ভাইরাস বিবর্তনের রহস্য উন্মোচন

সমস্ত জীব – ছত্রাক থেকে স্তন্যপায়ী – তাদের পরিবেশের সাথে বিকশিত হওয়ার এবং মানিয়ে নেওয়ার ক্ষমতা রাখে। কিন্তু ভাইরাসগুলি রূপান্তরের মাস্টার, এবং তাদের পরিবর্তন করার ক্ষমতা অন্যান্য জীবের তুলনায় শক্তিশালী। ফলস্বরূপ, তারা চিকিত্সা এড়াতে পারে বা একবার কার্যকর অ্যান্টিভাইরাল ওষুধের বিরুদ্ধে প্রতিরোধী হতে পারে।

হার্ভার্ড মেডিক্যাল স্কুলের গবেষকদের নেতৃত্বে হার্পিস সিমপ্লেক্স ভাইরাস (HSV) এর একটি নতুন গবেষণা প্রকাশ করে যে ভাইরাসটি চিকিত্সার জন্য প্রতিরোধী হয়ে উঠতে পারে, একটি সমস্যা যা আপোসহীন ইমিউন সিস্টেম সহ যারা ইমিউনোসপ্রেসিভ গ্রহণ করে তাদের জন্য বিশেষভাবে চ্যালেঞ্জিং থেরাপি এবং যারা ইমিউনোডেফিসিয়েন্সি নিয়ে জন্মগ্রহণ করেন।

ক্রায়ো-ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (ক্রাইও-ইএম) নামে একটি অত্যাধুনিক ইমেজিং কৌশল ব্যবহার করে গবেষকরা আবিষ্কার করেছেন যে কীভাবে ভাইরাল প্রতিলিপির জন্য দায়ী প্রোটিনের অংশগুলি বিভিন্ন অবস্থানে চলে যায় তা ওষুধের প্রতি ভাইরাসের সংবেদনশীলতা পরিবর্তন করতে পারে।

ফলাফলগুলি 27 আগস্ট প্রকাশিত হয়েছিল কোষকেন কিছু ভাইরাস, কিন্তু অন্যরা নয়, অ্যান্টিভাইরাল ওষুধের জন্য সংবেদনশীল এবং কীভাবে ভাইরাসগুলি ওষুধের প্রতি অনাক্রম্য হয় সে সম্পর্কে দীর্ঘস্থায়ী প্রশ্নের উত্তর দেওয়া। ফলাফলগুলি কার্যকর চিকিত্সাকে ছাড়িয়ে যাওয়ার ভাইরাসের ক্ষমতাকে বাধা দেওয়ার নতুন উপায়গুলি জানাতে পারে।

বিরোধী ফলাফল

গবেষকরা দীর্ঘদিন ধরেই জানেন যে ভাইরাসের যে অংশগুলিতে অ্যান্টিভাইরাল ওষুধগুলি আবদ্ধ হয় তার পরিবর্তনগুলি তাদের চিকিত্সার প্রতিরোধী করে তুলতে পারে। যাইহোক, এইচএমএস গবেষকদের বিস্মিত করে, এটি প্রায়শই এইচএসভির ক্ষেত্রে হয় না।

পরিবর্তে, গবেষকরা দেখেছেন যে ড্রাগ প্রতিরোধের সাথে যুক্ত প্রোটিন মিউটেশনগুলি প্রায়ই ড্রাগের লক্ষ্য থেকে অনেক দূরে ঘটে। এই মিউটেশনগুলি এমন পরিবর্তনগুলিকে জড়িত করে যা ভাইরাল প্রোটিন বা এনজাইমের গতিবিধি পরিবর্তন করে, যা ভাইরাসকে নিজের প্রতিলিপি তৈরি করতে দেয়। এটি এই সম্ভাবনা উত্থাপন করে যে এই ভাইরাল প্রোটিনের গঠনগত পরিবর্তনগুলিকে ব্লক বা হিমায়িত করার জন্য ওষুধ ব্যবহার করা প্রতিরোধকে অতিক্রম করার একটি সফল কৌশল হতে পারে।

আমাদের ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে আমাদের কেবলমাত্র সাধারণ ড্রাগ বাঁধাই সাইটগুলিকে লক্ষ্য করার চেয়ে আরও বেশি কিছু বিবেচনা করতে হবে৷ এটি সত্যিই আমাদের প্রতিরোধকে একটি নতুন আলোতে দেখতে সাহায্য করে।

জনাথন আব্রাহাম, গবেষণা সিনিয়র লেখক এবং ব্লাভাটনিক ইনস্টিটিউট, হার্ভার্ড মেডিকেল স্কুলের মাইক্রোবায়োলজির সহযোগী অধ্যাপক

নতুন অনুসন্ধানগুলি কীভাবে একটি ভাইরাল প্রোটিনের গঠন পরিবর্তন করে বা কীভাবে প্রোটিন তার কার্য সম্পাদন করে সে সম্পর্কে অগ্রগতি করে; প্রতিরোধ

