যক্ষ্মা ফুসফুসে বেঁচে থাকে এবং সমৃদ্ধ হয়। যখন এই রোগের কারণ ব্যাকটিরিয়াগুলি বাতাসে আক্রান্ত হয়, তখন তারা তুলনামূলকভাবে প্রতিকূল পরিবেশে প্রবেশ করে, তাদের আশেপাশের পিএইচ এবং রসায়নে কঠোর পরিবর্তন রয়েছে। এই ব্যাকটিরিয়াগুলি কীভাবে তাদের বায়ুবাহিত যাত্রা থেকে বেঁচে থাকে তাদের অধ্যবসায়ের মূল চাবিকাঠি, তবে তারা কীভাবে নিজেকে রক্ষা করে সে সম্পর্কে খুব কমই জানা যায় যে তারা যখন এক হোস্ট থেকে পরের দিকে ঝাঁপিয়ে পড়ে।
এখন এমআইটি গবেষকরা এবং তাদের সহযোগীরা জিনের একটি পরিবার আবিষ্কার করেছেন যা বিশেষত বেঁচে থাকার জন্য অপরিহার্য হয়ে ওঠে যখন প্যাথোজেনটি বাতাসের সংস্পর্শে আসে, সম্ভবত তার বিমানের সময় ব্যাকটিরিয়াম রক্ষা করে।
এই জিনগুলির অনেকগুলি পূর্বে অযৌক্তিক হিসাবে বিবেচিত হত, কারণ তারা কোনও হোস্টে ইনজেকশনের সময় রোগ সৃষ্টিতে ব্যাকটিরিয়ার ভূমিকার উপর কোনও প্রভাব ফেলেনি বলে মনে হয়। নতুন কাজটি পরামর্শ দেয় যে এই জিনগুলি প্রকৃতপক্ষে প্রয়োজনীয়, যদিও প্রসারণের পরিবর্তে সংক্রমণের জন্য।
সিভিল অ্যান্ড এনভায়রনমেন্টাল ইঞ্জিনিয়ারিং এবং মেকানিকাল ইঞ্জিনিয়ারিং এর সহযোগী অধ্যাপক এবং ম্যাটার ফ্যাক্টর সদস্যদের জন্য একটি কোর ফ্যাক্টর সদস্যদের সহযোগী অধ্যাপক লিডিয়া বুরোইবা বলেছেন, “বায়ুবাহিত সংক্রমণের দিকে আমাদের একটি অন্ধ স্পট রয়েছে।” “এখন আমাদের এই জিনগুলির মাধ্যমে, যক্ষ্মা নিজেকে রক্ষা করার জন্য কী সরঞ্জাম ব্যবহার করে তার একটি ধারণা আছে।”
দলের ফলাফল, এই সপ্তাহে উপস্থিত জাতীয় বিজ্ঞান একাডেমি কার্যক্রমযক্ষ্মা চিকিত্সার জন্য নতুন লক্ষ্যগুলি সরবরাহ করতে পারে যা একই সাথে সংক্রমণের চিকিত্সা করে এবং সংক্রমণ রোধ করে।
“যদি কোনও ড্রাগ এই একই জিনের পণ্যটিকে লক্ষ্য করে দেখায় তবে এটি কোনও ব্যক্তির কার্যকরভাবে চিকিত্সা করতে পারে এবং সেই ব্যক্তিকে নিরাময় করার আগেই এটি সংক্রমণটিকে অন্যের কাছে ছড়িয়ে দেওয়া থেকে বিরত রাখতে পারে,” মাইক্রোবায়োলজি এবং ইমিউনোলজি বিভাগের চেয়ারম্যান কার্ল নাথান বলেছেন, ওয়েল কর্নেল মেডিসিনে মাইক্রোবায়োলজির আরএ রিস প্রিচেট অধ্যাপক।
নাথান এবং বুরউইবা এই গবেষণার সহ-সিনিয়র লেখক, যার মধ্যে রয়েছে তরল ও স্বাস্থ্য নেটওয়ার্কে বুরউইবার এমআইটি সহ-লেখক এবং মেন্টি: সহ-নেতৃত্বাধীন লেখক পোস্টডোক জিয়াওয়াই হু, পোস্টডোক এরিক শেন, এবং শিক্ষার্থী মেন্টেস রবিন জাহন এবং লুস গার্টস। এই গবেষণায় ওয়েল কর্নেল মেডিসিন, সান দিয়েগোতে ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, রকফেলার বিশ্ববিদ্যালয়, হ্যাকেনস্যাক মেরিডিয়ান স্বাস্থ্য এবং ওয়াশিংটন বিশ্ববিদ্যালয়ের সহযোগীও অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
