بیکٹیریا کی شکر نے چوہوں میں تجرباتی کینسر ویکسین کی تاثیر بڑھا دی

Scienmag کی رپورٹ کے مطابق، لیکٹک ایسڈ پیدا کرنے والے ایک بیکٹیریا سے حاصل کی گئی شکر کو ایک تجرباتی کینسر ویکسین تیار کرنے کے لیے استعمال کیا گیا، جس نے چوہوں میں رسولی کے خلاف زیادہ مضبوط مدافعتی ردِعمل پیدا کیا اور ایک مستعمل امیونوتھراپی کی کارکردگی بہتر بنائی۔

Materials Today Bio میں محققین کی جانب سے بیان کیے گئے اس پلیٹ فارم میں EPS233 نامی ایک ایکسوپولی سیکرائڈ استعمال کیا گیا ہے۔ یہ مادہ لیکٹک ایسڈ بیکٹیریا Lacticaseibacillus paracasei سے الگ کیا گیا اور 20 بیکٹیریائی شکروں پر مشتمل ایک اسکریننگ پروگرام میں منتخب کیا گیا۔ محققین نے پایا کہ EPS233 ایک نینو ذرّے میں خود کو منظم کر سکتا ہے، جبکہ اس میں رسولی کا اینٹی جن اور مدافعتی نظام کو متحرک کرنے والی دوا، دونوں شامل رہ سکتے ہیں۔

یہ نتائج کینسر کی ویکسین پر تحقیق میں ایک مستقل رکاوٹ سے نمٹتے ہیں۔ بہت سی تجرباتی ویکسینیں مطلوبہ تعداد میں CD8-مثبت T خلیے پیدا کرنے میں ناکام رہی ہیں، جو مہلک خلیوں کو شناخت کرکے ہلاک کر سکتے ہیں۔ نئے طریقۂ کار کا مقصد ترسیل اور مدافعتی سرگرمی کو ایک ہی ساخت میں یکجا کرکے اس ردِعمل کو بہتر بنانا ہے۔

خود کو منظم کرنے والا ترسیلی نظام

EPS233 ایمفی پیتھک ہے، یعنی اس کی سالماتی ساخت کے کچھ حصے پانی کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، جبکہ دوسرے حصے پانی سے دور رہتے ہیں۔ پانی میں رکھنے پر اس شکر نے تقریباً 27 نینو میٹر چوڑے گول ذرات تشکیل دیے۔ محققین کے مطابق یہ حجم ذرات کو لمف نوڈز تک پہنچنے میں مدد دے سکتا ہے، جہاں مدافعتی ردِعمل منظم ہوتے ہیں۔

اس ایکسوپولی سیکرائڈ کا اوسط سالماتی حجم تقریباً 77.6 کلوڈالٹن تھا اور اس میں مینوز سے بھرپور بنیادی زنجیر موجود تھی۔ یہ ساخت اہم تھی، کیونکہ شکر مدافعتی سگنلنگ کو متحرک کرنے کے ساتھ ساتھ ویکسین کے دیگر اجزا کو بھی منتقل کر سکتی تھی۔

ویکسین کی تیاری کے لیے ٹیم نے EPS233 کو اوولبومن کے ساتھ ملایا، جسے نمونے کے طور پر رسولی کے اینٹی جن کے طور پر استعمال کیا گیا، اور ریزیکوئیموڈ، یعنی R848، کے ساتھ بھی۔ R848 پیدائشی مدافعتی نظام کے TLR7 اور TLR8 ریسپٹرز کو متحرک کرتا ہے، لیکن اس مرکب کی آزاد شکلیں حد سے زیادہ سوزش پیدا کر سکتی ہیں۔ EPS@R848/OVA کہلانے والی مشترکہ تیاری نے 37 نینو میٹر سے کچھ بڑے ذرات بنائے اور ہر ایک جزو کی تقریباً 84% مقدار کو اپنے اندر بند کر لیا۔

