mRNA, বা মেসেঞ্জার RNA হল এক ধরনের অণু যা ডিএনএ থেকে কোষের প্রোটিন তৈরির যন্ত্রপাতি-তে জেনেটিক তথ্য বহন করে। কোষে এমআরএনএ সরবরাহ করে, আমরা তাদের নির্দেশ দিতে পারি যে আমরা যে প্রোটিন চাই, যেমন অ্যান্টিবডি, এনজাইম, হরমোন বা ভ্যাকসিন তৈরি করতে। এটি সংক্রামক রোগ থেকে ক্যান্সার পর্যন্ত বিভিন্ন রোগের চিকিৎসার জন্য সম্ভাবনার একটি নতুন জগত খুলে দেয়।
এই নিবন্ধে, আমরা আপনাকে mRNA থেরাপির মূল বিষয়গুলির সাথে পরিচয় করিয়ে দেব, যার মধ্যে এটি কীভাবে কাজ করে, এটি কীভাবে তৈরি হয়, কীভাবে এটি বিতরণ করা হয় এবং কীভাবে এটি প্রয়োগ করা হয়। আমরা বায়োটেকনোলজির এই উত্তেজনাপূর্ণ ক্ষেত্রে সাম্প্রতিক কিছু অগ্রগতি এবং চ্যালেঞ্জও শেয়ার করব।
কিভাবে mRNA থেরাপি কাজ করে?
mRNA থেরাপি কোষে সিন্থেটিক mRNA অণু প্রবর্তন করে কাজ করে, যেখানে সেগুলি কার্যকরী প্রোটিনে অনুবাদ করা হয়। প্রোটিনের ধরন এবং উদ্দেশ্যের উপর নির্ভর করে, mRNA থেরাপির বিভিন্ন প্রভাব থাকতে পারে। যেমন:
mRNA ভ্যাকসিনগুলি একটি নির্দিষ্ট প্যাথোজেনের বিরুদ্ধে একটি ইমিউন প্রতিক্রিয়া ট্রিগার করতে পারে, যেমন নতুন করোনাভাইরাস যা COVID-19 ঘটায়। স্পাইক প্রোটিনের মতো ভাইরাল প্রোটিনকে এনকোড করে এমন mRNA সরবরাহ করে, আমরা অ্যান্টিবডি এবং টি কোষের উৎপাদনকে উদ্দীপিত করতে পারি যা ভাইরাসকে চিনতে এবং নির্মূল করতে পারে।
mRNA অ্যান্টিবডি একটি রোগের বিরুদ্ধে নিষ্ক্রিয় অনাক্রম্যতা প্রদান করতে পারে, যেমন জলাতঙ্ক বা এইচআইভি। এমআরএনএ সরবরাহ করে যা একটি মনোক্লোনাল অ্যান্টিবডি এনকোড করে, আমরা শরীরের নিজস্ব ইমিউন সিস্টেমের উপর নির্ভর না করে একটি নির্দিষ্ট অ্যান্টিজেনের বিরুদ্ধে অবিলম্বে সুরক্ষা প্রদান করতে পারি।
mRNA প্রোটিন প্রতিস্থাপন একটি অনুপস্থিত বা ত্রুটিপূর্ণ প্রোটিনের কার্যকারিতা পুনরুদ্ধার করতে পারে, যেমন হিমোফিলিয়ায় ফ্যাক্টর VIII বা পেশী ডিস্ট্রফিতে ডিস্ট্রোফিন। এমআরএনএ সরবরাহ করে যা প্রোটিনের একটি সাধারণ সংস্করণকে এনকোড করে, আমরা রোগের অন্তর্নিহিত কারণটি সংশোধন করতে পারি এবং লক্ষণগুলিকে উন্নত করতে পারি।
mRNA জিন সম্পাদনা একটি কোষের জিনোম পরিবর্তন করতে পারে, যেমন একটি মিউটেশন সংশোধন করা বা একটি নতুন জিন সন্নিবেশ করানো। CRISPR/Cas9-এর মতো একটি প্রোগ্রামযোগ্য নিউক্লিয়াসকে এনকোড করে এমন mRNA প্রদান করে, আমরা উচ্চ নির্ভুলতা এবং দক্ষতার সাথে নির্দিষ্ট ডিএনএ সিকোয়েন্সকে লক্ষ্য ও সম্পাদনা করতে পারি।
কিভাবে mRNA তৈরি হয়?
