টিকার পূর্বকথা ও নমনীয় প্রতিরক্ষাব্যবস্থা

আমাদের শরীরে যখন কোনো বহিরাগত, যেমন ভাইরাস, দ্বারা আক্রান্ত হয়, আমাদের দেহের সহজাত প্রতিরক্ষাব্যবস্থা বা ইনেট ইমিউন সিস্টেম প্রতিরোধ গড়ে তোলে। সহজাত প্রতিরক্ষাব্যবস্থা বিভিন্ন রকমের বহিরাগতের বিরুদ্ধে দ্রুত প্রতিরোধ গড়ে তুলতে পারে, কিন্তু অনেক জীবাণুই, বিশেষ করে ভাইরাস, এই ধরনের প্রতিরক্ষাব্যবস্থাগুচ্ছকে ফাঁকি দিতে পারে। এ রকম প্রতিপক্ষের বিরুদ্ধে প্রাণিকুলের অস্ত্র হলো নমনীয় প্রতিরক্ষাব্যবস্থা বা অ্যাডাপ্টিভ ইমিউন রেসপন্স। নমনীয়, কারণ শত্রুর উপস্থিতি এবং শত্রু বুঝে প্রতিরক্ষার নকশা ঠিক করা হয়। এই প্রতিরক্ষাব্যবস্থার প্রথম পদক্ষেপ হলো শত্রু সংবাদ যথাস্থানে পৌঁছে দেওয়া। এই গুপ্তচরের কাজটি করে মেজর হিস্টোকম্প্যাটিবিলিটি কমপ্লেক্স বা MHC নামের একধরনের মেমব্রেন প্রোটিন। MHC আবিষ্কারের সম্মানে ১৯৮০ সালে নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন স্নেল, ডাউসেট এবং বিনাসেরাফ।

MHC প্রোটিন প্রকৃতির এক আশ্চর্য। প্রায় সব কোষের মেমব্রেনে একে গুপ্তচরবৃত্তি করতে দেখা যায়। কিছু কিছু কোষ আছে যারা পেশাদার প্রহরী, যেমন ডেন্ড্রাইটিক বা ম্যাক্রোফেজ কোষ। নামের রকমফের এদের উৎপত্তির বিভিন্নতার কারণে, কাজের ব্যাপারে এরা সবাই একই পেশার, অচেনা কিছু রক্তে বা শরীরের তরলে দেখলেই তাকে হজম করে কুচি কুচি করা নিজের ভেতর লাইসজোমাল এনজাইম বা জহ্লাদের সাহায্যে। এসব পেশাদারি কোষে বিশেষ ধরনের MHC প্রোটিন কাজ করে অনেক ত্বরান্বিত হারে, তবে আমি MHC প্রোটিনের কাজের একটা সাধারণ বর্ণনা দেব। কোষের ভেতর যেকোনো বিভিন্ন আকারের প্রোটিনের টুকরার (প্রোটিনের টুকরাকে বিজ্ঞানের পরিভাষায় বলে পেপটাইড) সঙ্গেই MHC জোট বাঁধতে পারে। এ কী করে সম্ভব? কোষের ভেতরে কোন অণু কার সঙ্গে জোট বাঁধে, সে ব্যাপারে তারা খুব নাক উঁচু। চার্জের ধনাত্মক-ঋণাত্মক, হাইড্রোফোবিক-হাইড্রোফিলিকের বাহার, অণুগুলোর আকৃতির উঁচু–নিচু সব ম্যুরাল এত সব মিললে তবে বাঁধে জোট দুই অণু। তাহলে MHC প্রোটিন সব রকম প্রোটিনের টুকরার সঙ্গে জোট বাঁধে কী করে? তাই শুরুতে বলেছি MHC প্রোটিন প্রকৃতির এক আশ্চর্য।

