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SARS-CoV-2 दवाओं की जांच के लिए सेल आधारित वायरल प्रतिकृति प्रणाली


गंभीर तीव्र श्वसन सिंड्रोम कोरोनावायरस 2 (SARS-CoV-2) की स्थिर प्रतिकृति के अनुकूल एक वायरल प्रतिकृति प्रणाली, साइटोपैथिक प्रभावों के बिना, हाल ही में एक अध्ययन में रिपोर्ट की गई है। Biorxiv* प्रीप्रिंट सर्वर।

अध्ययन: ड्रग स्क्रीन के लिए स्व-प्रतिकृति SARS-CoV-2 RNAs को आश्रय देने वाले स्थिर सेल क्लोन. छवि क्रेडिट: कोरोना बोरेलिस स्टूडियो / शटरस्टॉक

पृष्ठभूमि

कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाए बिना SARS-CoV-2 की प्रतिकृति के लिए कई सेलुलर प्रणालियों की सूचना दी गई है, लेकिन उत्पादित सेल लाइनें संभावित निरोधात्मक यौगिकों के बड़े पुस्तकालयों की बड़े पैमाने पर स्क्रीनिंग के लिए अस्थिर और अनुपयुक्त हैं।

वर्तमान अध्ययन स्थिर सेल लाइनों के भीतर एक SARS-CoV-2 प्रतिकृति प्रणाली की रिपोर्ट करता है जिसे एक मानक जैव सुरक्षा स्तर 2 (BSL2) प्रयोगशाला में आसानी से संवर्धित किया जा सकता है। इसका मतलब है कि वे बड़े यौगिक पुस्तकालयों की उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग के लिए उत्तरदायी हैं।

यह उपलब्धि एक अभूतपूर्व खोज का प्रतिनिधित्व करती है जो COVID-19 के लिए उपचार विकसित करने की गति को बहुत तेज करेगी।”

विचाराधीन वायरस में 30 केबी राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) जीनोम होता है, जिसमें अनट्रांसलेटेड क्षेत्रों (3′ और 5 ‘यूटीआर), 13 खुले पठन फ्रेम और एक पॉलीडेनिन (पॉलीए) पूंछ का एक सेट होता है। यह अपने स्वयं के ओआरएफ बनाने के लिए सबजेनोमिक आरएनए (एसजीआरएनए) का अनुवाद करता है, जो वायरस के संरचनात्मक और सहायक प्रोटीन को जन्म देते हुए पॉलीप्रोटीन को एन्कोड करता है।

महत्वपूर्ण रूप से, 16 गैर-संरचनात्मक प्रोटीन (एनएसपी) भी हैं जो वायरस के लिए प्रतिकृति परिसर बनाते हैं, उत्पादक संक्रमण की अनुमति देते हैं और मेजबान प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया से बच जाते हैं।

मुख्य वायरल प्रोटीज (NSP5) और RNA पर निर्भर RNA-पोलीमरेज़ (RdRp, NSP 12) एंटीवायरल ड्रग डेवलपमेंट के शीर्ष लक्ष्यों में से हैं क्योंकि वे क्रमशः रेप्लिकेज़ पॉलीप्रोटीन और वायरस प्रतिकृति के दरार में मध्यस्थता करते हैं। एक सेल-आधारित प्रणाली होना बहुत मददगार होगा जिसमें BSL2 सेटिंग में समानांतर में कई वायरल अवरोधकों को स्क्रीन करने के लिए केवल वायरल प्रतिकृति और अनुवाद मशीनरी शामिल हो।

इसे प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ता सबजेनोमिक वायरल आरएनए अणुओं का उपयोग करते हैं जिन्हें प्रतिकृति कहा जाता है जो कोशिकाओं के भीतर स्वयं को दोहराते हैं लेकिन संक्रामक विषाणुओं को जन्म नहीं दे सकते हैं। SARS-CoV-2 के मामले में, इस वायरस के प्रतिकृतियों की अंतर्निहित साइटोटोक्सिसिटी के कारण अब तक इसे पूरा नहीं किया जा सका है।

प्रतिकृति का तेजी से पता लगाने की आवश्यकता, सेल बैंकों का उत्पादन करने में विफलता जो विभिन्न लॉट के बीच स्थिरता सुनिश्चित कर सकती है, और औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए इन घटनाओं को बढ़ाने की कठिनाई का मतलब है कि उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग के लिए अस्थिर प्रतिकृति प्रणालियों का उपयोग करना व्यावहारिक नहीं है ( HTS) एक या अधिक पुस्तकालयों में हजारों यौगिकों का।

वर्तमान अध्ययन में, इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले स्थिर सेल क्लोन की व्युत्पत्ति और विशेषताओं का वर्णन किया गया है, और ड्रग स्क्रीनिंग में इस प्रणाली का उपयोग करने की क्षमता का वर्णन किया गया है।

अध्ययन ने क्या दिखाया?