mRNA একটি প্রক্রিয়া দ্বারা তৈরি করা হয় যাকে বলা হয় ইন ভিট্রো ট্রান্সক্রিপশন (IVT), যা একটি DNA টেমপ্লেট এবং একটি RNA পলিমারেজ এনজাইম ব্যবহার করে RNA অণু সংশ্লেষিত করে। ডিএনএ টেমপ্লেটটিতে একটি প্রবর্তক ক্রম এবং পছন্দসই প্রোটিনের কোডিং ক্রম রয়েছে। আরএনএ পলিমারেজ প্রবর্তকের সাথে আবদ্ধ হয় এবং ডিএনএকে আরএনএ-তে প্রতিলিপি করে।
সিন্থেটিক mRNA কোষে কার্যকরী এবং স্থিতিশীল তা নিশ্চিত করার জন্য, IVT-এর সময় বা পরে বেশ কিছু পরিবর্তন করা হয়। এর মধ্যে রয়েছে:
ক্যাপিং: mRNA এর 5' প্রান্তে একটি পরিবর্তিত নিউক্লিওটাইড যোগ করা যাতে এটিকে অবক্ষয় থেকে রক্ষা করা যায় এবং এর অনুবাদ দক্ষতা বাড়ানো যায়। ক্যাপ 0, ক্যাপ 1, এবং ক্যাপ 2 এর মতো বিভিন্ন ধরণের ক্যাপ রয়েছে, যা তাদের মিথাইলেশন স্তরে ভিন্ন।
পলিয়াডেনাইলেশন: mRNA এর 3' প্রান্তে অ্যাডেনিন নিউক্লিওটাইডের একটি স্ট্রিং যোগ করে এর স্থায়িত্ব এবং অর্ধেক-জীবন বৃদ্ধি করে। পলি(A) লেজের দৈর্ঘ্য 10 থেকে 250 নিউক্লিওটাইডের মধ্যে পরিবর্তিত হতে পারে।
অপ্টিমাইজেশান: এমআরএনএর কাঠামোগত উপাদানগুলিকে সামঞ্জস্য করা, যেমন 5' অনানুবাদিত অঞ্চল (UTR), 3' UTR এবং ওপেন রিডিং ফ্রেম (ORF), এর অভিব্যক্তি স্তর এবং কার্যকলাপ উন্নত করতে। এর মধ্যে কোডন ব্যবহার অপ্টিমাইজ করা, কার্যকরী পেপটাইড বা সিগন্যাল সিকোয়েন্স প্রবর্তন করা বা স্ব-এম্পলিফাইং উপাদান যোগ করা জড়িত থাকতে পারে।
পরিবর্তন: এমআরএনএ-তে কিছু নিউক্লিওটাইডের রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন করে এর ইমিউনোজেনিসিটি কমানো এবং এর স্থায়িত্ব বাড়ানো। এর মধ্যে ইউরিডিনকে সিউডোরিডাইন বা N1-মিথাইলপসিউডোরিডাইন দিয়ে প্রতিস্থাপন করা বা অন্যান্য অবস্থানে মিথাইল গ্রুপ যোগ করা জড়িত থাকতে পারে।
কিভাবে mRNA বিতরণ করা হয়?