HSV বিশ্বব্যাপী কোটি কোটি লোককে প্রভাবিত করে বলে অনুমান করা হয় এবং এটি সাধারণত ঠান্ডা ঘা এবং জ্বরের ফোস্কাগুলির কারণ বলে মনে করা হয়, তবে এটি আপোসহীন অনাক্রম্যতাযুক্ত ব্যক্তিদের মধ্যে গুরুতর চোখের সংক্রমণ, মস্তিষ্কের প্রদাহ এবং লিভারের ক্ষতিও করতে পারে। এছাড়াও, হারপিস সিমপ্লেক্স ভাইরাস প্রসবের সময় জন্মের খালের মাধ্যমে মা থেকে শিশুর মধ্যে সংক্রমণ হতে পারে এবং নবজাতকের জীবন-হুমকির সংক্রমণ ঘটায়।

গঠন এবং আন্দোলনের মূলে প্রতিরোধের সংকেত

ভাইরাস তাদের নিজস্ব প্রতিলিপি করতে পারে না। এটি করার জন্য, ভাইরাসগুলিকে অবশ্যই হোস্ট কোষে প্রবেশ করতে হবে, যেখানে তারা প্রতিলিপি সরঞ্জামগুলি-প্রোটিন নামক পলিমারেজগুলি-কে নিজেদের অনুলিপি করতে ছেড়ে দেয়।

বর্তমান গবেষণা এমন একটি প্রোটিনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে – ভাইরাল ডিএনএ পলিমারেজ – যা এইচএসভির নিজের পুনরুত্পাদন এবং ছড়িয়ে পড়ার ক্ষমতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এর কার্য সম্পাদন করার ক্ষমতা ডিএনএ পলিমারেজের গঠনে নিহিত, যা প্রায়শই তিনটি অংশ সমন্বিত একটি হাতের সাথে তুলনা করা হয়: তালু, থাম্ব এবং আঙ্গুল, প্রতিটি একটি মূল কাজ সম্পাদন করে।

প্রতিলিপিতে তাদের ভূমিকার পরিপ্রেক্ষিতে, এই পলিমারেজগুলি হল অ্যান্টিভাইরাল ওষুধের মূল লক্ষ্য, যেগুলির লক্ষ্য ভাইরাসকে প্রতিলিপি করা থেকে বিরত রাখা এবং সংক্রমণের বিস্তার রোধ করা। এইচএসভি পলিমারেজ হল অ্যাসাইক্লোভির, এইচএসভি সংক্রমণের চিকিত্সার জন্য ব্যবহৃত প্রধান অ্যান্টিভাইরাল ওষুধ এবং ফসকারনেট, ড্রাগ-প্রতিরোধী সংক্রমণের চিকিত্সার জন্য ব্যবহৃত দ্বিতীয় সারির ওষুধের লক্ষ্য। উভয় ওষুধই ভাইরাল পলিমারেজকে লক্ষ্য করে কাজ করে, কিন্তু ভিন্ন উপায়ে।

পলিমারেজ এনজাইমের পরিবর্তনগুলি কীভাবে অ্যান্টিভাইরাল ওষুধের স্বাভাবিক মাত্রায় ভাইরাসকে প্রতিরোধী করে এবং আরও বিস্তৃতভাবে, কেন অ্যাসাইক্লোভির এবং ফসকারনেট এইচএসভি এনজাইমের পরিবর্তিত আকারে কাজ করে না তা সম্পূর্ণরূপে বোঝার জন্য দীর্ঘ সংগ্রাম করেছেন।

“বছরের পর বছর ধরে, বিভিন্ন জীবের অনেক পলিমারেজের গঠন নির্ধারণ করা হয়েছে, কিন্তু আমরা এখনও পুরোপুরি বুঝতে পারি না যে কিছু পলিমারেজগুলিকে কিছু ওষুধের প্রতি সংবেদনশীল করে তোলে,” আব্রাহাম বলেন, “আমাদের গবেষণা দেখায় যে কতটা আলাদা পলিমারেজের কিছু অংশ নড়াচড়া করে, তাদের গঠনগত গতিশীলতা, ওষুধের প্রতি তাদের আপেক্ষিক সংবেদনশীলতার একটি মূল উপাদান।”

পলিমারেজ সহ প্রোটিনগুলি অনমনীয়, স্থির বস্তু নয়। পরিবর্তে, তারা নমনীয় এবং গতিশীল। স্থিতিশীল ত্রি-মাত্রিক আকারে ভাঁজ করুন যাকে বলা হয় তাদের বেসলাইন গঠন; কিন্তু বিভিন্ন বাঁধাই এবং বিচ্ছুরণ শক্তির কারণে, অন্যান্য কোষীয় উপাদানের সংস্পর্শে এবং pH বা তাপমাত্রার পরিবর্তনের মতো বাহ্যিক প্রভাবের সংস্পর্শে এলে প্রোটিনের বিভিন্ন অংশ সরে যায়। উদাহরণস্বরূপ, পলিমারেজ প্রোটিনের আঙ্গুলগুলি হাতের আঙ্গুলের মতোই খুলতে এবং বন্ধ করতে পারে।