لیبارٹری ماڈلنگ سے ظاہر ہوا کہ شکر اور R848 قدرتی طور پر ایک دوسرے سے جڑ سکتے ہیں، جس سے تینوں اجزا کو ایک ساتھ رہنے میں مدد ملتی ہے۔ اخراج کے تجربات سے اشارہ ملا کہ ذرات معمول کے جسمانی pH میں نسبتاً مستحکم رہے، لیکن خلیوں کے لائسو سومز کے تیزابی ماحول میں زیادہ آسانی سے کھل گئے۔ ان حالات میں 24 گھنٹوں کے اندر اینٹی جن کی نصف سے زیادہ مقدار خارج ہو گئی، جس سے وہ ڈینڈریٹک خلیوں کے اندر دستیاب ہو گیا؛ یہی مدافعتی خلیے T خلیوں کے ردِعمل کا آغاز کرتے ہیں۔

مدافعتی خلیوں کی زیادہ مضبوط فعالیت

یہ ترسیلی نظام R848 کے مضر نظامی اثرات کو بھی کم کرتا دکھائی دیا۔ آزاد R848 کو اینٹی جن کے ساتھ حاصل کرنے والے چوہوں میں چھ گھنٹوں کے اندر سوزشی سائٹو کائنز میں اضافہ اور عارضی طور پر وزن میں کمی دیکھی گئی۔ نینو ذرّات والی تیاری میں یہ اثرات نظر نہیں آئے، جو دوا کو اپنے اندر برقرار رکھ کر اسے زیادہ بتدریج خارج کرتی دکھائی دی۔

ڈینڈریٹک خلیوں اور فائبروبلاسٹس پر کیے گئے تجربات میں علاجی ارتکاز پر زہریلے اثرات بہت کم پائے گئے۔ ہیمولائسز کے تجربات میں ذرات نے نمکول کے مقابلے میں سرخ خون کے خلیوں کو زیادہ نقصان نہیں پہنچایا۔ بار بار علاج کے بعد دل، جگر، تلی، پھیپھڑوں یا گردوں میں کوئی ظاہری غیر معمولی کیفیت پیدا نہیں ہوئی، جبکہ خون کی کیمیائی جانچ بھی معمول کے مطابق رہی۔

ڈینڈریٹک خلیوں کے اندر پہنچنے کے بعد ویکسین تیزی سے جذب ہوئی اور بتدریج لائسو سومز سے باہر منتقل ہو گئی۔ یہ اس لیے اہم تھا کہ لائسو سومز کے اندر محدود اینٹی جن T خلیوں کے سامنے پیش کیے جانے کے بجائے ٹوٹ پھوٹ کا شکار ہو سکتے ہیں۔ علاج کیے گئے خلیوں میں اینٹی جن بردار MHC-I سالمات اور CD40، CD80 اور CD86 کے فعال ہونے والے مارکرز کی سطح بڑھی ہوئی دیکھی گئی۔ ان خلیوں نے مدافعتی سگنلنگ کے کئی پروٹین بھی خارج کیے، جن میں انٹرفیرون-بیٹا، IL-6، TNF-alpha اور IL-12p70 شامل ہیں۔

محققین نے ان اثرات کو دو باہم تعاون کرنے والے راستوں سے منسلک کیا۔ EPS233 نے Dectin-2 ریسپٹر اور اس کے Syk-CARD9 سگنلنگ راستے کو فعال کیا، جبکہ R848 نے TLR7-MyD88-IRF7 راستے کو متحرک کیا۔ دونوں نے مل کر ٹائپ I انٹرفیرون کی سرگرمی میں اضافہ کیا اور اس عمل کو بہتر بنایا جس کے ذریعے ڈینڈریٹک خلیے رسولیوں کے اینٹی جنز کو CD8-مثبت T خلیوں کے سامنے پیش کرتے ہیں۔ جین کے اظہار کے مطالعات میں Irf8 اور Batf3 کی سطح بھی زیادہ پائی گئی، جو کراس پریزنٹیشن میں خصوصی کردار ادا کرنے والی ڈینڈریٹک خلیوں کی آبادی پیدا کرنے میں مدد دیتے ہیں۔