mRNA ডেলিভারি mRNA থেরাপির সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি, কারণ mRNA অণুগুলি বড়, নেতিবাচক চার্জযুক্ত এবং জৈবিক তরলগুলিতে এনজাইমগুলির দ্বারা অবক্ষয়ের প্রবণ। অতএব, কোষে mRNA রক্ষা ও পরিবহনের জন্য বিভিন্ন ধরনের বাহক তৈরি করা হয়। এর মধ্যে রয়েছে:
লিপিড ন্যানো পার্টিকেলস (LNPs): লিপিড দ্বারা গঠিত গোলাকার কণা যা mRNA অণুর চারপাশে একটি দ্বিস্তর গঠন করে। এলএনপিগুলি কোষের ঝিল্লির সাথে ফিউজ করতে পারে এবং সাইটোপ্লাজমে এমআরএনএ ছেড়ে দিতে পারে। এলএনপিগুলি তাদের উচ্চ দক্ষতা এবং জৈব সামঞ্জস্যতার কারণে এমআরএনএ ডেলিভারির জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। LNP-এর কিছু উদাহরণ হল cationic সলিড লিপিড ন্যানো পার্টিকেলস (SLNs), ionizable লিপিড ন্যানো পার্টিকেলস (ILNs), এবং immunostimulatory lipid nanoparticles (ISLNs)।
পলিমার ন্যানো পার্টিকেল (PNPs): পলিমারের সমন্বয়ে গঠিত গোলাকার কণা যা mRNA অণুর চারপাশে একটি মূল-শেল গঠন তৈরি করে। পিএনপিগুলি এন্ডোসাইটোসিস দ্বারা কোষে প্রবেশ করতে পারে এবং প্রোটন স্পঞ্জ প্রভাব বা এনজাইমেটিক অবক্ষয় দ্বারা লাইসোসোম থেকে রক্ষা পেতে পারে। PNP গুলি বহুমুখী এবং বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য কাস্টমাইজযোগ্য। PNP-এর কিছু উদাহরণ হল পলিইথিলেনিমাইন (PEI), পলি(ল্যাকটিক-কো-গ্লাইকোলিক অ্যাসিড) (PLGA), এবং চিটোসান।
Cationic nanoemulsions (CNEs): তেলের ফোঁটা-জলের ইমালশনে-যেমন ক্যাটানিক লিপিড এবং সার্ফ্যাক্টেন্ট রয়েছে। সিএনই কোষের ঝিল্লির সাথে যোগাযোগ করতে পারে এবং সাইটোপ্লাজমে এমআরএনএ সরবরাহ করতে পারে। সিএনইগুলি প্রস্তুত করা এবং মাপ করা সহজ, এবং এমআরএনএ ভ্যাকসিনগুলির ইমিউনোজেনিসিটি উন্নত করতে পারে। CNE এর কিছু উদাহরণ হল DOTAP/DOPE, DOTAP/কোলেস্টেরল এবং DOTAP/MCT।
অন্যান্য mRNA ডেলিভারি সিস্টেম: mRNA ডেলিভারির জন্য অন্বেষণ করা হয়েছে এমন কিছু অন্যান্য ধরনের বাহক হল প্রোটামাইন-কনডেন্সড এমআরএনএ, এক্সোসোম, এক্সট্রা সেলুলার ভেসিকল (EVs), মেসোপোরাস সিলিকা এবং ক্যালসিয়াম ফসফেট (CaP)।
এমআরএনএ থেরাপির প্রয়োগগুলি কী কী?
mRNA থেরাপিতে সংক্রামক রোগ থেকে বিপাকীয় ব্যাধি, ক্যান্সার থেকে কার্ডিওভাসকুলার রোগ এবং জেনেটিক রোগ থেকে পুনর্জন্মের ওষুধ পর্যন্ত বিস্তৃত রোগের চিকিৎসা করার সম্ভাবনা রয়েছে। এমআরএনএ থেরাপির কিছু বর্তমান এবং উদীয়মান অ্যাপ্লিকেশন হল:
mRNA ভ্যাকসিন: mRNA ভ্যাকসিন বিভিন্ন রোগজীবাণু যেমন SARS{{0}CoV-2, ইনফ্লুয়েঞ্জা ভাইরাস, এইচআইভি, রেসপিরেটরি সিনসাইটিয়াল ভাইরাস (RSV), হারপিস সিমপ্লেক্স ভাইরাস (HSV), ভেরিসেলা জোস্টার ভাইরাস (VZVCMGV), হিউম্যান সিমপ্লেক্স ভাইরাস (ভিজেডভিসি, সিওভি) এবং মানবদেহের মতো বিভিন্ন রোগজীবাণুর বিরুদ্ধে একটি শক্তিশালী এবং সুনির্দিষ্ট প্রতিরোধ ক্ষমতা তৈরি করতে পারে। ভাইরাস প্রথাগত ভ্যাকসিনের তুলনায় mRNA ভ্যাকসিনের বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, যেমন দ্রুত বিকাশ, কম খরচ, উচ্চ নিরাপত্তা এবং সহজ মাপযোগ্যতা।
mRNA অ্যান্টিবডি: mRNA অ্যান্টিবডি বিভিন্ন রোগের বিরুদ্ধে নিষ্ক্রিয় অনাক্রম্যতা প্রদান করতে পারে, যেমন জলাতঙ্ক, এইচআইভি, ইবোলা, জিকা, অ্যানথ্রাক্স এবং কোভিড-১৯৷ প্রচলিত অ্যান্টিবডিগুলির তুলনায় mRNA অ্যান্টিবডিগুলির বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, যেমন দীর্ঘমেয়াদী অভিব্যক্তি, কম ইমিউনোজেনিসিটি, উচ্চ স্থিতিশীলতা এবং সহজ প্রশাসন।
mRNA প্রোটিন প্রতিস্থাপন: mRNA প্রোটিন প্রতিস্থাপন বিভিন্ন রোগে অনুপস্থিত বা ত্রুটিপূর্ণ প্রোটিনের কার্যকারিতা পুনরুদ্ধার করতে পারে, যেমন হিমোফিলিয়া, পেশীবহুল ডিস্ট্রোফি, সিস্টিক ফাইব্রোসিস, ফেনাইলকেটোনুরিয়া, ফ্যাব্রি ডিজিজ, গাউচার ডিজিজ এবং পারকিনসন রোগ। এমআরএনএ প্রোটিন প্রতিস্থাপনের প্রোটিন থেরাপির উপর বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, যেমন ইমিউনোজেনিসিটি এড়ানো, জৈব উপলভ্যতা বাড়ানো এবং ডোজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করা।
mRNA জিন সম্পাদনা: mRNA জিন সম্পাদনা বিভিন্ন রোগে কোষের জিনোম পরিবর্তন করতে পারে, যেমন সিকেল সেল অ্যানিমিয়া, বিটা-থ্যালাসেমিয়া, হান্টিংটন ডিজিজ, ডুচেন পেশীবহুল ডিস্ট্রোফি এবং সিস্টিক ফাইব্রোসিস। ডিএনএ-ভিত্তিক জিন থেরাপির তুলনায় mRNA জিন সম্পাদনার বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, যেমন হোস্ট জিনোমের সাথে একীভূত হওয়া এড়ানো, লক্ষ্য প্রভাব কমানো- এবং নির্দিষ্টতা এবং দক্ষতা বৃদ্ধি করা।
mRNA সেল থেরাপি: mRNA সেল থেরাপি বিভিন্ন রোগ যেমন ক্যান্সার, অটোইমিউন ডিজিজ, ডায়াবেটিস এবং কার্ডিওভাসকুলার রোগে কোষের কার্যকারিতা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। প্রচলিত সেল থেরাপির তুলনায় mRNA সেল থেরাপির বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, যেমন ভাইরাল ভেক্টর এড়ানো, নিরাপত্তা এবং বহুমুখিতা বৃদ্ধি করা এবং উৎপাদন ও মান নিয়ন্ত্রণের সুবিধা।
এমআরএনএ থেরাপির চ্যালেঞ্জ এবং সুযোগগুলি কী কী?