গঠনগত গতিবিদ্যা – প্রোটিনের বিভিন্ন অংশের নড়াচড়া করার ক্ষমতা – তাদেরকে সীমিত সংখ্যক উপাদান সহ অনেক মৌলিক ফাংশন দক্ষতার সাথে পরিচালনা করতে দেয়। পলিমারেজ কনফরমেশনাল ডাইনামিক্সের আরও ভাল বোঝা হল গঠন এবং ফাংশনের মধ্যে অনুপস্থিত যোগসূত্র, যার মধ্যে একটি প্রোটিন ওষুধের প্রতি সাড়া দেয় কিনা এবং ভবিষ্যতে এটি ওষুধের প্রতি প্রতিরোধী হয়ে উঠবে কিনা।

রহস্য উন্মোচন করুন

অনেক কাঠামোগত অধ্যয়ন ডিএনএ পলিমারেজের বিভিন্ন রূপকে ধারণ করেছে। যাইহোক, ড্রাগ প্রতিরোধের উপর পলিমারেজ গঠনগত গতিবিদ্যার প্রভাব সম্পর্কে বিশদ বোঝার অভাব রয়েছে। এই সমস্যা সমাধানের জন্য, গবেষকরা দুটি সাধারণ পলিমারেজ কনফরমেশন-খোলা এবং বন্ধ-এর উপর ফোকাস করে পরীক্ষাগুলির একটি সিরিজ পরিচালনা করেছেন- প্রতিটি ফ্যাক্টর কীভাবে ওষুধের সংবেদনশীলতাকে প্রভাবিত করে তা নির্ধারণ করতে।

প্রথমত, তারা এইচএসভি পলিমারেজের পারমাণবিক গঠনের উচ্চ-রেজোলিউশন ভিজ্যুয়ালাইজেশন পাওয়ার জন্য ক্রাইও-ইএম ব্যবহার করে কাঠামোগত বিশ্লেষণ করে এবং যখন অ্যান্টিভাইরাল ওষুধ অ্যাসাইক্লোভির এবং ফসকারনেটের সাথে আবদ্ধ হয়। ড্রাগ-বাইন্ডিং স্ট্রাকচারগুলি প্রকাশ করে যে কীভাবে দুটি ওষুধ বেছে বেছে একটি পলিমারেজের সাথে আবদ্ধ হয় যা অন্যটির চেয়ে একটি রূপকে আরও সহজে গ্রহণ করে। ফসকারনেট নামের একটি ওষুধ ডিএনএ পলিমারেজের আঙ্গুলগুলোকে আটকে রেখে কাজ করে, যাকে বদ্ধ কাঠামো বলে।

তদ্ব্যতীত, কম্পিউটেশনাল সিমুলেশনের সাথে মিলিত কাঠামোগত বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে ড্রাগ বাইন্ডিং সাইট থেকে দূরে থাকা বেশ কয়েকটি মিউটেশন ডিএনএ প্রতিলিপি বন্ধ করার জন্য ওষুধটি বন্ধ করার জন্য দায়ী পলিমারেজ আঙ্গুলের অবস্থান পরিবর্তন করে অ্যান্টিভাইরাল প্রতিরোধকে প্রদান করে।

আবিষ্কার একটি অপ্রত্যাশিত মোড় ছিল. এখন অবধি, বিজ্ঞানীরা মনে করেছেন যে পলিমারেজ শুধুমাত্র ডিএনএর সাথে সংযুক্ত হলে আংশিকভাবে বন্ধ হয়ে যায় এবং ডিএনএ বিল্ডিং ব্লক (ডিঅক্সিনিউক্লিওটাইডস) যুক্ত হলেই সম্পূর্ণরূপে বন্ধ হয়ে যায়। তবে দেখা যাচ্ছে, এইচএসভি পলিমারেজ ডিএনএ-র কাছাকাছি থাকার মাধ্যমে সম্পূর্ণরূপে বন্ধ হয়ে যেতে পারে। এটি অ্যাসাইক্লোভির এবং ফসকারনেটের জন্য সহজ করে তোলে এবং পলিমারেজকে কাজ করা থেকে বাধা দেয়, যার ফলে ভাইরাসের প্রতিলিপি হওয়া থেকে বিরত থাকে।

“আমি 45 বছর ধরে HSV পলিমারেজ এবং অ্যাসাইক্লোভির প্রতিরোধের উপর কাজ করছি। সেই সময়ে আমি ভেবেছিলাম যে প্রতিরোধের মিউটেশন আমাদের বুঝতে সাহায্য করবে যে পলিমারেজ কীভাবে প্রাকৃতিক অণুর বৈশিষ্ট্যগুলিকে চিনতে পারে যা ড্রাগ নকল করে,” বলেছেন গবেষণার সহ-লেখক ড. অধ্যাপক ডোনাল্ড কোয়েন ড. “আমি সন্তুষ্ট যে এই কাজটি দেখায় যে আমি ভুল ছিলাম এবং অবশেষে আমাদের অন্তত একটি স্পষ্ট কারণ দেয় যে কেন এইচএসভি পলিমারেজ নির্বাচনীভাবে এই ড্রাগ দ্বারা বাধা দেওয়া হয়।”