ব্যাকটেরিয়ার শর্করা ইঁদুরে পরীক্ষামূলক ক্যানসার টিকার কার্যকারিতা বাড়ায়

Scienmag-এর প্রতিবেদন অনুযায়ী, একটি ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া থেকে উৎপাদিত শর্করা ব্যবহার করে একটি পরীক্ষামূলক ক্যানসার টিকা তৈরি করা হয়েছে। ইঁদুরের ক্ষেত্রে এটি আরও শক্তিশালী অ্যান্টি-টিউমার রোগপ্রতিরোধী প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করেছে এবং প্রতিষ্ঠিত একটি ইমিউনোথেরাপির কার্যকারিতা বাড়িয়েছে।

Materials Today Bio-তে গবেষকেরা যে প্ল্যাটফর্মটির বর্ণনা দিয়েছেন, তাতে EPS233 নামের একটি এক্সোপলিস্যাকারাইড ব্যবহার করা হয়েছে। এই পদার্থটি ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া Lacticaseibacillus paracasei থেকে আলাদা করা হয় এবং 20টি ব্যাকটেরিয়াল শর্করা নিয়ে পরিচালিত একটি বাছাই কর্মসূচি থেকে নির্বাচন করা হয়। গবেষকেরা দেখতে পান, EPS233 নিজে থেকেই একটি ন্যানোকণায় গঠিত হতে পারে এবং একই সঙ্গে একটি টিউমার অ্যান্টিজেন ও রোগপ্রতিরোধ ব্যবস্থা উদ্দীপক ওষুধ বহন করতে পারে।

এই ফলাফল ক্যানসার টিকা গবেষণার একটি দীর্ঘস্থায়ী বাধা মোকাবিলা করে। অনেক পরীক্ষামূলক টিকা পর্যাপ্ত CD8-পজিটিভ টি কোষ তৈরি করতে পারেনি—যে কোষগুলো ম্যালিগন্যান্ট কোষ শনাক্ত করে ধ্বংস করতে পারে। নতুন পদ্ধতিটি একই কাঠামোর মধ্যে পরিবহন ও রোগপ্রতিরোধ ব্যবস্থা সক্রিয়করণ একত্র করে এই প্রতিক্রিয়া উন্নত করার জন্য নকশা করা হয়েছে।

নিজে থেকে গঠিত পরিবহন ব্যবস্থা

EPS233 অ্যাম্ফিফিলিক—অর্থাৎ এর আণবিক কাঠামোর কিছু অংশ পানির সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া করে, অন্য অংশ পানি এড়িয়ে চলে। পানিতে রাখলে শর্করাটি প্রায় 27 ন্যানোমিটার প্রশস্ত গোলাকার কণা তৈরি করে। গবেষকেরা বলেন, এই আকার কণাগুলোকে লসিকা গ্রন্থিতে পৌঁছাতে সাহায্য করতে পারে, যেখানে রোগপ্রতিরোধী প্রতিক্রিয়া সংগঠিত হয়।

এই এক্সোপলিস্যাকারাইডের গড় আণবিক ভর ছিল প্রায় 77.6 কিলোডাল্টন এবং এতে ম্যানোজ-সমৃদ্ধ একটি মূল কাঠামো ছিল। এই গঠনটি গুরুত্বপূর্ণ ছিল, কারণ শর্করাটি টিকার অন্যান্য উপাদান পরিবহনের পাশাপাশি রোগপ্রতিরোধী সংকেতও উদ্দীপিত করতে পারত।

টিকার ফর্মুলেশনের জন্য দলটি EPS233-এর সঙ্গে মডেল টিউমার অ্যান্টিজেন হিসেবে ব্যবহৃত ওভালবুমিন এবং রেজিকুইমড বা R848 যুক্ত করে। R848 সহজাত রোগপ্রতিরোধী রিসেপ্টর TLR7 ও TLR8 সক্রিয় করে, তবে যৌগটির মুক্ত রূপ অতিরিক্ত প্রদাহ সৃষ্টি করতে পারে। EPS@R848/OVA নামের সম্মিলিত ফর্মুলেশনটি 37 ন্যানোমিটারের চেয়ে সামান্য বড় কণা তৈরি করে এবং প্রতিটি উপাদানের প্রায় 84% আবদ্ধ করে রাখে।

