en ny nålfri vaccineplaster revved immunsystemet meget som et traditionelt flu-skud uden negative bivirkninger, ifølge en undersøgelse offentliggjort i Journal of Investigative dermatology. Selvom forskningen er i de tidlige stadier (plasteret ikke er testet hos mennesker), er det et vigtigt skridt i retning af en teknologi, der kan erstatte nålebaserede vaccinationsmetoder, der kræver administration af sundhedspersonale og fjernelse af biologisk affald.
“forskere har studeret nålefri vaccinemetoder i næsten to årtier, men ingen af teknologierne har levet op til hype,” sagde Benjamin L. Miller, Ph. D., tilsvarende forfatter og dekan ‘ s Professor i dermatologi ved University of Rochester Medical Center. “Vores patch overvinder mange af de udfordringer, som microneedle patches står over for til vaccinelevering, den vigtigste metode, der er testet gennem årene, og vores effektivitet og mangel på toksicitet gør mig begejstret for udsigten til et produkt, der kan have enorme konsekvenser for global sundhed.”
almindelig hudsygdom baner vejen for nåleløs flu shot
det er vanskeligt at transportere store molekyler som flu-vaccineproteiner over huden, da huden er beregnet til at holde tingene ude af kroppen og ikke lade dem komme ind. Studieteamet tog erfaringer fra forskning og behandling af en almindelig inflammatorisk hudsygdom for at overvinde denne forhindring og informere deres flu-vaccinepatchstrategi.
hos patienter med eksem eller atopisk dermatitis er hudbarrieren utæt, hvilket gør det muligt for pollen, forme og en række andre allergener at komme ind gennem huden og mærkes af immunsystemet. Lisa A. Beck, M. D., tilsvarende forfatter og dekan Professor i dermatologi ved University of Rochester Medical Center opdagede, at ekspressionen af et protein kaldet claudin-1 hjælper med at opretholde barrierestyrke og mindske hudens permeabilitet. Claudin – 1 er signifikant reduceret hos eksempatienter (dermed Den Utætte hudbarriere) sammenlignet med personer uden sygdommen.
i tidligere forskning fandt Beck, at faldende claudin-1-ekspression i hudceller fra raske donorer gjorde huden mere permeabel. Beck, Miller, og førsteforfatter Mattæus brygger, Ph. D., spekulerede på, om de kunne bruge denne inducerede permeabilitet til at få en flu-vaccinevirus gennem huden. Nøglen ville være at forstyrre hudbarrieren længe nok til at levere virussen, men ikke så længe at lade uønskede ting komme ind.
Sådan fungerer det: dermatologi, Kemi og vaccinebiologi kolliderer
Miller, en kemiker, arbejdede med brygger, der blev uddannet i vaccinebiologi og immunologi, for at udvikle syntetiske peptider, der binder til og hæmmer claudin-1 i et forsøg på at åbne hudbarrieren. De testede deres formuleringer i humane hudceller og identificerede et peptid, der forstyrrede barrieren uden nogen toksiske virkninger.
dernæst designede de et plaster indeholdende det syntetiske peptid og en rekombinant flu-vaccine og testede to scenarier. I den første placerede de plasteret på mus for at prime immunsystemet og administrerede derefter et intramuskulært influensskud for at øge immuniteten. I det andet gjorde de det modsatte og leverede et intramuskulært flu-skud først for at prime immunsystemet efterfulgt af plasteret for at øge immuniteten.
i begge scenarier placerede de vaccineplasteret, der ligner et lille stykke tape, på ryggen af mus og forlod, hvis der var så lidt som 18 og så længe som 36 timer. Plasteret åbnede effektivt hudbarrieren, målt ved vandtab gennem huden.
da plasteret blev placeret først, var der ikke et signifikant immunrespons, hvilket tyder på, at det måske ikke er effektivt til at tage et infusionsvæske, der ikke har modtaget et infusionsskud eller været udsat for virussen for tilstrækkelig beskyttelse. Men det initierede et robust immunrespons (målt ved en stigning i antistoffer mod flu-vaccineviruset), da det fulgte det intramuskulære skud, hvilket tyder på, at det kunne øge den eksisterende immunitet for alle seks måneder eller ældre, der er blevet vaccineret og/eller udsat for virussen (efterligner hvad der sker, når vi får sæsonbestemte flu-skud år efter år).
det er vigtigt, at holdet ikke så nogen fysiske ændringer i huden i løbet af den tre måneders periode, hvor musene blev observeret, hvilket betyder, at den korte barriereforstyrrelse ikke øgede risikoen for infektion.
“da vi påførte plasteret med peptidet, blev musens hud gennemtrængelig i kort tid,” sagde brygger, en postdoktor i både Beck og Miller labs. “Men så snart plasteret blev fjernet, begyndte hudbarrieren at lukke. Vi så betydelige forskelle så tidligt som en time efter fjernelse, og ved 24 timer var huden tilbage til normal, hvilket er gode nyheder fra et sikkerhedsmæssigt synspunkt.”
forbedret vaccinelevering til global sundhed
nuværende nålebaserede vacciner er effektive, men kræver, at medicinsk personale leverer, genererer biologiske farer (skarpe genstande), der kræver bortskaffelse, og forårsager patienter smerte og angst-alle barrierer for levering i udviklingslande, som er de områder, der har størst behov.
“disse lande har ikke arbejdskraft til at vaccinere hele befolkninger,” sagde Beck. “Derudover er der en modvilje mod sundhedsvæsenet i mange af disse samfund. En nål er smertefuld, den er invasiv, og det gør tingene vanskeligere, når du har at gøre med en kulturel bias mod forebyggende medicin.”
en Flu-vaccineplaster kunne give en ikke-invasiv måde at administrere vacciner hurtigt og billigt til et stort antal mennesker.
“hvis du vil vaccinere en landsby i Afrika, vil du ikke gøre det med nåle,” tilføjede Miller. “Et plaster behøver ikke at blive nedkølet, det kan anvendes af alle, og der er ingen bekymringer om bortskaffelse eller nåle bliver genbrugt.”
Hvad er det næste?
der er meget mere arbejde, der skal gøres på flu-vaccineplasteret, herunder yderligere dyreforsøg for at hjælpe teamet med at optimere den tid, plasteret skal forblive på huden for at øge immunresponsen korrekt. Holdet håber at gennemføre menneskelige forsøg i fremtiden og mener, at hvis plasteret er effektivt hos mennesker, kan det fungere for sygdomme, for hvilke der allerede er en nålebaseret vaccine.
forskningen blev finansieret af et teknologiudviklingsstipendium fra UR Ventures og tilskud fra National Institutes of Health. I forbindelse med undersøgelsen blev der foretaget en undersøgelse for at sikre, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl om, at der ikke var nogen tvivl. To af de syntetiske peptider, der er udviklet af teamet, er patenteret, og to er under et foreløbigt patent.
# # #
University of Rochester Medical Center er hjemsted for cirka 3.000 personer, der forsker i alt fra kræft og hjertesygdomme til Parkinsons, pandemisk påvirkning og autisme. Spredt over mange centre, institutter og laboratorier har vores forskere udviklet terapier, der har forbedret menneskers sundhed lokalt, i regionen og over hele kloden. For at lære mere, besøg www.urmc.rochester.edu/research.