रू वीसमैन एमआरएनए वैक्सीन प्रौद्योगिकी के विकास में उनके अग्रणी कार्य के लिए, जिसने कोविड-19 महामारी के लिए समय पर वैक्सीन प्रतिक्रिया को संभव बनाया। SARS-CoV-2 वायरस के खिलाफ टीकों को महामारी के प्रसार को रोकने और बीच बचाव में मदद करने का श्रेय दिया जाता है 14.4 मिलियन और 19.8 मिलियन जीवन उनके उपयोग के पहले वर्ष में ही; उस उपलब्धि में एमआरएनए टीकों ने प्रमुख भूमिका निभाई।

दशकों से, दुनिया भर के वैज्ञानिक दवा के रूप में एमआरएनए (मैसेंजर आरएनए) का उपयोग कर रहे हैं। कोशिकाएं स्वाभाविक रूप से प्रोटीन बनाने के निर्देश के रूप में आनुवंशिक डीएनए पर आधारित एमआरएनए का उपयोग करती हैं। शोधकर्ताओं ने उपन्यास एमआरएनए अनुक्रम बनाने के लिए उपकरण विकसित करने का लक्ष्य रखा - जो वायरल प्रोटीन के लिए कोड करते हैं, उदाहरण के लिए - प्रयोगशाला में, और फिर उन एमआरएनए अणुओं को कोशिकाओं में पेश करते हैं। फिर कोशिकाएं इन एमआरएनए अनुक्रमों को वायरल प्रोटीन में अनुवादित करेंगी, जिससे प्रतिरक्षा प्रणाली को वायरस के खिलाफ सुरक्षा स्थापित करने के लिए सचेत किया जाएगा। वास्तव में, एमआरएनए वैक्सीन वायरल हमलावरों से लड़ने की रणनीति के रूप में कोशिकाओं को वायरल प्रोटीन के कारखानों में बदल देती है।

हालाँकि, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए एमआरएनए का उपयोग करने का पहला प्रयास विफल रहा क्योंकि कोशिकाओं ने बहुत आसानी से पेश किए गए एमआरएनए अणुओं को आक्रमणकारियों के रूप में पहचान लिया और उन्हें नष्ट कर दिया।

2005 में, पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय, कारिको और वीसमैन में एक साथ काम करते हुए की खोज एमआरएनए अणुओं के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को थोड़ा मोड़ने का एक तरीका ताकि वे सेलुलर प्रतिरक्षा निगरानी को पार कर सकें और बड़े पैमाने पर भड़काऊ प्रतिक्रिया से बच सकें। वे प्रदर्शन करने चले गए 2008 और 2010संशोधित एमआरएनए अणु उच्च स्तर के प्रोटीन का उत्पादन कर सकते हैं। इन सफलताओं ने सुरक्षित और प्रभावी टीके बनाने के लिए एमआरएनए तकनीक को लागू किया।

महज 15 साल बाद ये तरीके वैश्विक मंच पर साबित हो गए। 2021 की शुरुआत में, दुनिया भर में पहली बार कोविड-19 महामारी फैलने के बमुश्किल एक साल बाद, कई दवा कंपनियों ने वायरस के खिलाफ टीके लगाने के लिए कारिको और वीसमैन के एमआरएनए टूल का इस्तेमाल किया था। महामारी ने टीकों के लिए अवधारणा के प्रमाण के रूप में काम किया और उनकी सफलता ने दुनिया को महामारी के सबसे घातक चरण से बाहर निकालने में मदद की।

आज सुबह की घोषणा के दौरान नोबेल समिति के सदस्य रिकार्ड सैंडबर्ग ने कहा, कारिको और वीसमैन की खोजों ने "मौलिक रूप से हमारी समझ को बदल दिया कि एमआरएनए हमारी प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ कैसे संपर्क करता है और हाल ही में कोविड-19 महामारी के दौरान हमारे समाज पर इसका बड़ा प्रभाव पड़ा।" पारंपरिक और एमआरएनए दोनों किस्मों के टीकों ने, "लाखों लोगों की जान बचाई है, गंभीर कोविड-19 को रोका है, समग्र बीमारी के बोझ को कम किया है और समाजों को फिर से खुलने में सक्षम बनाया है।" 

एमआरएनए क्या है?