প্যাথোজেনের দৃষ্টিকোণ
যক্ষ্মা দ্বারা সৃষ্ট একটি শ্বাসযন্ত্রের রোগ মাইকোব্যাক্টেরিয়াম যক্ষ্মাএমন একটি ব্যাকটিরিয়াম যা সাধারণত ফুসফুসকে প্রভাবিত করে এবং ফোঁটাগুলির মাধ্যমে সংক্রমণিত হয় যা একটি সংক্রামিত ব্যক্তি বাতাসে বেরিয়ে আসে, প্রায়শই কাশি বা হাঁচি দিয়ে। যক্ষ্মা হ’ল সংক্রমণ থেকে মৃত্যুর একক প্রধান কারণ, ভাইরাস দ্বারা সৃষ্ট প্রধান বৈশ্বিক মহামারী ব্যতীত।
“গত 100 বছরে, আমরা 1918 ইনফ্লুয়েঞ্জা, 1981 এইচআইভি এইডস মহামারী এবং 2019 এসএআরএস সিওভি 2 মহামারী,” নাথন নোট করেছেন। “এই ভাইরাসগুলির প্রত্যেকটিই প্রচুর সংখ্যক লোককে হত্যা করেছে। এবং তারা স্থির হয়ে যাওয়ার সাথে সাথে আমরা যক্ষ্মার একটি ‘স্থায়ী মহামারী’ রেখেছি।”
এর প্যাথোফিজিওলজি সম্পর্কিত যক্ষ্মা কেন্দ্রগুলির উপর বেশিরভাগ গবেষণা – ব্যাকটিরিয়াগুলি একটি হোস্টকে দখল করে এবং সংক্রামিত করে এমন পদ্ধতিগুলি – সেইসাথে এই রোগটি নির্ণয় এবং চিকিত্সার উপায়। তাদের নতুন অধ্যয়নের জন্য নাথান এবং বোরউইবা নিজেই ব্যাকটিরিয়ামের দৃষ্টিকোণ থেকে যক্ষ্মার সংক্রমণে মনোনিবেশ করেছিলেন, এটি তার বায়ুবাহিত সংক্রমণ থেকে বাঁচতে সহায়তা করার জন্য কোন প্রতিরক্ষা নির্ভর করতে পারে তা তদন্ত করতে।
“এই হঠাৎ পরিবর্তনগুলি এবং খুব কঠোর বায়োফিজিকাল পরিস্থিতি থেকে সুরক্ষিত থাকার স্তরে জীবের ক্ষেত্রে কী ঘটছে তার দিক থেকে বায়ুবাহিত দৃষ্টিকোণ থেকে যক্ষ্মার দিকে নজর দেওয়ার এটি প্রথম প্রচেষ্টাগুলির মধ্যে একটি।”
সমালোচনামূলক প্রতিরক্ষা
এমআইটিতে, বোরউইবা তরল পদার্থবিজ্ঞান এবং যেভাবে ড্রপলেট গতিশীলতা কণা এবং রোগজীবাণু ছড়িয়ে দিতে পারে সেগুলি অধ্যয়ন করে। তিনি নাথনের সাথে জুটি বেঁধেছিলেন, যিনি যক্ষ্মা অধ্যয়ন করেন এবং যে জিনগুলি ব্যাকটিরিয়া তাদের জীবনচক্র জুড়ে নির্ভর করে।
কীভাবে যক্ষ্মা বাতাসে বেঁচে থাকতে পারে সে সম্পর্কে একটি হ্যান্ডেল পেতে, দলটি সংক্রমণের সময় ব্যাকটিরিয়ামের যে শর্তগুলি অনুভব করে তা নকল করার লক্ষ্য ছিল। গবেষকরা প্রথমে একটি তরল বিকাশ করতে চেয়েছিলেন যা সান্দ্রতা এবং ফোঁটা আকারে একই রকম, একজন রোগী কী কাশি বা বাতাসে হাঁচি দেয়। বোরউইবা নোট করেছেন যে অতীতে যক্ষ্মায় যে পরীক্ষামূলক কাজ করা হয়েছিল তার বেশিরভাগই তরল সমাধানের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছিল যা বিজ্ঞানীরা ব্যাকটিরিয়া বৃদ্ধির জন্য ব্যবহার করেন। তবে দলটি আবিষ্কার করেছে যে এই তরলটির একটি রাসায়নিক রচনা রয়েছে যা যক্ষ্মা রোগীরা আসলে কাশি এবং হাঁচি বাতাসে কাশি করে এমন তরল থেকে খুব আলাদা।