বিজ্ঞাপন

জৈব অণুদের মধ্যে চার্জের ধনাত্মক-ঋণাত্মক আর আকৃতির পরিপূরকে যে জোটবন্ধন তাকে আমরা বিজ্ঞানের পরিভাষায় বলতে পারি এনথালপিক। এ ছাড়া আরও একভাবে বন্ধন হতে পারে, যাকে আমরা বলি এন্ট্রপিক। এনথালপিকের একটা উদাহরণ দেওয়া যাক। মাঠে হাঁটার সময় প্রেমকাঁটার ডগার দিকটা সূক্ষ্ম থাকায় তা সহজেই জামাকাপড়ের সুতার ফাঁকে আটকে যায়। এই প্রেমকাঁটাকে (স্থানবিশেষে চোরকাঁটা নামেও পরিচিত) ছাড়ানো বেশ কষ্টের। তবে প্রেমকাঁটা কিন্তু চামড়ার জুতা বা হাতের লাঠিতে আটকে থাকতে পারে না। অন্যদিকে এঁটেল মাটি সহজেই জামা, জুতা, লাঠির গায়ে আটকে গিয়ে তাদের পরিপূরক আকার ধারণ করে। এ ধরনের জোট বন্ধনে এন্ট্রপির প্রভাবটাই বেশি। এনথালপিক রসায়ন ক্রিয়া বা জোট বন্ধনের জন্য আগে থেকে থাকতে হবে শৃঙ্খলা, যেমন প্রেমকাঁটার সূক্ষ্ম ডগা বা জামাকাপড়ের সুতার মধ্যে সঠিক আকারের ফাঁক। এন্ট্রপিক রসায়ন ক্রিয়া বা জোট বন্ধনের জন্য থাকতে হবে কিছু বিশৃঙ্খলা, যেমন এঁটেল মাটির আকারবিহীন তাল, যার থেকে সহজেই কিছুটা শৃঙ্খলা আনা যায়। প্রায় সব প্রোটিনই কিয়দাংশে এই অলিখিত নিয়মটা মেনে চলে যে জোট বন্ধন এনথালপিক কারণে ব্যাঘাত ঘটলে তা এন্ট্রপি দিয়ে পুষিয়ে নেওয়া যায়। MHC এই কাজটি করে সুচারুরূপে, এঁটেল মাটির মতো নমনীয়রূপে জোট বন্ধন করে হরেক রকমের প্রোটিনের টুকরার সঙ্গে। এই প্রোটিনের টুকরাগুলো মেলে ধরে কোষের মেমব্রেনে বাইরের দিকে। এসব প্রোটিনের টুকরার মধ্যে থাকে কোষের নিজস্ব প্রোটিনের টুকরা, আর থাকে জহ্লাদের হাতে টুকরা টুকরা হওয়া অনুপ্রবেশকারী ভাইরাসের প্রোটিনের টুকরা, যা খবর পাঠায় নমনীয় প্রতিরক্ষা বাহিনীকে পরবর্তী ব্যবস্থা নেওয়ার।

প্রতিরক্ষা বাহিনীর পরের গুরুত্বপূর্ণ সদস্য হলো T কোষের পরিবার। এই পরিবারের অনেক সদস্য, যাদের কাজের ধারাটা হলো ক্রমাগত বিভিন্ন কোষের মেমব্রেনে বাইরের দিকে MHC প্রোটিন কী ধরনের প্রোটিনের টুকরা বা পেপটাইড মেলে ধরেছে তা টহল দিয়ে বেড়ানো। তার মানে সব কোষের দেয়ালেই সেই কোষের ভেতর কী কী ধরনের প্রোটিন আছে, তার একটা টুকরা টুকরা ছবি পাওয়া যায়। যদি আমাদের কোষকে আমরা একটা দুর্গের মতো ভাবি, তাহলে MHC দুর্গের বাসিন্দা ও বহিরাগতদের চোখ, বা কান, বা মুখ, বা ফুসফুস, বা হৃৎপিণ্ড ইত্যাদির ছবি টাঙিয়ে রাখে দুর্গের দেয়ালে। ওপরে উল্লেখ করেছিলাম কিছু পেশাদারি প্রহরীর কথা, যেমন ডেন্ড্রাইটিক কোষ। T কোষ সব সময় রক্তে এবং lymph বা লসিকায় সব কোষগুলোকে টহল দিলেও বেশির ভাগ তথ্য জোগাড় করে ডেন্ড্রাইটিক কোষগুলো থেকে (রক্ত যেমন আমাদের শিরা ও ধমনিতে বহমান, lymph বা লসিকাও তেমন lymphatic vessel বা লসিকানালিতে প্রবহমান স্বছ সাদা এক তরল)। তথ্য নিয়ে ডেন্ড্রাইটিক কোষগুলো অপেক্ষা করে শরীরে বিভিন্ন স্থানে ছড়ানো lymph node বা লসিকাগ্রন্থিগুলোতে, যেখানে লসিকানালিগুলো একত্র হয়। নমনীয় প্রতিরক্ষাব্যবস্থার পরবর্তী পদক্ষেপগুলোর মধ্যে আমি শুধু ডেন্ড্রাইটিক ও T কোষের মধ্যকার তথ্য আদান–প্রদানে মনোযোগ দিচ্ছি।

