मानव अंग चिप प्रौद्योगिकी पैन-इन्फ्लूएंजा ए सीआरआईएसपीआर आरएनए उपचारों के लिए मंच तैयार करती है

इन्फ्लूएंजा ए वायरस (आईएवी) छह प्रमुख फ्लू महामारियों का कारण रहा है, जो वैश्विक स्तर पर 50 से 100 मिलियन मौतों के लिए जिम्मेदार है। अकेले अमेरिका में, यह अनुमान लगाया गया है कि मौसमी रूप से अद्यतन टीकों के बावजूद, IAV संक्रमण के कारण अभी भी 140,000 से 710,000 अस्पताल में भर्ती होते हैं और सालाना 12,000 से 52,000 मौतें होती हैं।

आईएवी के खिलाफ एंटीवायरल उपचार का विकास – या उस मामले के लिए अधिक टिकाऊ टीकाकरण दृष्टिकोण – बेहद चुनौतीपूर्ण रहा है क्योंकि आईएवी अपने आनुवंशिक मेकअप को बदलकर आसानी से उनके खिलाफ प्रतिरोध विकसित करता है। आज तक, इसकी आनुवांशिक जानकारी को “उत्परिवर्तित” करने, पुनर्व्यवस्थित करने या यहां तक ​​कि एक ही कोशिका को संक्रमित करने वाले अन्य आईएवी वायरस के साथ इसे पुन: संयोजित करने की क्षमता दवा डेवलपर्स के लिए एक बड़ी चुनौती रही है, और नए महामारी उपभेदों के उभरने के लिए एक निरंतर जोखिम प्रस्तुत करती है।

नए उपचारों के परीक्षण के लिए उपयुक्त मानव इन विट्रो मॉडल की अनुपस्थिति के कारण IAV की लगातार बदलती आनुवंशिक संरचना के खिलाफ एक प्रभावी हथियार की खोज में बाधा उत्पन्न हुई है। यह चुनौती इस तथ्य से जटिल है कि IAV संक्रमण के पशु मॉडल मानव प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को सटीक रूप से दोहराने में विफल रहते हैं, और मानव फेफड़ों के ऊतकों तक दवा वितरण जानवरों की तुलना में अलग परिस्थितियों में होता है।

सीआरआईएसपीआर जीन संपादन तकनीक पर आधारित नए दृष्टिकोण तलाशे जा रहे हैं, लेकिन जिन अनुक्रमों को लक्षित किया जा रहा है वे इतने मानव-विशिष्ट हैं कि अध्ययन को सार्थक तरीके से पशु मॉडल में नहीं किया जा सकता है।

अब, हार्वर्ड विश्वविद्यालय में वाइस इंस्टीट्यूट फॉर बायोलॉजिकल इंस्पायर्ड इंजीनियरिंग के एक नए सहयोगात्मक अध्ययन ने संस्थापक निदेशक डोनाल्ड इंगबर, एमडी, पीएचडी के समूह में विकसित आईएवी संक्रमण के एक माइक्रोफ्लुइडिक “सांस लेने वाले” मानव फेफड़े के एल्वोलस चिप (फेफड़े के चिप) मॉडल का एक साथ लाभ उठाकर इन चुनौतियों का समाधान किया है; एसोसिएट डायरेक्टर नताली आर्टज़ी, पीएच.डी. द्वारा उन्नत दवा वितरण प्लेटफ़ॉर्म। और उसका समूह; और अत्याधुनिक सीआरआईएसपीआर तकनीक।

टीम ने आईएवी के जीनोम में दृढ़ता से संरक्षित अनुक्रम को लक्षित करने वाली सीआरआईएसपीआर मशीनरी को डिजाइन करके इसे हासिल किया, इसे फेफड़ों के उपकला कोशिकाओं के साथ संबंध के साथ छोटे नैनोकणों में पैक किया, और फेफड़ों के चिप में एक माइक्रोफ्लुइडिक चैनल को अस्तर करने वाले फेफड़ों के उपकला कोशिकाओं में लोड किए गए कणों को वितरित किया जो एक महामारी आईएवी से संक्रमित थे।

परिणामस्वरूप, उपचार के एक ही प्रशासन के बाद इंजीनियर्ड ऊतक में वायरस का भार 50% से अधिक कम हो गया था, और वायरस के कारण होने वाली मेजबान सूजन प्रतिक्रिया काफी हद तक कुंद हो गई थी। महत्वपूर्ण रूप से, सिस्टम में केवल न्यूनतम ऑफ-टारगेट प्रभाव, जैसा कि ट्रांसक्रिप्टोमिक विश्लेषण से पता चला, हुआ। इस प्रकार, यह अंग चिप मॉडल जो अन्य प्रीक्लिनिकल मॉडल की तुलना में मानव आईएवी संक्रमण की बेहतर नकल करता है, सीआरआईएसपीआर आरएनए थेरेपी की प्रभावकारिता और सुरक्षा का मूल्यांकन पहले के तरीकों की तुलना में अधिक नैदानिक ​​​​रूप से प्रासंगिक तरीके से करने में सक्षम बनाता है।

निष्कर्ष हैं प्रकाशित में एक चिप पर लैब.

“हमारे निष्कर्ष दर्शाते हैं कि आईएवी संक्रमण का मानव फेफड़े का चिप मॉडल सीआरआईएसपीआर आरएनए चिकित्सीय के लिए एक अत्यधिक मूल्यवान प्रीक्लिनिकल परीक्षण है जो व्यापक रूप से वायरस उपभेदों पर कार्य करता है क्योंकि यह न केवल मानव-प्रासंगिक तरीके से उनकी प्रभावकारिता पर रिपोर्ट करता है, बल्कि महत्वपूर्ण रूप से, उनके संभावित ऑफ-टारगेट प्रभावों का आकलन करने की भी अनुमति देता है, जो हमें अब तक न्यूनतम लगता है,” इंगबर ने कहा।

“भविष्य में महामारियों की उच्च संभावना और आईएवी की प्राकृतिक मौसमी भिन्नता को देखते हुए, ऐसे पैन-आईएवी एंटीवायरल उपचार हमें वायरस से आगे निकलने में मदद कर सकते हैं और, संभावित रूप से, हजारों लोगों की जान बचा सकते हैं।”

इंगबर हार्वर्ड मेडिकल स्कूल और बोस्टन चिल्ड्रेन्स हॉस्पिटल में वैस्कुलर बायोलॉजी के जूडा फोकमैन प्रोफेसर और एसईएएस में बायोलॉजिकल इंस्पायर्ड इंजीनियरिंग के हंसजॉर्ग वाइस प्रोफेसर भी हैं।

अध्ययन के अन्य लेखकों में रयान पोसी, हाइकिंग बाई, अमांडा जियांग, पेरे दोस्ता, डायना ओकाम्पो-अल्वाराडो, रॉबर्ट प्लेबानी, जी जी और चैत्रा बेलगुर शामिल थे।