టన్నెల్-బిల్డింగ్ వైరస్: జికా తల్లి నుండి పిండం వరకు ఎలా ప్రసారం చేస్తుంది

పెన్ స్టేట్ మరియు బేలర్ కాలేజ్ ఆఫ్ మెడిసిన్ పరిశోధకుల బృందం, జికా వైరస్ టన్నెలింగ్ నానోట్యూబ్స్ అని పిలువబడే చిన్న సొరంగాలను నిర్మిస్తుందని కనుగొంది, మావి కణాలతో సహా సమీప కణాలకు సోకడానికి అవసరమైన దొంగతనంగా రవాణా చేసే పదార్థాలు. రోగనిరోధక వ్యవస్థలో అలారం పెంచకుండా గర్భధారణ సమయంలో తల్లి నుండి పిండానికి ప్రసారం చేసే వైరస్ మావి అవరోధాన్ని దాటిన ఒక మార్గం. ఈ బృందం మొదటిసారిగా, ఒక నిర్దిష్ట జికా ప్రోటీన్-నాన్-స్ట్రక్చరల్ ప్రోటీన్ 1 (NS1)-నానోట్యూబ్స్ ఏర్పడటానికి కారణమని ప్రదర్శించింది.

కనుగొన్నవి, ప్రచురించబడ్డాయి ప్రకృతి సమాచార మార్పిడియాంటీవైరల్ చికిత్సల కోసం సంక్రమణ మరియు సంభావ్య లక్ష్యాలను నివారించడానికి చర్యలను గుర్తించే మొదటి అడుగు. ఈ అధ్యయనానికి యుఎస్ నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ అలెర్జీ అండ్ ఇన్ఫెక్షియస్ వ్యాధుల మంజూరు ద్వారా నిధులు సమకూర్చాయి, దాదాపు million 4 మిలియన్లు, 2024 లో అందుకున్నాయి.

“జికా నవజాత శిశువులకు సోకడానికి, వైరస్ మావి అవరోధం మీదుగా తల్లి నుండి వెళ్ళవలసి ఉంటుంది, ఇది సాధారణంగా పోషకాలు మరియు ప్రతిరోధకాల మాదిరిగా ఎంపిక చేసిన అణువులను మాత్రమే అనుమతిస్తుంది” అని పెన్ స్టేట్ వద్ద బయోకెమిస్ట్రీ మరియు మాలిక్యులర్ బయాలజీ పరిశోధన ప్రొఫెసర్ మరియు పేపర్ సీనియర్ రచయిత అనూప్ నారాయణన్ అన్నారు. “ఈ క్రొత్త ఆవిష్కరణతో, వైరస్లు తల్లి నుండి పిండానికి వెళ్ళకుండా మరియు దాని వ్యాప్తిని నియంత్రించకుండా మేము ఒక మార్గాన్ని కనుగొనగలుగుతాము.”

జికా ఫ్లేవివిరిడే కుటుంబంలో ఆర్థోఫ్లావివైరస్ సభ్యుడు, ఇందులో వెస్ట్ నైలు, డెంగ్యూ మరియు పసుపు జ్వరం వైరస్లు ఉన్నాయి, మరియు సాధారణంగా వెక్టర్స్ లేదా పాథోజెన్ తీసుకువెళ్ళే జీవులచే ప్రసారం చేయబడతాయి మరియు మరొక జీవికి సోకతాయి. ఈ సందర్భంలో, దోమలు వెక్టర్స్. ఇతర ఫ్లేవివైరస్ల మాదిరిగా కాకుండా, వెక్టర్ లేనప్పుడు జికా కూడా ప్రజల మధ్య ప్రసారం అవుతుంది మరియు సోకిన తల్లి నుండి పిండం వరకు మావి అవరోధాన్ని దాటగల ఏకైక ఫ్లేవివైరస్.

పెద్దలలో జికా ఇన్ఫెక్షన్లు సాధారణంగా తీవ్రంగా ఉండవు, పరిశోధకులు వివరించారు. ఏదేమైనా, గర్భిణీ స్త్రీ సోకినట్లయితే, వైరస్ పిండం అభివృద్ధిని ప్రభావితం చేసే అవకాశం ఉంది, దీని ఫలితంగా నాడీ సంబంధిత రుగ్మతలు మరియు ఇతర అసాధారణతలు ఏర్పడతాయి. ప్రస్తుతం, జికాకు టీకా లేదా యాంటీవైరల్ మందులు లేవు.