অণুদের মধ্যে আদান-প্রদানের একমাত্র ভাষা হলো দুটো অণু জোট বাঁধে কি বাঁধে না এবং জোট বাঁধলে কতটা শক্তভাবে বাঁধে। এই ভাষার মাধ্যমে ডেন্ড্রাইটিক ও T কোষগুলো কী করে তথ্য আদান–প্রদান করে? প্রতিটি T কোষের মেমব্রেনের বাইরের দিকে থাকে ভিন্ন ভিন্ন রকমের T cell receptor বা TCR নামের মেমব্রেন প্রোটিন। একটি T কোষে থাকে কেবল একধরনের TCR প্রোটিন, কিন্তু দেহে অজস্র T কোষে আছে অজস্র রকমের TCR প্রোটিন। এই TCR প্রোটিনগুলো জোট বাঁধে MHC প্রোটিনে মেলে ধরা ভাইরাস বা অন্য বহিরাগত শত্রুর প্রোটিনের টুকরার সঙ্গে। কিন্তু আমাদের দেহ আগে থেকে জানে কী করে কোন ধরনের বহিরাগত শত্রু আসবে যে তার সঙ্গে জোট বাঁধার জন্য TCR প্রোটিন তৈরি করে রাখবে। আসলে জানে না। বরং করে কী, বিশেষত আমাদের নবজাতক থেকে কিশোর বয়সে, আমাদেরই ডিএনএর এলোপাতাড়িভাবে ওলটপালট করে হরেক রকমের TCR প্রোটিন আগে থেকেই বানিয়ে রাখে। এই এলোপাতাড়ি ডিএনএ সংমিশ্রণেরও বেশ কিছু নীতিমালা আছে, যাদের একত্রে বলা হয় V(D)J recombination এবং যার আবিষ্কারের জন্য ১৯৮৭ সালে নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন সুসুমু তোনেগাওয়া। V(D)J recombination–এর গভীরে না গিয়ে বলা যায় যে TCR প্রোটিনের ডগায় থাকে এলোপাতাড়িভাবে তৈরি প্রোটিনের ম্যুরাল অথবা আমাদের উপমা অনুযায়ী চোখ, কান, মুখ, ফুসফুস, হৃৎপিণ্ড ইত্যাদির টুকরার ছবি। আর যেহেতু এলোপাতাড়িভাবে তৈরি, তাই আমাদের সবার দেহের মধ্যে যে একই রকম TCR ম্যুরাল থাকবে, তা না–ও হতে পারে। এখন কোনো MHC–এর মেলে ধরে বহিরাগত প্রোটিনের টুকরা যদি TCR প্রোটিনের ডগার এলোপাতাড়ি ম্যুরাল জোট বেঁধে বিচ্ছিন্ন হয় MHC থেকে, তখনই শুরু হয় নমনীয় প্রতিরক্ষা বাহিনীর পরবর্তী ব্যবস্থা, যার গতিবিধি প্রধানত দুই ধরনের। ১) বহিরাগত প্রোটিন, টুকরার সঙ্গে জোট বাঁধার জন্য বিশেষ অস্ত্র বা অ্যান্টিবডি তৈরি করা, এবং ২) যেসব কোষে MHC বহিরাগত প্রোটিনের টুকরা মেলে ধরেছে, সেসব কোষকে মারার ব্যবস্থা করা।