অতিরিক্তভাবে, বোরউইবা নোট করেছেন যে সাধারণত যক্ষ্মা রোগীদের থেকে তরল নমুনাযুক্ত তরলটি স্পুটামের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয় যা রোগী ছিটকে যায়, উদাহরণস্বরূপ ডায়াগনস্টিক পরীক্ষার জন্য। “তরলটি ঘন এবং গোয় এবং এটি হ’ল বেশিরভাগ যক্ষ্মা বিশ্বে যা ঘটছে তা উপস্থাপনের জন্য বিবেচনা করে,” তিনি বলে। “তবে এটি অন্যের কাছে ছড়িয়ে পড়ার ক্ষেত্রে অসাধারণভাবে অদক্ষ কারণ এটি ইনহেলেবল ফোঁটাগুলিতে ভাঙতে খুব আঠালো।”
ফ্লুইড এবং ড্রপলেট পদার্থবিজ্ঞানের সাথে বুরউইবার কাজের মাধ্যমে, দলটি বায়ুর মাধ্যমে সংক্রমণিত যক্ষ্মা বহনকারী মাইক্রোড্রপলেটগুলির আরও বাস্তবসম্মত সান্দ্রতা এবং সম্ভবত আকার বিতরণ নির্ধারণ করে। দলটি সংক্রামিত ফুসফুসের টিস্যুগুলির রোগীদের নমুনার বিশ্লেষণের ভিত্তিতে ড্রপলেট রচনাগুলিও চিহ্নিত করেছিল। এরপরে তারা আরও বাস্তবসম্মত তরল তৈরি করেছিল, একটি রচনা, সান্দ্রতা, পৃষ্ঠের টান এবং ফোঁটা আকার সহ যা শ্বাস -প্রশ্বাস থেকে বাতাসে প্রকাশিত হবে তার অনুরূপ।
তারপরে, গবেষকরা ছোট ছোট ফোঁটাগুলিতে প্লেটে বিভিন্ন তরল মিশ্রণ জমা দিয়েছিলেন এবং কীভাবে তারা বাষ্পীভূত হয় এবং কী অভ্যন্তরীণ কাঠামো তারা পিছনে ফেলে রাখে সে সম্পর্কে বিশদভাবে পরিমাপ করা হয়। তারা পর্যবেক্ষণ করেছেন যে নতুন তরলটি ফোঁটাটির মাঝখানে ব্যাকটিরিয়াগুলিকে ঝোঁক হিসাবে বাষ্পীভবন হিসাবে ield ালতে ঝোঁক দেয়, প্রচলিত তরলগুলির তুলনায় যেখানে ব্যাকটিরিয়া বাতাসের সাথে আরও বেশি উন্মুক্ত ছিল। আরও বাস্তবসম্মত তরল আরও বেশি জল ধরে রাখতে সক্ষম ছিল।
অধিকন্তু, দলটি বিভিন্ন নকআডাউন সহ জিনযুক্ত ব্যাকটেরিয়াগুলির সাথে প্রতিটি ফোঁটাকে সংক্রামিত করেছিল, যাতে কিছু জিনের অনুপস্থিতি ব্যাকটেরিয়ার বেঁচে থাকার প্রভাব ফেলবে কিনা তা দেখতে পান।
এইভাবে, দলটি 4,000 এরও বেশি যক্ষ্মা জিনের ক্রিয়াকলাপটি মূল্যায়ন করেছে এবং কয়েক শতাধিক জিনের একটি পরিবার আবিষ্কার করেছে যা মনে হয় বিশেষত বায়ুবাহিত অবস্থার সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া ব্যাকটিরিয়া হিসাবে গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে। এই জিনগুলির অনেকগুলি অক্সিডাইজড প্রোটিনগুলির ক্ষতি মেরামত করার সাথে জড়িত, যেমন প্রোটিনগুলি যা বাতাসের সংস্পর্শে এসেছে। অন্যান্য সক্রিয় জিনগুলি মেরামতের বাইরে থাকা ক্ষতিগ্রস্থ প্রোটিনগুলি ধ্বংস করার সাথে সম্পর্কযুক্ত।