वैज्ञानिकों ने पहले SARS-CoV-2 प्रतिकृति में संशोधनों की शुरुआत की, स्पाइक, झिल्ली और लिफाफा जीन की जगह और एक नैनोल्यूसिफरेज रिपोर्टर की शुरुआत की। यह किसी भी स्तनधारी कोशिका रेखा में लगातार प्रतिकृति नहीं दिखा।

NSP1 मानव फेफड़े की कोशिका रेखाओं में व्यवहार्यता के गंभीर नुकसान से जुड़ा है। इस प्रोटीन का सी-टर्मिनल अंत राइबोसोम पर मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) प्रवेश चैनल में प्रवेश करता है और इस प्रकार मेजबान या वायरल एमआरएनए पहुंच को रोकता है, अनुवाद को दबा देता है।

इस अध्ययन के दौरान, शोधकर्ताओं ने पाया कि K164A/H165A म्यूटेशन को NSP1 में शामिल करने से SARS-CoV-2 प्रतिकृतियों वाले स्थिर सेल क्लोन का उत्पादन हुआ। यह NSP1 की ज्ञात संरचना से सहमत है, जो इस उत्परिवर्तन की उपस्थिति में सी-टर्मिनल अंत और राइबोसोम के बीच कम बातचीत की भविष्यवाणी करता है, इस प्रकार राइबोसोम को mRNA की मेजबानी के लिए खोलता है। NSP1 गतिविधि के कारण परिणाम कम साइटोपैथिक प्रभाव होगा।

इसके विपरीत, R124S/K125E म्यूटेशन की उपस्थिति वायरल mRNA के 5′-अनट्रांसलेटेड क्षेत्र (5′-UTR) के लिए NSP1 N-टर्मिनल के अंत के बंधन को आंशिक रूप से अवरुद्ध कर सकती है। इस परिदृश्य में, सी-टर्मिनल अंत राइबोसोम से जुड़ा रहता है, वायरल या होस्ट एमआरएनए द्वारा राइबोसोम तक पहुंच को रोकता है।

N128S/K129E एक प्रकाशित संरचना के बिना एक उत्परिवर्तन है, लेकिन यह SARS-CoV NSP1 द्वारा इंटरफेरॉन के निषेध को कमजोर करने के लिए जाना जाता है। यह उत्परिवर्तन प्रतिकृति की उपस्थिति में सेल व्यवहार्यता के साथ असंगत था।

K164A/H165A म्यूटेशन की उपस्थिति ने स्थिर कोशिकाओं को केवल बेबी हम्सटर किडनी (BHK-21) सेल लाइन के साथ पुनर्प्राप्त करने की अनुमति दी, जिससे अन्य सेल प्रकारों में साइटोपैथिक प्रभाव हुआ।

इस खोज को समान उत्परिवर्तन वाले किसी अन्य प्रतिकृति के साथ नहीं बल्कि कुछ अंतरों के साथ दोहराया गया है। शोधकर्ता सवाल करते हैं कि क्या अन्य उत्परिवर्तन की उपस्थिति, इसके अलावा, वर्तमान अध्ययन में उपयोग की जाने वाली सेल लाइनों में, स्थिर प्रतिकृति का कारण बनी।

प्रतिकृतियों का उपयोग 270 से अधिक यौगिकों की जांच के लिए किया गया था, जिनमें से तीन प्रतिकृति कोशिकाओं और मानव कोशिका रेखाओं में निरोधात्मक पाए गए थे।

निहितार्थ क्या हैं?

शोधकर्ताओं ने दावा किया है कि उन्होंने एक सेलुलर प्रतिकृति प्रणाली स्थापित की है, जो स्वायत्त रूप से SARS-CoV-2 RNA की नकल कर रही है, जो स्थिर है और एंटीवायरल दवाओं की उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग के लिए उपयुक्त है। यह इस तरह की पहली प्रणाली है और एचटीएस ड्रग स्क्रीनिंग के लिए प्रमाणित बीएसएल -2 मानक की प्रयोगशाला में कोशिकाओं को सुसंस्कृत, बैंकों में संग्रहीत, योग्य और उपयोग करने की अनुमति देता है।

अब तक, उपरोक्त के रूप में एक कुशल सेल-आधारित प्रणाली की अनुपस्थिति से एंटीवायरल स्क्रीनिंग में बाधा उत्पन्न हुई थी।

यह कार्य SARS-CoV-2 प्रतिकृति के आनुवंशिक और कार्यात्मक विश्लेषण और एंटीवायरल दवाओं के विकास के लिए एक मजबूत, सेल-आधारित प्रणाली स्थापित करता है।. यह नवाचार निस्संदेह COVID-19 के उपचार के विकास की गति को तेज करेगा।”

*महत्वपूर्ण सूचना

bioRxiv प्रारंभिक वैज्ञानिक रिपोर्ट प्रकाशित करता है जिनकी सहकर्मी-समीक्षा नहीं की जाती है और इसलिए, उन्हें निर्णायक नहीं माना जाना चाहिए, नैदानिक ​​अभ्यास/स्वास्थ्य संबंधी व्यवहार का मार्गदर्शन करना चाहिए, या स्थापित जानकारी के रूप में माना जाना चाहिए।

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