পরীক্ষাগারভিত্তিক মডেলিংয়ে দেখা যায়, শর্করা ও R848 স্বাভাবিকভাবেই পরস্পরের সঙ্গে যুক্ত হতে পারে, যা তিনটি উপাদানকে একসঙ্গে থাকতে সাহায্য করে। মুক্তির পরীক্ষায় ইঙ্গিত পাওয়া যায়, স্বাভাবিক শারীরবৃত্তীয় pH-তে কণাগুলো তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল থাকলেও কোষের লাইসোজোমের অম্লীয় পরিবেশে সহজে খুলে যায়। ওই পরিবেশে 24 ঘণ্টার মধ্যে অ্যান্টিজেনের অর্ধেকেরও বেশি মুক্ত হয়, ফলে তা ডেনড্রিটিক কোষের ভেতরে ব্যবহারের উপযোগী হয়ে ওঠে—এই রোগপ্রতিরোধী কোষগুলোই টি-কোষের প্রতিক্রিয়া শুরু করার জন্য দায়ী।

রোগপ্রতিরোধী কোষের শক্তিশালী সক্রিয়করণ

এই পরিবহন ব্যবস্থাটি R848-এর ক্ষতিকর সিস্টেমিক প্রভাবও কমাতে সক্ষম বলে মনে হয়েছে। অ্যান্টিজেনের সঙ্গে মুক্ত R848 পাওয়া ইঁদুরের শরীরে ছয় ঘণ্টার মধ্যে প্রদাহজনক সাইটোকাইনের মাত্রা বেড়ে যায় এবং সাময়িক ওজন কমে। ন্যানোকণা-ফর্মুলেশন দেওয়া ইঁদুরে এসব প্রভাব দেখা যায়নি; মনে হয়েছে, ফর্মুলেশনটি ওষুধটিকে ধরে রেখে ধীরে ধীরে মুক্ত করেছে।

ডেনড্রিটিক কোষ ও ফাইব্রোব্লাস্টের ওপর পরীক্ষায় থেরাপিউটিক ঘনত্বে খুব সামান্য বিষক্রিয়া দেখা যায়। হিমোলাইসিস পরীক্ষায় কণাগুলো স্যালাইনের তুলনায় লোহিত রক্তকোষের বেশি ক্ষতি করেনি। বারবার চিকিৎসা দেওয়ার পর হৃদ্‌যন্ত্র, যকৃত, প্লীহা, ফুসফুস বা কিডনিতে দৃশ্যমান কোনো অস্বাভাবিকতা দেখা যায়নি এবং রক্তের রাসায়নিক মানও স্বাভাবিক ছিল।

ডেনড্রিটিক কোষের ভেতরে প্রবেশের পর টিকাটি দ্রুত গৃহীত হয় এবং ধীরে ধীরে লাইসোজোম থেকে বেরিয়ে আসে। এটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ লাইসোজোমের মধ্যে আবদ্ধ অ্যান্টিজেন ভেঙে যেতে পারে, টি-কোষের কাছে উপস্থাপিত নাও হতে পারে। চিকিৎসাপ্রাপ্ত কোষে অ্যান্টিজেন-বহনকারী MHC-I অণু এবং CD40, CD80 ও CD86 সক্রিয়করণ-চিহ্নকের মাত্রা বেড়ে যায়। তারা ইন্টারফেরন-বিটা, IL-6, TNF-আলফা এবং IL-12p70-সহ একাধিক রোগপ্রতিরোধী সংকেতবাহী প্রোটিনও নিঃসরণ করে।

গবেষকেরা এই প্রভাবগুলোর সঙ্গে পরস্পর সহযোগী দুটি পথের যোগসূত্র দেখেছেন। EPS233 Dectin-2 রিসেপ্টর এবং তার Syk-CARD9 সংকেতপথ সক্রিয় করে, আর R848 TLR7-MyD88-IRF7 পথকে উদ্দীপিত করে। একসঙ্গে এগুলো টাইপ I ইন্টারফেরনের কার্যকলাপ বাড়ায় এবং ডেনড্রিটিক কোষ যেভাবে টিউমার অ্যান্টিজেন CD8-পজিটিভ টি-কোষের কাছে উপস্থাপন করে, সেই প্রক্রিয়া উন্নত করে। জিন-অভিব্যক্তি গবেষণায় Irf8 ও Batf3-এর মাত্রাও বেড়ে যায়—এই জিনগুলো ক্রস-প্রেজেন্টেশনে বিশেষায়িত ডেনড্রিটিক কোষের জনসংখ্যা তৈরিতে সহায়তা করে।