T কোষের কাজ কিন্তু খুব একটা সোজা নয়, বরং টহলদারি বা সিগন্যাল প্রসেসিংয়ের এক অন্যতম উদাহরণ। কিছু সংখ্যা দিয়ে ব্যাপারটা বোঝানো যাক। আমাদের শরীরে প্রায় ৫০০-৬০০টি লসিকাগ্রন্থি আছে। এক একটা লসিকা গ্রন্থি T কোষের থেকে আয়তনে প্রায় ১০০ লাখ গুণ বড় এবং ধারণ করে প্রায় ৪ লাখের মতো ডেন্ড্রাইটিক কোষ। একটা ডেন্ড্রাইটিক কোষে MHC মেলে ধরা প্রতি ১০ লাখ প্রোটিনের টুকরার মধ্যে ১-১০০টি হয়তো বহিরাগতের। কোনো কোনো বহিরাগত প্রোটিনের টুকরার সঙ্গে আমাদের নিজস্ব কিছু প্রোটিনের টুকরার তফাত হয়তো খুবই যৎসামান্য, ৪-৫টি পরমাণুর। তারপরও MHC মেলে ধরার মিনিটের মধ্যে T কোষ কিন্তু টহলদারি দিয়ে ১০০ ভাগ সার্থকভাবে নির্ণয় করতে পারে বহিরাগতের আগমন। তুলনামূলকভাবে আমাদের চিকিৎসা ব্যবস্থার টহলদারি যদি T কোষের মতো কার্যকরী ও সংবেদনশীল হয়, তাহলে ৭.৮ বিলিয়ন মানুষের জন্য বর্তমানে উপস্থিত ১ কোটির মতো চিকিৎসক দ্বারা তৈরি নেটওয়ার্কের পৃথিবীর কোথাও কারোর জ্বর বা সর্দি করোনাভাইরাসের না অন্য কিছুর কারণে, বুঝতে সময় লাগবে মাত্র ২ দিন। করোনাভাইরাসের সংক্রামণের শুরু বুঝতে আমাদের কিন্তু লেগে গেছে মাসের পর মাস!

নমনীয় প্রতিরক্ষা বাহিনীর পরবর্তী ব্যবস্থাগুলোর মধ্যে বর্ণনা করব শুধু অ্যান্টিবডি তৈরির কিছুটা অংশ। অ্যান্টিবডির কারিগর হলো B কোষ। T কোষের যেমন T cell receptor বা TCR নামের মেমব্রেন প্রোটিন, B কোষেও তেমন থাকে B cell receptor বা BCR নামের মেমব্রেন প্রোটিন TCR–এর মতো BCR ডগাটাও V(D)J recombination–এরই মতো প্রক্রিয়ার সাহায্যে আগে থেকে তৈরি হরেকরকম এলোপাতাড়ি ম্যুরালে সাজানো থাকে, যা জোট বাঁধতে পারে MHC–এর মেলে ধরে বহিরাগত প্রোটিনের টুকরার সঙ্গে। এতই যদি TCR আর BCR–এর মিল, তাহলে আলাদা করে BCR–এর প্রয়োজনটা কি। এদের মধ্যে তফাতটা হলো TCR কিন্তু কোষের মেমব্রেন থেকে আলাদা হতে পারে না। অন্যদিকে BCR–এর একটা অংশ, যা ইমিউনোগ্লোবিন বা Ig নামে পরিচিত, এলোপাতাড়ি ম্যুরালে সাজানো ডগা নিয়ে মেমব্রেন থেকে আলাদা হয়ে যেতে পারে। এই মেমব্রেন বিচ্ছিন্ন অংশই অ্যান্টিবডি নামে পরিচিত। মেমব্রেন থেকে আলাদা হওয়ার পর শরীরের রক্তে এবং অন্যান্য তরলে ভেসে বেড়াতে পারে ভাইরাস বা অন্য কোনো বহিরাগতের খোঁজে। আর খোঁজ পেলে তৈরি করতে পারে জোট বন্ধন ভাইরাসের সেই প্রোটিন টুকরাগুলোর সঙ্গে, যেটার ভিত্তিতে শুরু হয়েছিল নমনীয় প্রতিরক্ষা বাহিনীর প্রস্তুতি।

সব Ig প্রোটিন ও তার থেকে তৈরি অ্যান্টিবডিই দেখতে Y আকৃতির। এলোপাতাড়ি ম্যুরাল থাকে Y–এর দুই বাহুর মাথায়। BCR এ Ig প্রোটিন আছে ৫ রকমের IgA, IgD, IgE, IgG এবং IgM. এদের থেকে একই নামের পাঁচ রকমের অ্যান্টিবডি জন্ম নেয় আমাদের দেহে। সব অ্যান্টিবডির Y-এর দুই বাহুর ডগার অংশটা জোট বাঁধে ভাইরাস বা বহিরাগত প্রোটিনের সঙ্গে। ভিন্ন ভিন্ন অ্যান্টিবডি ভিন্ন ভিন্ন স্থান ও কালে কাজে নামে। সবার আগে মাঠে নামে IgM অ্যান্টিবডি।