मैसेंजर आरएनए आनुवंशिक कोड का एक एकल स्ट्रैंड है जिसे कोशिका प्रोटीन बनाने के निर्देश के रूप में उपयोग करती है। एमआरएनए अणु कोशिकाओं के मूल निवासी हैं और रोजमर्रा के सेलुलर कार्यों के प्रमुख भाग हैं: वे संदेशवाहक हैं जो लिखित डीएनए अनुक्रमों को संरक्षित नाभिक से बाहर और कोशिका साइटोप्लाज्म में ले जाते हैं, जहां उन्हें राइबोसोम नामक ऑर्गेनेल द्वारा प्रोटीन में अनुवादित किया जा सकता है। एक राइबोसोम स्ट्रैंड को पढ़ता है, आनुवंशिक अक्षरों के समूहों को अमीनो एसिड के अनुक्रम में अनुवाद करता है। इसके परिणामस्वरूप अमीनो एसिड की लंबी श्रृंखला उपयुक्त प्रोटीन में बदल जाती है।

एमआरएनए कोविड-19 टीके कैसे काम करते हैं?

वैज्ञानिकों ने नवीन प्रोटीन बनाने के लिए एमआरएनए कोड लिखना सीख लिया है - जिसमें ऐसे प्रोटीन भी शामिल हैं जो कोशिकाओं को उन वायरस को पहचानने में मदद कर सकते हैं जिन्हें उन्होंने कभी नहीं देखा है। नोबेल पुरस्कार विजेताओं द्वारा विकसित एमआरएनए तकनीक कोशिकाओं की प्रोटीन बनाने वाली मशीनरी को उधार लेती है, जो कोशिकाओं को वायरल प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए प्रेरित करती है जो प्रतिरक्षा प्रणाली को किसी दिए गए वायरस को पहचानने के लिए प्रेरित करती है यदि वे बाद में इसका सामना करते हैं।

जब कोशिकाओं में डाला जाता है, तो कोविड-19 वैक्सीन SARS-CoV-2 "स्पाइक" प्रोटीन बनाने की विधि प्रदान करती है, जो वायरस की बाहरी सतह पर पाया जाता है। कोशिकाएं स्पाइक प्रोटीन का उत्पादन करने के लिए उन निर्देशों का उपयोग करती हैं जैसे कि वे वास्तविक वायरस से संक्रमित हो गए हों। यह एक प्रतिरक्षा अभ्यास दौर की तरह है: एमआरएनए एक वास्तविक SARS-CoV-2 स्पाइक प्रोटीन को पहचानने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली को प्रेरित करता है, ताकि यदि कोई व्यक्ति बाद में वायरस के संपर्क में आता है, तो प्रतिरक्षा प्रणाली जल्दी से "याद" कर ले कि इसे कैसे शुरू करना है। इससे लड़ने की प्रतिक्रिया।

वह कौन सी सफलता थी जिसके कारण टीकों को सफलता मिली?

2000 के दशक की शुरुआत में, एमआरएनए तकनीक के लिए एक बड़ी बाधा यह थी कि यह कोशिकाओं में एक बड़ी सूजन प्रतिक्रिया को ट्रिगर करती थी। कोशिकाओं ने प्रविष्ट एमआरएनए को विदेशी सामग्री के रूप में पहचाना और इससे छुटकारा पाने की कोशिश की, जिससे सेलुलर रक्षा प्रणाली तेज हो गई। यह महसूस करने के बाद कि कोशिकाएं अक्सर अपने स्वयं के मूल एमआरएनए को संशोधित करती हैं, कारिको और वीसमैन ने यह देखने का फैसला किया कि क्या होगा यदि वे जिस एमआरएनए के आनुवंशिक कोड को भी पेश कर रहे हैं उसमें थोड़ा बदलाव करें।

2005 में प्रकाशित एक सफल खोज में, उन्होंने बताया कि भड़काऊ प्रतिक्रिया लगभग गायब हो गई थी। इसके बाद के वर्षों में, उन्होंने एमआरएनए अनुक्रम के आधार पर कोशिकाओं द्वारा बनाए जा सकने वाले प्रोटीन की संख्या में काफी वृद्धि करने के लिए प्रौद्योगिकी में और सुधार किया।

क्या महामारी से पहले बीमारियों से लड़ने के लिए एमआरएनए टीकों का इस्तेमाल किया जाता था?