ইঁদুরের শরীরে কণাগুলো 120 ঘণ্টারও বেশি সময় ইনজেকশনের স্থানের কাছে ছিল, তবে ছয় ঘণ্টার মধ্যে কাছাকাছি লসিকা গ্রন্থিতে পৌঁছে যায়। ডেনড্রিটিক কোষ, ম্যাক্রোফেজ ও B কোষ এগুলো গ্রহণ করে; এর মধ্যে এমন একটি বিরল ডেনড্রিটিক-কোষ উপগোষ্ঠীও ছিল, যা ঘাতক টি-কোষ সক্রিয় করতে বিশেষভাবে কার্যকর বলে বিবেচিত হয়। ন্যানোকণা তৈরি না করে একই উপাদানগুলোর মিশ্রণ সমতুল্য ফল দেয়নি, যা ইঙ্গিত করে যে কাঠামোটিই গুরুত্বপূর্ণ ছিল।

টিউমার নিয়ন্ত্রণ ও চেকপয়েন্ট থেরাপি

টিকা নেওয়া ইঁদুরের শরীরে সক্রিয় ও বহুমুখী CD8-পজিটিভ টি-কোষের বৃহত্তর জনসংখ্যা তৈরি হয়। পাশাপাশি Th1-ধরনের CD4 প্রতিক্রিয়া, জার্মিনাল-সেন্টার B কোষ এবং অ্যান্টিজেন-নির্দিষ্ট অ্যান্টিবডিও তৈরি হয়। প্রতিরোধমূলক মেলানোমা পরীক্ষায় B16F10-OVA কোষ দিয়ে আক্রান্ত প্রাণীদের টিউমারের ওজন পৃথক উপাদান পাওয়া ইঁদুরের তুলনায় প্রায় 52% কম ছিল।

প্রতিষ্ঠিত টিউমারের বিরুদ্ধেও চিকিৎসাটি কার্যকর ছিল। থেরাপিউটিক মেলানোমা মডেলে শুধু অ্যাডজুভ্যান্ট পাওয়া নিয়ন্ত্রণ দলের তুলনায় এটি গড় টিউমারের আয়তন প্রায় অর্ধেক কমায়। টিউমারের মধ্যে ইন্টারফেরন-গামা, TNF-আলফা এবং গ্র্যানজাইম B উৎপাদনকারী সক্রিয় CD8 ও CD4 কোষের সংখ্যা বেড়ে যায়; পাশাপাশি নিয়ন্ত্রক টি-কোষ ও মাইলয়েড-ডেরাইভড সাপ্রেসর কোষের সংখ্যা কমে। GP33 পেপটাইড ব্যবহার করা একটি সংস্করণ ফুসফুসে মেটাস্ট্যাটিক নডিউলও কমায়।

সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য ফল পাওয়া যায় যখন টিকাটি অ্যান্টি-PD-1 থেরাপির সঙ্গে মিলিয়ে দেওয়া হয়। অর্থোটোপিক B16F10-GP33 মেলানোমা মডেলে এই সম্মিলিত চিকিৎসা টিউমারের ওজন 98.1% কমায় এবং মধ্যম বেঁচে থাকার সময় 41 দিনে উন্নীত করে; শুধু অ্যান্টি-PD-1 নেওয়া ইঁদুরের ক্ষেত্রে তা ছিল 32 দিন। ফুসফুসে মেটাস্টেসিসের মডেলে টিউমারের ভার 88.1% কমে, আর মধ্যম বেঁচে থাকার সময় দাঁড়ায় 33 দিন—শুধু অ্যান্টিবডি চিকিৎসায় যা ছিল 25 দিন।

গবেষকেরা মনে করেন, সক্রিয় টি-কোষের প্রতিক্রিয়া তৈরি করে টিকাটি কম প্রদাহযুক্ত টিউমারকে চেকপয়েন্ট থেরাপির কাছে আরও গ্রহণযোগ্য করে তুলতে পারে। গবেষণাটি এখনও প্রাথমিক ধারণার প্রমাণ হিসেবে সীমাবদ্ধ: এতে ব্যক্তিকেন্দ্রিক নিওঅ্যান্টিজেন বা প্রতিষ্ঠিত মানব টিউমার টার্গেটের পরিবর্তে মডেল অ্যান্টিজেন এবং ইঁদুরের মেলানোমা ব্যবহার করা হয়েছে। কোনো প্রোবায়োটিক-উৎসজাত শর্করা শেষ পর্যন্ত ক্লিনিক্যাল ব্যবহারের জন্য ক্যানসার টিকা তৈরিতে সহায়তা করতে পারে কি না, তা নির্ধারণে এসব পরীক্ষা প্রয়োজন হবে।