Luis Alvarez / Getty Images
Belangrijkste leerpunten
- Onderzoekers hebben mogelijk een chemische oplossing gevonden voor intolerantie voor vaccinopslag.
- Vaccins zijn extreem temperatuurgevoelig en moeten via een "koude ketting" worden vervoerd om hun levensvatbaarheid te garanderen.
- Ongeveer de helft van alle vaccins die elk jaar worden geproduceerd, moet worden weggegooid.
Net als bederfelijke voedselproducten kunnen vaccins - of liever de virale componenten waardoor ze tikken - bederven als ze niet op de juiste manier worden bewaard. Onderzoekers hebben misschien een manier gevonden om te voorkomen dat ze bederven in warme omgevingen.
In een studie uitgevoerd aan de Universiteit van Michigan, ontdekten onderzoekers dat het onderwerpen van volledige geïnactiveerde virussen aan een chemisch proces dat bekend staat als "coacervatie" hen met succes isoleerde van de temperatuurschommelingen die hun ondergang kunnen betekenen. De studie van oktober werd gepubliceerd in de logboekBiomaterial Sciences.
"Elke verbetering in de temperatuurstabiliteit van medicijnen zou helpen om de kosten te verlagen en de kwaliteit van leven te verbeteren voor mensen die elke dag met dit soort therapieën te maken hebben", co-auteur Sarah Perry, PhD, universitair hoofddocent in de afdeling chemische technologie van de Universiteit van Massachusetts, vertelt Verywell.
Jere McBride, MS, PhD, een professor in de afdelingen pathologie en microbiologie en immunologie aan de medische afdeling van de Universiteit van Texas die niet bij het onderzoek betrokken was, is voorzichtig optimistisch over de aanpak, hoewel hij duidelijk maakt dat hij geen expert is, per se, over de ontwikkeling en opslag van vaccins.
"Zonder specifieke kennis over deze benadering, denk ik dat deze methode waardevol zou kunnen zijn om de toegang tot vaccins te vergroten door de vereisten van de koelketen te minimaliseren en zo de stabiliteit te verbeteren", zegt hij.
Vaccins kunnen alleen overleven binnen een smal temperatuurbereik, waardoor ze een groot probleem zijn voor laboratoria om te ontwerpen, fabrikanten om te produceren en distributeurs om te vervoeren. Bij temperaturen onder de 2 ° C bevriezen ze en lopen ze fysieke schade op die Perry vergelijkt met "verpletterd worden, maar op moleculaire schaal." Bij temperaturen boven 8 ° C bederven ze als "een biefstuk [links] op het aanrecht" wanneer hun eiwitten beginnen te denatureren - of zich "ontvouwen".
"Een belangrijk onderdeel van de manier waarop vaccins werken, is dat ze ons lichaam leren hoe het een bepaalde infectie kan herkennen", zegt Perry. "Als het specifieke eiwit of de algehele eiwitcapside van het virus zich begint te ontvouwen, is de informatie die we proberen te leren ons immuunsysteem zou verloren gaan. We hebben bijvoorbeeld veel gehoord over dit ‘spike-eiwit’ voor COVID-19. Dat eiwit heeft een heel specifieke 3D-vorm, en dat is wat we proberen te behouden. "
Door dit chemische proces te gebruiken, ontdekten Perry en haar team dat die coacervatie de temperatuurstabiliteit van vaccins aanzienlijk verhoogt, en dus ook hun levensduur.
Hoe worden vaccins momenteel vervoerd?
Vaccins, evenals behandelingen voor artritis en multiple sclerose, worden momenteel vervoerd via een 'koude keten' of een temperatuurgecontroleerde toeleveringsketen die:
- Begint met de koelcel in de fabriek
- Strekt zich uit tot het transport en de levering van het vaccin en de juiste opslag bij de zorgverlener
- En eindigt met toediening van het vaccin of behandeling aan de patiënt
Koelketens zijn echter vatbaar voor storingen - zo erg zelfs dat ongeveer de helft van alle vaccins die elk jaar worden geproduceerd in de prullenbak terechtkomt, wat de belastingbetaler geld kost en individuen mogelijk levensreddende immuniteit.