ডেন্ড্রাইটিক কোষের মতো B কোষ নিজে এক পেশাদারি কোষ এবং ভাইরাসকে হজম করে মেলে ধরতে পারে প্রোটিনের টুকরা MHC–এর সাহায্যে। B কোষ, পেশাদারি ডেন্ড্রাইটিক কোষ বা অন্যান্য সাধারণ যেকোনো কোষের MHC থেকে কোনো প্রোটিনের টুকরা T কোষের TCR হাতবদল হয়ে যদি জোট বাঁধে IgM উপস্থিত কোনো BCR-এর সঙ্গে, তাহলে সেই IgM BCR থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে জন্ম দেয় IgM অ্যান্টিবডির (হাতবদল হওয়ার জন্য সব সময় যে T কোষের প্রয়োজন হয় তা নয়। কোষের MHC থেকে সরাসরি BCR এ হাতবদল হতে পারে, তবে মিডল ম্যান হিসেবে T কোষ প্রক্রিয়াটাকে ত্বরান্বিত করে)। IgM–এর (এবং TCR–এর) জোট বাঁধার জায়গাটা যেহেতু এলোপাতাড়িভাবে তৈরি হয়, তাই জোট বাঁধাটা শক্তপোক্ত হতো না। কিন্তু IgMকে সংক্রামণের সঙ্গে সঙ্গেই মাঠে নামানো যায়, তাই সংক্রামণের শুরু দিকে এদের উপস্থিতি বেশি। অনেক অ্যান্টিবডি টেস্টের লক্ষ্যই হলো নির্দিষ্ট IgMকে শনাক্ত করা।

বিজ্ঞাপন

সংক্রামণের বিরুদ্ধে প্রধান হাতিয়ার হলো IgG অ্যান্টিবডি। MHC থেকে প্রোটিনের টুকরা BCR–এ পৌঁছালে B কোষ V(D)J recombination–এরই মতো প্রক্রিয়ার সাহায্যে নতুন করে হরেকরকম ম্যুরালের তৈরি করে যতক্ষণ পর্যন্ত না এই ম্যুরালের সঙ্গে প্রোটিন টুকরাগুলোর জোট বাঁধাটা শক্তপোক্ত হচ্ছে। তার ফলে ভাইরাস বা অন্য বহিরাগতের সঙ্গে IgG অ্যান্টিবডি IgM অ্যান্টিবডি থেকে অনেক শক্ত জোট বাঁধতে পারে। বিশেষ ধরনের T কোষ সাহায্য করে IgG তৈরির প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে, তারপরও ঠিকঠাক ম্যুরাল তৈরি করতে সময় লেগে যায় ১-২ সপ্তাহ। B কোষগুলো V(D)J প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পরীক্ষা-ভুল-পুনঃ পরীক্ষার মধ্যে দিয়ে যখন শক্ত জোটবন্ধনওয়ালা IgG তৈরি করতে পারে, তখন তার কিছু মাঠে নামায় IgG অ্যান্টিবডি হিসেবে, আর কিছু কোষকে ভান্ডারে রেখে দেয় ভবিষ্যতের জন্য, যাতে নতুন করে IgG তৈরি করার জন্য আবার ১-২ সপ্তাহ সময় যেন খরচ না হয়। সব টিকার লক্ষ্যই হলো ভাইরাস বা অন্য কোনো রোগ সংক্রামকের বিশেষ অংশবিশেষ শরীরে নিরাপদভাবে প্রবেশ করানো, যাতে MHC–এর হাত ঘুরে তা জমা থাকে B কোষের স্মৃতির ভান্ডারে।

লেখক: পদার্থবিদ ও কম্পিউট্যাশনাল বায়োলজিস্ট, হ্যামিলটন, যুক্তরাষ্ট্র

ইলাস্ট্রেশন: রায়ান কিসিঞ্জার, মেডিক্যাল ইলাস্ট্র্যাটর এবং আনিম্যাটর, হ্যামিলটন, যুক্তরাষ্ট্র

এই লেখকের অন্যান্য লেখা

১. করোনা কাহিনি ১ : অনুপ্রবেশের দরজা

২. করোনা কাহিনি ২ : সজারুর কাঁটা

৩. করোনা কাহিনি ৩ : কোষের শুল্ক গোয়েন্দা ও জহ্লাদ

মন্তব্য পড়ুন 0