mRNA থেরাপি বায়োটেকনোলজির একটি প্রতিশ্রুতিশীল এবং উদীয়মান ক্ষেত্র যা বিভিন্ন রোগের চিকিৎসায় দারুণ সম্ভাবনা দেখিয়েছে। যাইহোক, এখনও কিছু চ্যালেঞ্জ এবং সীমাবদ্ধতা রয়েছে যা ক্লিনিকাল অনুশীলনে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করার আগে কাটিয়ে উঠতে হবে। এর মধ্যে রয়েছে:
-ভিভোতে mRNA অণুর স্থায়িত্ব এবং বিতরণ দক্ষতা উন্নত করা
-mRNA অণু এবং বাহকগুলির ইমিউনোজেনিসিটি এবং বিষাক্ততা হ্রাস করা
-এমআরএনএ-এনকোডেড প্রোটিনের এক্সপ্রেশন লেভেল এবং সময়কাল অপ্টিমাইজ করা
-এমআরএনএ উৎপাদনের জন্য মানসম্মত প্রোটোকল এবং মান নিয়ন্ত্রণের ব্যবস্থা তৈরি করা
-মানুষের মধ্যে mRNA থেরাপির দীর্ঘমেয়াদী নিরাপত্তা এবং কার্যকারিতার মূল্যায়ন-
-এই চ্যালেঞ্জগুলি সত্ত্বেও, অনেক সুযোগ এবং সুবিধা রয়েছে যা এমআরএনএ থেরাপিকে ভবিষ্যতের ওষুধের জন্য একটি আকর্ষণীয় বিকল্প করে তোলে। এর মধ্যে রয়েছে:
-mRNA ডিজাইন এবং সংশ্লেষণের নমনীয়তা এবং বৈচিত্র্যকে কাজে লাগানো
-mRNA অণুর সহজাত ইমিউনোজেনিসিটি এবং অ্যাডজুভান্টিসিটি ব্যবহার করা
-এমআরএনএ-এনকোডেড প্রোটিনের ক্ষণস্থায়ী অভিব্যক্তি এবং বিপরীততা ব্যবহার করা
-অন্যান্য পদ্ধতির সাথে mRNA থেরাপির সংমিশ্রণের সিনারজিস্টিক প্রভাবগুলি অন্বেষণ করা
-mRNA পণ্যগুলির বিকাশ এবং অনুমোদন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করা
প্রিসিস বায়োটেকনোলজি, এমন একটি কোম্পানি যা বিশেষজ্ঞঅ-মানব প্রাইমেট (NHP) গবেষণাএবং প্রিক্লিনিক্যাল ড্রাগ ডেভেলপমেন্টের জন্য পরিষেবা। mRNA থেরাপি, এক ধরনের অণু যা কোষকে আমাদের চাই এমন প্রোটিন যেমন অ্যান্টিবডি, এনজাইম, হরমোন বা ভ্যাকসিন তৈরি করতে নির্দেশ দিতে পারে। Cynomolgus macaques, NHP এর একটি প্রজাতি যা মানুষের সাথে শারীরস্থান, শারীরবৃত্ত, ইমিউনোলজি এবং জেনেটিক্সের ক্ষেত্রে অনেক মিল রয়েছে। এমআরএনএ ড্রাগ রিসার্চ অ্যান্ড ডেভেলপমেন্ট এবং এনএইচপি মডেলে প্রিসিস বায়োটেকনোলজি নিম্নরূপ:
প্রিসিস বায়োটেকনোলজিতে এনএইচপি সংস্থান, রোগের মডেল এবং ক্লিনিকাল হাসপাতালগুলির একটি সমন্বিত প্ল্যাটফর্ম রয়েছে যা বিভিন্ন রোগের ক্ষেত্রে যেমন ইমিউনোলজি, প্রদাহ, কার্ডিওভাসকুলার রোগ, হেমাটোলজি, লিভার, কিডনি, ফুসফুস এবং অনকোলজির জন্য সমাধান প্রদান করে।
Prisys বায়োটেকনোলজি R&D সহযোগিতা এবং NHP-এ গভীর শিক্ষার-ভিত্তিক 3D আচরণগত পরিমাপকরণ সিস্টেমের মতো উদ্ভাবনী প্রযুক্তির জন্য সমবায় বিকাশের বিকল্পগুলি অফার করে৷
প্রিসিস বায়োটেকনোলজি এমআরএনএ থেরাপির জন্য প্রাণীর মডেল হিসাবে সাইনোমলগাস ম্যাকাক ব্যবহার করে, যা ইঁদুর বা ইঁদুরের মতো অন্যান্য প্রাণীর মডেলের চেয়ে বেশি নির্ভরযোগ্য এবং প্রাসঙ্গিক।
প্রিসিস বায়োটেকনোলজি বিভিন্ন রোগের জন্য mRNA থেরাপির সম্ভাব্যতা এবং সম্ভাব্যতা পরীক্ষা করতে পারে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ, চৌম্বক বৈশিষ্ট্য, ফার্মাকোকিনেটিক্স, বিষাক্ততা, ইমিউনোজেনিসিটি, এবং এনএইচপি-তে mRNA অণু এবং বাহকের কার্যকারিতা পরিমাপ করে।