“ఈ సంక్రమణ పిండానికి వెళ్లకుండా నిరోధించడానికి ఏదైనా కలిగి ఉండటం చాలా ముఖ్యం” అని పెన్ స్టేట్ వద్ద బయోకెమిస్ట్రీ మరియు మాలిక్యులర్ బయాలజీ అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ మరియు అధ్యయనం యొక్క సహ రచయిత జాయిస్ జోస్ అన్నారు. జికా వైరస్ యొక్క మానవ అంటువ్యాధులు క్షీణించినప్పటికీ, భవిష్యత్ అంటువ్యాధి యొక్క ముప్పు మిగిలి ఉందని జోస్ చెప్పారు, ముఖ్యంగా జికా వైరస్ను కలిగి ఉన్న దోమలు వాతావరణం మరియు వాతావరణంలో మార్పుల కారణంగా కొత్త మరియు వేర్వేరు ప్రాంతాలకు వ్యాప్తి చెందుతాయి.

చిన్న సొరంగాలను నిర్మించగల జికా యొక్క సామర్థ్యాన్ని బృందం కనుగొంది. పెన్ స్టేట్ వద్ద, పరిశోధకులు ఫ్లోరోసెంట్ మైక్రోస్కోప్ కింద జికా వైరస్ సోకిన ప్రత్యక్ష కణాలను పరిశీలిస్తున్నారు, పొరుగు కణాలు, ప్లాస్మా పొరను ప్లాస్మా పొరకు అనుసంధానించే పొడవైన గొట్టం లాంటి నిర్మాణాలను గమనించినప్పుడు. వారు డెంగ్యూ మరియు పసుపు జ్వరం వంటి ఇతర వైరస్ల సోకిన కణాలను చూసినప్పుడు, వారు ఎటువంటి గొట్టాలను చూడలేదు. ఇంతలో, బేలర్‌లోని పరిశోధకులు జికా మావి కణాలలో నానోట్యూబ్‌ల ఏర్పాటును ప్రేరేపించిందని గమనించారు. రెండు సమూహాలు తమ ఫలితాలను ఒకదానితో ఒకటి పంచుకున్నప్పుడు, వారు మరిన్ని పరీక్షలు నిర్వహించారు మరియు చిన్న సొరంగాలు మావి కణాలలో మరింత ప్రముఖమైనవని కనుగొన్నారు.

HIV, హెర్పెస్ మరియు SARS-COV-2 వంటి వైరస్లు-కోవిడ్ -19 కు కారణమయ్యే వైరస్-చిన్న సొరంగాలను కూడా నిర్మిస్తాయి మరియు అంటువ్యాధి లేని కణాలకు వ్యాప్తి చెందడానికి ఉపయోగిస్తాయి, అయితే ఈ వైరస్లు మావిని దాటవు. విట్రోలోని మానవ మావి కణాలలో ప్రయోగాలతో, సంస్కృతి వంటకంలో, జికా సోకిన మావి కణాలు అంటువ్యాధి లేని కణాలకు సొరంగాలు సృష్టిస్తాయని బృందం కనుగొంది. కణాలు వాణిజ్యపరంగా లభించే సెల్ లైన్ నుండి సేకరించబడ్డాయి.

సెల్-టు-సెల్ కనెక్షన్లు దోషులుగా పనిచేస్తాయి, వైరల్ కణాలు, ప్రోటీన్లు మరియు RNA ను సోకిన కణాల నుండి పొరుగున ఉన్న, అంటువ్యాధి లేని కణాలకు రవాణా చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

“ఒక వైరస్ సెల్ వెలుపల ఉంటే, అది రక్తప్రవాహంలో ప్రతిరోధకాల ద్వారా పట్టుకోవచ్చు. కాని గొట్టాలు సెల్ యొక్క పొడిగింపు వలె పనిచేస్తాయి కాబట్టి వైరస్ రక్షించబడుతుంది మరియు ప్రతిరోధకాల ద్వారా తటస్థీకరించబడదు” అని జోస్ చెప్పారు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, వైరస్ రోగనిరోధక శక్తిని రహస్యంగా దాటవేస్తుంది. నానోట్యూబ్‌లను నిర్మించలేని జికా వైరస్ సోకిన మావి కణాలను బృందం పరిశీలించినప్పుడు, వైరస్ పెరుగుదల మరియు వ్యాప్తి తగ్గించబడింది.

కానీ పదార్థం కేవలం చిన్న సొరంగాల ద్వారా ఒకే దిశలో ప్రవహించదు. మైటోకాండ్రియా, సెల్ యొక్క ప్రధాన శక్తి వనరు, అంటువ్యాధి లేని సెల్ నుండి పండించబడుతుంది మరియు ఈ గొట్టాల ద్వారా సోకిన కణానికి సిఫోన్ చేయబడుతుంది.