নাথন বলেছেন, “আমরা যা পরিণত করেছি তা ছিল প্রার্থীর তালিকা যা অনেক দীর্ঘ।” “এখানে শত শত জিন রয়েছে, অন্যদের তুলনায় আরও কিছু বিশিষ্টভাবে জড়িত, যা যক্ষ্মা তার সংক্রমণ পর্যায়ে থেকে বাঁচতে সহায়তা করার ক্ষেত্রে সমালোচনামূলকভাবে জড়িত থাকতে পারে।”
দলটি স্বীকার করে যে পরীক্ষাগুলি ব্যাকটিরিয়ার বায়োফিজিকাল সংক্রমণের সম্পূর্ণ অ্যানালগ নয়। বাস্তবে, যক্ষ্মা ফোঁটাগুলিতে বহন করা হয় যা বাতাসের মধ্য দিয়ে উড়ে যায়, তারা যেতে যেতে বাষ্পীভূত হয়। তাদের জেনেটিক বিশ্লেষণগুলি সম্পাদন করার জন্য, দলটিকে একটি প্লেটে বসে থাকা ফোঁটা নিয়ে কাজ করতে হয়েছিল। এই সীমাবদ্ধতার অধীনে, তারা ফ্লাইটের বাষ্পীভবনকে ত্বরান্বিত করার জন্য একটি অত্যন্ত শুকনো চেম্বারে প্লেটগুলি সেট করে, ফ্লাইটে কী অভিজ্ঞতা অর্জন করবে তার সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ।
এগিয়ে গিয়ে গবেষকরা প্ল্যাটফর্মগুলি নিয়ে পরীক্ষা -নিরীক্ষা শুরু করেছেন যা তাদেরকে বিভিন্ন শর্তে ফ্লাইটে ফোঁটাগুলি অধ্যয়ন করতে দেয়। জিনগুলি সত্যই ield াল দেয় কিনা তা নিশ্চিত করার জন্য তারা আরও বাস্তববাদী পরীক্ষায় জিনের নতুন পরিবারে মনোনিবেশ করার পরিকল্পনা করে মাইকোব্যাক্টেরিয়াম যক্ষ্মা যেহেতু এটি বাতাসের মাধ্যমে সংক্রমণিত হয়, সম্ভাব্যভাবে এর বায়ুবাহিত প্রতিরক্ষা দুর্বল করার পথটি খোলার।
নাথান বলেছেন, “যক্ষ্মা আক্রান্ত কাউকে খুঁজে পাওয়ার জন্য অপেক্ষা করার ধারণাটি, তারপরে তাদের চিকিত্সা করা এবং নিরাময় করা, মহামারী বন্ধ করার সম্পূর্ণ অদক্ষ উপায়,” নাথন বলেছেন। “বেশিরভাগ লোক যারা যক্ষ্মা নিঃশ্বাস ত্যাগ করে তাদের এখনও রোগ নির্ণয় হয় না। সুতরাং আমাদের এর সংক্রমণকে বাধা দিতে হবে And এবং আপনি কীভাবে এটি করবেন, যদি আপনি প্রক্রিয়াটি সম্পর্কে কিছু না জানেন তবে আমাদের এখন কিছু ধারণা আছে।”
এই কাজটি কিছু অংশে কেমিক্যাল বায়োলজি অ্যান্ড ট্রান্সলেশনাল মেডিসিনে অ্যাবি এবং হাওয়ার্ড পি। মিলস্টেইন প্রোগ্রাম এবং পটস মেমোরিয়াল ফাউন্ডেশন, ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন সেন্টার ফর অ্যানালাইসিস অ্যান্ড প্যান্ডেমিক সম্প্রসারণের পূর্বাভাস (অ্যাপেক্স) দ্বারা সমর্থন করা হয়েছিল, ইন্ডাইটেক্স, নাসা ট্রান্সলেশনাল রিসার্চ ইনস্টিটিউট ফর স্পেস হেলথ, এবং অ্যানালগ ডিভাইসস, ইনক।