Από τα πρωτοποριακά εμβόλια για τη COVID-19 έως τα παλιότερα για τον ιό της πολιομυελίτιδας, τα περισσότερα εμβόλια πρέπει να διατηρούνται κρύα για να επιβιώσουν στο ταξίδι από το εργοστάσιο στον ασθενή. Αλλά αυτό αποτελεί σημαντικό εμπόδιο ακόμη και για προγράμμματα ανοσοποιήσης ρουτίνας σε χώρες όπως το Μάλι ή το Μπαγκλαντές, όπου έως και το 90% των εγκαταστάσεων υγείας δεν διαθέτουν επαρκή ψύξη . Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, ορισμένοι ερευνητές εργάζονται προς την εξής κατεύθυνση: την κατασκευή σκευασμάτων εμβολίων που δεν χρειάζεται να διατηρούνται κρύα. Αν και υπάρχουν σημαντικά εμπόδια, πολλοί επιστήμονες είναι αισιόδοξοι ότι 10 χρόνια από τώρα οι εκστρατείες εμβολιασμού δεν θα παρεμποδίζονται τόσο πολύ από τη ζέστη.
«Νομίζω ότι είμαστε στο όριο του αριθμού των ατόμων που μπορούμε να εμβολιάσουμε χρησιμοποιώντας [ψυκτικές αλυσίδες εφοδιασμού]», λέει ο Asel Sartbaeva, χημικός στο Πανεπιστήμιο του Bath που εργάζεται σε ένα μοριακό «κλουβί» για να κάνει τη θερμοκρασία πολλαπλών εμβολίων σταθερή.
Τα περισσότερα εμβόλια περιλαμβάνουν βιομόρια ή εξασθενημένες μορφές παθογόνων που αρχίζουν να καταρρέουν πάνω ή κάτω από ορισμένες θερμοκρασίες. Ακόμα και όταν οι φόρμουλες ξηραίνονται με ψύξη ή αιωρούνται σε διαλύματα για τη βελτίωση της σταθερότητας, πολλά εξακολουθούν να χρειάζονται ψύξη μεταξύ 2 ° C έως 8ºC, τη θερμοκρασία ενός κανονικού ψυγείου. Όταν τα εμβόλια δεν χρειάζεται να διατηρούνται κρύα, τα αποτελέσματα μπορούν να αλλάξουν τον κόσμο: Ένα αποξηραμένο με ψύξη εμβόλιο ευλογιάς που ήταν σταθερό για μήνες σε υψηλές θερμοκρασίες ήταν απαραίτητο για την εξάλειψη της παγκόσμιας μάστιγας στη δεκαετία του 1970. Ακόμη και οι σταδιακές βελτιώσεις μπορούν να κάνουν μεγάλη διαφορά: το MenAfriVac, ένα εμβόλιο μηνιγγίτιδας που μπορεί τώρα να διατηρηθεί χωρίς ψύξη για 4 ημέρες, μείωσε το κόστος στα μισά κατά τη διάρκεια μιας εκστρατείας εμβολιασμού του 2011 στο Τσαντ.
Οι διαφορετικές στρατηγικές ψύξης του εμβολίου
Οι επιστήμονες έχουν διαφορετικές στρατηγικές για τη δημιουργία εμβολίων που μπορούν να αντισταθούν στη θερμότητα, από τροποποιημένες χημικές λύσεις έως νέες μεθόδους παράδοσης. Ποια στρατηγική λειτουργεί καλύτερα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το δραστικό συστατικό του εμβολίου: RNA, DNA, ζωντανός ή αδρανοποιημένος ιός ή βακτήρια ή κομμάτια του παθογόνου όπως πεπτίδια ή πρωτεΐνες.
Τα εμβόλια με βάση τις πρωτεΐνες, τα οποία είναι σχετικά σταθερά, είναι «σαν τα φρούτα που κρέμονται χαμηλά», λέει η Maria Bottazzi, μια μικροβιολόγος που διευθύνει το Κέντρο Παιδικής Νοσοκομίας του Τέξας για την ανάπτυξη εμβολίων. Όμως, άλλοι τύποι, όπως τα ζωντανά εξασθενημένα ιικά εμβόλια, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα σε αλλαγές θερμοκρασίας. Απαιτούνται διαφορετικές προσεγγίσεις, λέει: «Δεν υπάρχει ασημένια σφαίρα».
Υπάρχουν όμως κλουβιά πυρίτιου. Αυτό χρησιμοποιούσε ο Sartbaeva για τη σταθεροποίηση των πρωτεϊνών στο κοινό εμβόλιο για τη διφθερίτιδα, τον τέτανο και τον κοκκύτη (DTP). Επειδή το εμβόλιο DTP αποτελείται από πρωτεΐνες από καθένα από τα μικρόβια που προκαλούν ασθένειες, πρέπει να διατηρείται στους 2 ° C έως 8ºC. Ο Sartbaeva, του οποίου η προηγούμενη έρευνα επικεντρώθηκε στη δομή των πορωδών πυριτικών υλικών, πίστευε ότι το διοξείδιο του πυριτίου μπορεί να δημιουργήσει ένα προστατευτικό μοριακό κλουβί γύρω από τις πρωτεΐνες του εμβολίου, αποτρέποντάς τις να ξεδιπλωθούν στη ζέστη.