De koelketen moet worden gehandhaafd, zelfs na een thuisbezorging, dus mensen die therapeutische behandelingen nodig hebben voor specifieke medische problemen, moeten hun dagen plannen rond hun aankomst.
"Dit betekent dat je je leven moet plannen om thuis te zijn om deze zendingen te accepteren wanneer ze aankomen", zegt Perry. "Als een storm de stroom naar je huis uitschakelt, moet je nadenken over hoe je zowel je gezin als je medicijnen kunt houden. veilig. Als u wilt reizen, hoe kunt u uw gekoelde medicijnen dan meenemen? "
Wat dit voor u betekent
Als u met een chronische ziekte leeft die een regelmatige behandeling vereist, kan een verbeterde stabiliteit van de temperatuur van het vaccin het gemak van het toedienen van een vaccin of behandeling vergroten. Studies zijn nog gaande.
Het slimme idee
Gemotiveerd door de wens om de opslagtolerantie van vaccins te verhogen, gingen Perry en haar co-auteurs op zoek naar een alternatief voor de koelketen. Ze vonden een manier om virale deeltjes in coacervaten te omsluiten in een proces dat bekend staat als 'coacervatie'.
Coacervaten zijn verzamelingen van macromoleculen die bij elkaar worden gehouden door elektrostatische krachten; Perry beschrijft coacervatie als 'een soort vloeistoffase-scheiding'. Voor een voorbeeld van een stof die afhankelijk is van coacervatie om te werken, hoeft u niet verder te zoeken dan uw badkamermeubel.
"Shampoo werkt eigenlijk door dit soort fasescheiding te ondergaan", zegt Perry. "De shampoo in de fles is allemaal één fase. Wanneer we het echter op ons natte haar aanbrengen, verdunnen we de concentratie van de polymeren en oppervlakteactieve stoffen in de shampoo. Shampoos zijn zo geformuleerd dat deze verdunning voldoende is om fasescheiding te veroorzaken, waardoor de coacervaatdruppels kunnen inkapselen en vuil en olie kunnen afvoeren. "
Coacervatie op de proef stellen
Nadat Perry en haar co-auteurs hun methodologie hadden verfijnd, hebben ze die op de proef gesteld - de proefpersonen waren een niet-omhuld varkensparvovirus (PPV) en een omhuld rundervirusdiarree-virus (BVDV).
In de virologie is een 'omhuld' virus een virus met een buitenste laag die een overblijfsel is van het membraan van de oorspronkelijke gastheercel.
Vervolgens vergeleken ze de gecoacerveerde PPV en BVDV met vrije (dat wil zeggen niet-gecoacerveerde) PPV en BVDV. Na één dag bij 60 ° C was de virale titer van gecoacerveerde PPV stabiel gebleven, terwijl die van vrije PPV enigszins was afgenomen. Na zeven dagen onder 60 ° C was de virale titer van gecoacerveerde PPV enigszins afgenomen, terwijl die van vrije PPV volledig was afgenomen.
In de studie schreven Perry en haar co-auteurs de "aanzienlijke retentie van activiteit" van de eerste toe aan inkapseling in de vorm van conservering. Ze veronderstelden dat coacervatie de temperatuurstabiliteit van vaccins kan verhogen door eiwitdenaturatie of eiwitontvouwing te voorkomen.
Over de vraag of coacervatie mogelijk kan worden gebruikt om de stabiliteit en dus de levensduur van het langverwachte COVID-19-vaccin te vergroten, zegt Perry dat het theoretisch mogelijk is. In tegenstelling tot de vaccins in het onderzoek, is het COVID-19-vaccin dat afkomstig is van de farmaceutische bedrijven Pfizer en Moderna echter gebaseerd op de mRNA-sequentie van COVID-19 in plaats van op geïnactiveerde COVID-19-virussen.
"Ons recente werk was gericht op virussen, dus verder onderzoek zou nodig zijn om te begrijpen hoe onze aanpak kan worden toegepast op RNA-gebaseerde vaccins", zegt ze.