“ఇది రెండు-మార్గం వీధి,” నారాయణన్ చెప్పారు. “వైరస్ దాని పెరుగుదలను పెంచడానికి మొత్తం కణాన్ని పునరుత్పత్తి చేస్తోంది. ఇది మైటోకాండ్రియాను సేకరిస్తుంది కాబట్టి ఇది మనుగడ సాగించడానికి మరియు దాని చుట్టూ అంటువ్యాధి లేని కణాలకు వ్యాప్తి చెందడానికి శక్తిని కలిగి ఉంటుంది.”

చిన్న సొరంగాల అభివృద్ధికి ప్రోటీన్ ఎన్ఎస్ 1 కారణమని బృందం కనుగొంది. ఫ్లేవివైరస్లకు NS1 ఒక ముఖ్యమైన ప్రోటీన్ మరియు వైరల్ రెప్లికేషన్‌లో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుండగా, ఇది ఇతర వైరస్లలో నానోట్యూబ్‌ల అభివృద్ధిని ప్రోత్సహించదు. గొట్టాలను నిర్మించడంలో పాల్గొన్న జికా ఎన్ఎస్ 1 యొక్క నిర్దిష్ట ప్రాంతాన్ని పరిశోధకులు గుర్తించారు. మసాచుసెట్స్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీలో అధ్యయనం యొక్క సహ రచయిత మరియు డాక్టరల్ విద్యార్థి షే టోనర్, పెన్ స్టేట్‌లో ఉన్నప్పుడు ఈ ప్రాంతాన్ని తన అండర్ గ్రాడ్యుయేట్ ఆనర్స్ థీసిస్‌లో భాగంగా గుర్తించారు. జాయిస్ ప్రకారం, నానోట్యూబ్స్ నిర్మాణంలో NS1 పాత్రను విప్పుటలో అతని పరిశోధన ఒక ముఖ్య భాగం.

“2015 లో జికా వ్యాప్తి నాకు ఉన్నత పాఠశాలగా వైరాలజీపై ఆసక్తిని కనబరిచింది” అని టోనర్ చెప్పారు. “పెన్ స్టేట్‌లోని జోస్ ల్యాబ్‌లో జికాపై పని చేయడం మరియు నేను అండర్ గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థిగా ఉన్నప్పుడు ఒక ప్రాజెక్ట్‌లో చిన్న పాత్ర పోషించడం అద్భుతమైన అవకాశం.”

తరువాత, సొరంగాల సృష్టికి దారితీసే NS1 చే సక్రియం చేయబడిన నిర్దిష్ట సిగ్నలింగ్ మార్గాన్ని గుర్తించడానికి బృందం పని చేస్తుంది. అలా చేయడం ద్వారా, యాంటీవైరల్ మందుల కోసం సంభావ్య drug షధ లక్ష్యాలను గుర్తించాలని వారు భావిస్తున్నారని వారు చెప్పారు. వారు మౌస్ మోడల్‌లో కూడా అధ్యయనాలు ప్రారంభిస్తారు.

“ఇది డిటెక్టివ్ కథ లాంటిది. ఈ గొట్టాలు ఇంకా ఎలా ఏర్పడ్డాయో యంత్రాంగాన్ని మాకు అర్థం కాలేదు, కాబట్టి మేము మరిన్ని ప్రశ్నలు అడగడం కొనసాగిస్తున్నాము” అని జోస్ చెప్పారు.

బేలర్ కాలేజ్ ఆఫ్ మెడిసిన్ నుండి పేపర్‌పై ఉన్న రచయితలలో ఇందిరా మైసోరెకర్, EI వాగ్నెర్ ఎండోడ్, MD, ఇంటర్నల్ మెడిసిన్ II చైర్ మరియు మెడిసిన్ ప్రొఫెసర్; రాఫెల్ మిచిటా, పోస్ట్‌డాక్టోరల్ రీసెర్చ్ అసోసియేట్; లాంగ్ ట్రాన్, గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థి; స్టీవెన్ బార్క్, బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్ విశ్లేషకుడు; మరియు దీపక్ కుమార్, పోస్ట్‌డాక్టోరల్ అసోసియేట్.

ఈ పనికి NIH యొక్క నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ అలెర్జీ అండ్ ఇన్ఫెక్షియస్ డిసీజెస్ (R01AI176505), NIH యొక్క నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ చైల్డ్ హెల్త్ అండ్ హ్యూమన్ డెవలప్మెంట్ (R01HD091218) మరియు పెన్ స్టేట్ నుండి నిధులు సమకూర్చాయి.