nowy plaster bezigłowy szczepionki przeciw grypie podkręcił układ odpornościowy, podobnie jak tradycyjny zastrzyk przeciw grypie bez żadnych negatywnych skutków ubocznych, zgodnie z badaniem opublikowanym w Journal of Investigative dermatology. Chociaż badania są na wczesnym etapie (plaster nie był testowany na ludziach), jest to ważny krok w kierunku technologii, która może zastąpić metody szczepień igłowych, które wymagają podawania przez pracowników służby zdrowia i usuwania odpadów zagrożenia biologicznego.
„naukowcy badali metody bezigłowej szczepionki od prawie dwóch dekad, ale żadna z technologii nie spełniła szumu”, powiedział Benjamin L. Miller, Ph.D., Autor korespondencyjny i profesor dermatologii na University of Rochester Medical Center. „Nasz plaster pokonuje wiele wyzwań, przed którymi stoją plastry mikroigłowe w przypadku dostarczania szczepionek, głównej metody, która była testowana przez lata, a nasza skuteczność i brak toksyczności sprawiają, że jestem podekscytowany perspektywą produktu, który może mieć ogromne konsekwencje dla globalnego zdrowia.”
wspólna choroba skóry toruje drogę do bezigłowej grypy
transport dużych cząsteczek, takich jak białka szczepionki przeciw grypie, przez skórę jest trudny do zrobienia, ponieważ skóra ma na celu trzymanie rzeczy z dala od ciała, a nie wpuszczanie ich. Zespół badawczy wyciągnął wnioski z badań i leczenia wspólnej zapalnej choroby skóry, aby przezwyciężyć tę przeszkodę i poinformować o swojej strategii szczepień przeciw grypie.
u pacjentów z wypryskiem lub atopowym zapaleniem skóry bariera skórna jest nieszczelna, dzięki czemu pyłki, pleśnie i wiele innych alergenów przedostają się przez skórę i są wykrywane przez układ odpornościowy. Lisa A. Beck, M. D., autor korespondencyjny i profesor dermatologii na University of Rochester Medical Center odkrył, że ekspresja białka zwanego claudin-1 pomaga utrzymać siłę bariery i zmniejszyć przepuszczalność skóry. Claudin-1 jest znacznie zmniejszona u pacjentów z egzemą (stąd nieszczelna bariera skórna) w porównaniu do osób bez choroby.
w poprzednich badaniach Beck odkrył, że zmniejszająca się ekspresja claudin – 1 w komórkach skóry od zdrowych dawców sprawiła, że skóra jest bardziej przepuszczalna. Beck, Miller, i pierwszy autor Matthew Brewer, Ph. D., zastanawiał się, czy mogą użyć tej indukowanej przepuszczalności, aby przedostać się przez skórę wirusa szczepionki przeciw grypie. Kluczem byłoby zakłócenie bariery skórnej na tyle długo, aby dostarczyć wirusa, ale nie tak długo, aby wpuścić niepożądane rzeczy.
jak to działa: Dermatologia, Chemia i biologia szczepionek zderzają się
Miller, chemik, pracował z Brewerem, który był przeszkolony w biologii i Immunologii szczepionek, aby opracować syntetyczne peptydy, które wiążą się i hamują klaudynę-1 w celu otwarcia bariery skóry. Testowali swoje preparaty w komórkach ludzkiej skóry i zidentyfikowali peptyd, który przerwał barierę bez żadnych toksycznych efektów.
następnie zaprojektowano plaster zawierający syntetyczny peptyd i rekombinowaną szczepionkę przeciw grypie i przetestowano dwa scenariusze. W pierwszym umieścili plaster na myszach, aby wzmocnić układ odpornościowy, a następnie podawali domięśniowy zastrzyk grypy w celu zwiększenia odporności. W drugim zrobili odwrotnie, dostarczając zastrzyk domięśniowy, aby najpierw wzmocnić układ odpornościowy, a następnie plaster, aby zwiększyć odporność.
w obu scenariuszach umieścili plaster szczepionki przeciw grypie, który wygląda jak mały kawałek taśmy, na plecach myszy i pozostawili go, jeśli był tak mały, jak 18 i tak długo, jak 36 godzin. System transdermalny skutecznie otworzył barierę skórną, mierzoną utratą wody przez skórę.