Τα επόμενα χρόνια, ο Sartbaeva και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν μια διαδικασία στην οποία τα αντιδραστικά μόρια διοξειδίου του πυριτίου αναμιγνύονται με τις πρωτεΐνες. Αφού προσελκυστεί από τις θετικά φορτισμένες περιοχές των βιομορίων, το διοξείδιο του πυριτίου συγκεντρώνεται σε ένα δίκτυο που ταιριάζει ακριβώς με τα περιγράμματα των πρωτεϊνών. «Το ωραίο πράγμα με το πυρίτιο είναι ότι είναι αρκετά εύπλαστο», επιτρέποντας την τέλεια εφαρμογή, λέει ο Sartbaeva.
Τα κλουβιά πυριτίας της ομάδας της σταθεροποίησαν τις πρωτεΐνες διφθερίτιδας και τετάνου για τουλάχιστον 1 μήνα σε θερμοκρασία δωματίου και 2 ώρες στους 80ºC, ανέφεραν αυτή και οι συνεργάτες της πέρυσι στο Nature Scientific Reports . Όταν εγχύθηκαν σε ποντίκια, οι εγκλωβισμένες πρωτεΐνες προκάλεσαν ανοσοαπόκριση. Ωστόσο, παραμένουν αρκετές προκλήσεις πριν από την εμφάνιση κλινικών δοκιμών: η απόδειξη της μεθόδου μπορεί να σταθεροποιήσει όλες τις πρωτεΐνες στο εμβόλιο DTP ταυτόχρονα και απλοποιώντας τη διαδικασία που απαιτείται για τη διάλυση του πυριτίου πριν από την ένεση του εμβολίου.
Δύο διαφορετικές προσεγγίσεις ψύξης
Μια άλλη προσέγγιση είναι η μέθοδος "Fruit Roll-Up". Η Μαρία Κροάιλ, φαρμακοποιός στο Πανεπιστήμιο του Τέξας, στο Ώστιν, περιβάλλει ζωντανό αδενοϊό - έναν φορέα που χρησιμοποιείται σε πολλαπλά εμβόλια, συμπεριλαμβανομένου του εμβολίου COVID-19 της Johnson & Johnson - σε μια συμπαγή μεμβράνη σακχάρων και αλάτων με υφή παρόμοια με το δημοφιλές σνακ. Το φιλμ μπορεί να διαλυθεί κάτω από τη γλώσσα ή μέσα στο μάγουλο για να χορηγηθεί το εμβόλιο, ή ακόμη και να ανασυσταθεί και να ενεθεί. Η ταινία διατηρείται ένα εμβόλιο βασισμένα σε αδενοϊό για Έμπολα σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου για 36 μήνες, ανέφεραν η Croyle και συνεργάτες της το περασμένο έτος στο περιοδικό Science Advances . Όταν ανασυστάθηκε από την ταινία και εισπνεύστηκε, οι 3χρονοι ιοί προστάτευαν τα πρωτεύοντα από μια θανατηφόρα δόση του Έμπολα.
Οι ερευνητές προσθέτουν ότι αλλάζοντας το μείγμα σακχάρων και αλάτων στην ταινία, η μέθοδος θα μπορούσε να λειτουργήσει για άλλα εμβόλια και θεραπευτικά, συμπεριλαμβανομένων των εμβολίων γρίπης. Η Croyle, η οποία είναι επίσης επικεφαλής επιστημονικός διευθυντής της βιοϊατρικής εκκίνησης Jurata Thin Film, λέει ότι οι συνάδελφοί της εκεί θέλουν να ξεκινήσουν κλινικές δοκιμές για ένα εμβόλιο χρησιμοποιώντας την ταινία εντός 12 έως 18 μηνών, μόλις καθορίσουν πώς να αυξήσουν την παραγωγή. Ο χημικός μηχανικός του Michigan Technological University Caryn Heldt αποκαλεί την ταινία ως «πολύ υποσχόμενη τεχνολογία» για πολλαπλές πλατφόρμες εμβολίων. Ο Μποταζζί συμφωνεί και λέει ότι σκέφτεται να δοκιμάσει τη σύνθεση με μερικά πρωτότυπα εμβολίων.
Εν τω μεταξύ, τα εξαρτήματα RNA που εξαρτώνται από την ψύξη - όπως αυτά που αναπτύχθηκαν από τη Moderna και τη Pfizer για τh COVID-19 - παρουσιάζουν τις δικές τους προκλήσεις. Μερικοί επιστήμονες έχουν στραφεί σε μια δοκιμαστική προσέγγιση που χρησιμοποιείται με άλλα εμβόλια: ξήρανση με κατάψυξη. Μόλις ένα εμβόλιο στεγνώσει με κατάψυξη, λέει ο Drew Weissman, ένας ανοσολόγος στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, «Είναι ουσιαστικά σταθερό για πάντα. … Η μεγάλη πρόκληση είναι το κόστος. ”
Οι νέες τεχνικές παρασκευής θα μπορούσαν να βοηθήσουν, αλλά η ξήρανση με κατάψυξη είναι μια αργή και ακριβή διαδικασία και δεν λειτουργεί για κάθε εμβόλιο. Μόλις αυτό το μήνα, ;omvw η Pfizer ξεκίνησε κλινικές δοκιμές σε μια αποξηραμένη με κατάψυξη έκδοση του εμβολίου της, σχεδιασμένη να είναι σταθερή σε κανονικές θερμοκρασίες ψυγείου. Προς το παρόν, πρέπει να αποθηκευτεί στους -20ºC περίπου. Τα αποτελέσματα αναμένονται στα τέλη Μαΐου.
ΠΗΓΗ: science mag