چوہوں میں ذرات 120 گھنٹوں سے زیادہ عرصے تک انجیکشن کی جگہ کے قریب موجود رہے، لیکن چھ گھنٹوں کے اندر قریبی لمف نوڈز تک پہنچ گئے۔ انہیں ڈینڈریٹک خلیوں، میکروفیجز اور B خلیوں نے جذب کیا، جن میں ڈینڈریٹک خلیوں کی ایک نایاب ذیلی قسم بھی شامل تھی، جسے قاتل T خلیوں کو فعال کرنے میں خاص طور پر مؤثر سمجھا جاتا ہے۔ نینو ذرّات کی تشکیل کے بغیر انہی اجزا کے آمیزے نے مساوی نتائج پیدا نہیں کیے، جس سے اشارہ ملتا ہے کہ خود ساخت اس عمل کے لیے نہایت اہم تھی۔

رسولی پر قابو اور چیک پوائنٹ تھراپی

ویکسین لگائے گئے چوہوں میں فعال اور کثیر فعلی CD8-مثبت T خلیوں کی بڑی آبادی پیدا ہوئی، اس کے علاوہ Th1 قسم کے CD4 ردِعمل، جرمنل سینٹر کے B خلیے اور اینٹی جن کے لیے مخصوص اینٹی باڈیز بھی بنیں۔ روک تھام پر مبنی میلانوما کے تجربات میں B16F10-OVA خلیوں کا سامنا کرائے جانے والے جانوروں میں الگ الگ اجزا دیے گئے چوہوں کے مقابلے میں رسولی کا وزن تقریباً 52% کم تھا۔

یہ علاج پہلے سے موجود رسولیوں کے خلاف بھی مؤثر رہا۔ علاجی میلانوما ماڈل میں، واحد معاونِ مدافعت کے کنٹرولز کے مقابلے میں اس نے رسولی کے اوسط حجم کو تقریباً نصف کر دیا۔ رسولیوں میں انٹرفیرون-گاما، TNF-alpha اور گرینزائم B پیدا کرنے والے زیادہ فعال CD8 اور CD4 خلیے پائے گئے، جبکہ ریگولیٹری T خلیوں اور مائیلوئڈ سے ماخوذ دبانے والے خلیوں کی تعداد کم تھی۔ GP33 پیپٹائڈ استعمال کرنے والے ایک ورژن نے پھیپھڑوں میں میٹاسٹیٹک نوڈولز کی تعداد بھی کم کی۔

سب سے نمایاں نتائج اس وقت سامنے آئے جب ویکسین کو anti-PD-1 تھراپی کے ساتھ ملایا گیا۔ آرتھوٹوپک B16F10-GP33 میلانوما ماڈل میں اس امتزاج نے رسولی کے وزن میں 98.1% کمی کی اور درمیانی بقا کو 41 دن تک بڑھا دیا، جبکہ صرف anti-PD-1 لینے والے چوہوں میں یہ مدت 32 دن تھی۔ پھیپھڑوں میں میٹاسٹیسس کے ماڈل میں رسولی کا بوجھ 88.1% کم ہوا، جبکہ درمیانی بقا 33 دن رہی، اس کے مقابلے میں صرف اینٹی باڈی علاج کے ساتھ یہ مدت 25 دن تھی۔

محققین کا کہنا ہے کہ فعال T خلیوں کا ردِعمل فراہم کرکے ویکسین کم سوزش والی رسولیوں کو چیک پوائنٹ تھراپی کے لیے زیادہ قابلِ رسائی بنا سکتی ہے۔ یہ مطالعہ ابھی تصور کے ابتدائی ثبوت تک محدود ہے: اس میں چوہوں میں نمونے کے طور پر اینٹی جنز اور میلانوما استعمال کیے گئے، نہ کہ ذاتی نوعیت کے نیواینٹی جنز یا انسانوں میں پہلے سے قائم رسولیوں کے اہداف۔ یہ جانچ اس بات کا تعین کرنے کے لیے ضروری ہوگی کہ آیا پروبایوٹک سے حاصل کی گئی شکر بالآخر طبی استعمال کے لیے کینسر کی ویکسین کی تیاری میں مدد دے سکتی ہے۔