po pierwszym założeniu systemu transdermalnego nie wystąpiła znacząca odpowiedź immunologiczna, co sugeruje, że może on nie być skuteczny w przyjmowaniu niemowlęcia, które nie otrzymało szczepionki przeciw grypie lub nie zostało narażone na działanie wirusa w celu uzyskania odpowiedniej ochrony. Jednak wywołał silną odpowiedź immunologiczną (mierzoną wzrostem przeciwciał przeciwko wirusowi szczepionki przeciw grypie) po podaniu zastrzyku domięśniowego, co sugeruje, że może on zwiększyć istniejącą wcześniej odporność każdego, kto został zaszczepiony i/lub wystawiony na działanie wirusa (naśladując to, co się dzieje, gdy otrzymujemy zastrzyki sezonowe z grypą rok po roku).
co ważne, zespół nie widział żadnych fizycznych zmian w skórze w ciągu trzech miesięcy, w których obserwowano myszy, co oznacza, że krótkie zakłócenie bariery nie zwiększyło ryzyka infekcji.
„kiedy zastosowaliśmy plaster z peptydem, skóra myszy stała się przepuszczalna na krótki czas”, powiedział Brewer, doktor habilitowany w laboratoriach Becka i Millera. „Ale jak tylko plaster został usunięty, bariera skóry zaczęła się zamykać. Zauważyliśmy znaczne różnice już godzinę po usunięciu, a po 24 godzinach skóra wróciła do normy, co jest świetną wiadomością z punktu widzenia bezpieczeństwa.”
ulepszone dostarczanie szczepionek dla globalnego zdrowia
obecne szczepionki igłowe są skuteczne, ale wymagają od personelu medycznego dostarczania, generowania zagrożeń biologicznych (ostrych) wymagających usunięcia oraz powodowania bólu i niepokoju u pacjentów – wszystkie bariery w dostawie w krajach rozwijających się, które są obszarami największej potrzeby.
„te kraje nie mają siły roboczej, aby zaszczepić całe populacje” – powiedział Beck. „Ponadto w wielu z tych społeczności istnieje awersja do opieki zdrowotnej. Igła jest bolesna, inwazyjna, a to utrudnia sprawy, gdy mamy do czynienia z kulturowym uprzedzeniem wobec medycyny zapobiegawczej.”
plaster na grypę może zapewnić nieinwazyjny sposób szybkiego i taniego podawania szczepionek dużej liczbie osób.
„jeśli chcesz zaszczepić wioskę w Afryce, nie chcesz tego robić igłami” – dodał Miller. „Plaster nie musi być przechowywany w lodówce,może być stosowany przez każdego i nie ma obaw o ponowne użycie igieł.”
co dalej?
nad plastrem ze szczepionką przeciw grypie jest jeszcze wiele do zrobienia, w tym dodatkowe badania na zwierzętach, aby pomóc zespołowi zoptymalizować czas, przez jaki plaster musi pozostać na skórze, aby odpowiednio wzmocnić odpowiedź immunologiczną. Zespół ma nadzieję, że w przyszłości przeprowadzi badania na ludziach i wierzy, że jeśli plaster będzie skuteczny u ludzi, może zadziałać na choroby, na które istnieje już szczepionka na bazie igieł.
badania zostały sfinansowane z grantu na rozwój technologii z UR Ventures i grantów z National Institutes of Health. Oprócz Millera, Becka i Brewera do badań przyczynili się Elizabeth Anderson, Radha Pandya, Anna DeBenedetto, Takeshi Yoshida, Tom Hilimire i Luis Martinez-Sobrido. Dwa syntetyczne peptydy opracowane przez zespół są opatentowane, a dwa są objęte tymczasowym patentem.
# # #
University of Rochester Medical Center jest domem dla około 3,000 osób, które prowadzą badania na wszystko, od raka i chorób serca do Parkinsona, pandemii grypy i autyzmu. Nasi naukowcy, rozsiani po wielu ośrodkach, instytutach i laboratoriach, opracowali terapie, które poprawiły ludzkie zdrowie lokalnie, w regionie i na całym świecie. Aby dowiedzieć się więcej, odwiedź www.urmc.rochester.edu/research.