कई कंपनियां और शोधकर्ता महामारी से पहले जीका और MERS-CoV जैसे वायरस से लड़ने के लिए mRNA टीकों के वादे का परीक्षण कर रहे थे, जो SARS-CoV-2 के समान है। लेकिन 2020 तक किसी भी टीके को मंजूरी नहीं दी गई थी, जब कोविड-19 महामारी फैल गई थी। महामारी के दौरान एमआरएनए टीकों की सफल तैनाती ने प्रौद्योगिकी की अवधारणा को साबित कर दिया, और अन्य बीमारियों को रोकने या इलाज के लिए इसके उपयोग को प्रोत्साहित करने के लिए एक स्प्रिंगबोर्ड बन गया।

अधिक पारंपरिक टीकों की तुलना में एमआरएनए टीकों के क्या लाभ हैं?

एमआरएनए टीकों का वादा यह है कि उन्हें आसानी से और जल्दी विकसित किया जा सकता है। वैज्ञानिकों को पारंपरिक टीके बनाने और उनका परीक्षण करने में आम तौर पर अधिक समय लगता है - वर्षों के समयमान पर - जो अक्सर वास्तविक वायरस का कमजोर या विकृत संस्करण होते हैं। और एक पारंपरिक टीका विकसित होने के बाद भी, वैज्ञानिकों को दूसरी बाधा पार करनी होगी - प्रयोगशाला में बड़ी मात्रा में वायरस या प्रोटीन कैसे विकसित किया जाए - इससे पहले कि वे लाखों या अरबों लोगों को टीकाकरण करने के लिए आवश्यक बड़े पैमाने पर दवा का उत्पादन कर सकें।

2020 में, जैसे ही शोधकर्ताओं ने SARS-CoV-2 स्पाइक प्रोटीन की संरचना और आनुवंशिक कोड प्रकाशित किया, शोधकर्ता काम पर लग गए। कई महीनों के भीतर, फार्मास्युटिकल दिग्गज फाइजर और मॉडर्ना ने वायरस के खिलाफ टीकाकरण करने वाले टीके विकसित करने के लिए एमआरएनए तकनीक का इस्तेमाल किया था। वे तेजी से एमआरएनए वैक्सीन का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने में सक्षम थे, यह साबित करने के लिए नैदानिक ​​​​परीक्षणों का नेतृत्व किया कि टीके सुरक्षित और प्रभावी थे, और फिर वसंत 2021 तक जनता को पहला टीका लगाया। यह संभव था क्योंकि एमआरएनए उपकरणों का उपयोग एक विस्तृत विविधता उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। बड़े पैमाने पर वायरस को बढ़ाने के लिए नए तरीकों को विकसित करने की आवश्यकता के बिना प्रोटीन का।

अब एमआरएनए टीकों का उपयोग कैसे किया जाएगा?

जैसा कि सैंडबर्ग ने नोबेल पुरस्कार की घोषणा में अपनी टिप्पणी में कहा, "कोविड-19 के खिलाफ सफल एमआरएनए टीकों का एमआरएनए-आधारित प्रौद्योगिकियों में रुचि पर जबरदस्त प्रभाव पड़ा है।" एमआरएनए प्रौद्योगिकियों का उपयोग अब अन्य संक्रामक रोगों के खिलाफ टीके विकसित करने, चिकित्सीय प्रोटीन वितरण और कैंसर के उपचार के लिए किया जा रहा है।

यह लेख पूरे दिन अतिरिक्त विवरण के साथ अपडेट किया जाएगा।