Luis Alvarez / Getty Images
Viktige takeaways
- Forskere kan ha funnet en kjemisk løsning på vaksineoppbevaring.
- Vaksiner er ekstremt temperaturfølsomme og må transporteres via en "kaldkjede" for å sikre levedyktigheten.
- Omtrent halvparten av alle vaksiner som produseres hvert år må kastes.
På samme måte som forgjengelige matvarer, kan vaksiner - eller rettere sagt viral komponentene som får dem til å krysse - gå dårlig hvis de oppbevares feil. Forskere kan imidlertid ha funnet en måte å hindre dem i å ødelegge i varme omgivelser.
I en studie utført ved University of Michigan, fant forskere at å utsette hele inaktiverte virus for en kjemisk prosess kjent som "coacervation", isolerte dem med hell fra svingningene i temperaturen som kan stave deres undergang. Oktoberstudien ble publisert i tidsskriftBiomaterialvitenskap.
"Enhver forbedring av temperaturstabiliteten til medisiner vil bidra til å redusere kostnadene og forbedre livskvaliteten for mennesker som har å håndtere denne typen terapi hver dag i livet," medforfatter Sarah Perry, PhD, lektor i forteller institutt for kjemiteknikk ved University of Massachusetts, til Verywell.
Jere McBride, MS, PhD, professor ved avdelingene patologi og mikrobiologi og immunologi ved University of Texas Medical Branch, som ikke var involvert i studien, er forsiktig optimistisk med hensyn til tilnærmingen, selv om han presiserer at han ikke er ekspert, per se, om vaksineutvikling og lagring.
"Uten spesifikk kunnskap om denne tilnærmingen, tror jeg denne metoden kan være verdifull for å øke tilgangen til vaksiner ved å minimere krav til kaldkjede, og dermed forbedre stabiliteten," sier han.
Vaksiner kan bare overleve innenfor et smalt temperaturområde, noe som gjør dem til en stor hodepine for laboratorier å designe, produsenter å produsere og distributører til å transportere. Ved temperaturer under 2 ° C fryser de og opprettholder fysisk skade som Perry sammenligner med "å bli knust, men på molekylær skala." Ved temperaturer over 8 ° C ødelegger de seg som "en biff [utelatt] på disken" når proteinene begynner å denaturere - eller "utfolde seg."
"En viktig del av hvordan vaksiner fungerer, er at de lærer kroppene våre hvordan vi skal gjenkjenne en bestemt infeksjon," sier Perry. "Hvis det spesifikke proteinet, eller den totale proteinkapsiden til viruset begynner å utfolde seg, vil informasjonen vi prøver å lære ut immunforsvaret vårt ville gå tapt. For eksempel har vi hørt mye om dette ‘piggproteinet’ for COVID-19. Det proteinet har en veldig spesifikk 3-D-form, og det er det vi prøver å opprettholde. "
Ved å bruke denne kjemiske prosessen fant Perry og teamet hennes at koakervasjonen i betydelig grad øker vaksinenes temperaturstabilitet og dermed deres levetid.
Hvordan transporteres vaksiner for tiden?
Vaksiner, så vel som behandlinger mot leddgikt og multippel sklerose, transporteres for tiden via en "kaldkjede" eller en temperaturkontrollert forsyningskjede som:
- Begynner med fryselageret på produksjonsanlegget
- Strekker seg til transport og levering av vaksinen og riktig oppbevaring på leverandøranlegget
- Og ender med administrering av vaksinen eller behandling til pasienten
Kjølekjeder er imidlertid utsatt for funksjonsfeil - så mye at rundt halvparten av alle vaksiner som produseres hvert år havner i søpla, og koster skattebetalerne penger og enkeltpersoner som potensielt livreddende immunitet.
Kjølekjeden må opprettholdes selv etter hjemlevering, så folk som trenger terapeutiske behandlinger for spesifikke medisinske problemer, må planlegge dagene rundt ankomst.
“Dette betyr at du må planlegge livet ditt rundt å være hjemme for å akseptere disse forsendelsene når de kommer," sier Perry. "Hvis en storm slår ut strømmen til huset ditt, må du tenke på hvordan du beholder både familien din og medisinen din. sikker. Hvis du vil reise, hvordan kan du ta med deg kjølemedisinen din? ”
Hva dette betyr for deg
Hvis du lever med en kronisk sykdom som krever regelmessig behandling, kan forbedret vaksintemperaturstabilitet øke bekvemmeligheten ved vaksine eller behandling. Studier pågår fortsatt.
Den lyse ideen
Motivert av et ønske om å øke lagringstoleransen for vaksiner, satte Perry og hennes medforfattere seg for å finne et alternativ til kaldkjeden. De fant en måte å omslutte virale partikler i coacervates i en prosess kjent som "coacervation."
Koacervates er samlinger av makromolekyler som holdes sammen av elektrostatiske krefter; Perry beskriver coacervation som "en type separasjon av væskefase." For et eksempel på et stoff som er avhengig av at coacervation fungerer, må du ikke se lenger enn forfengelighet på badet ditt.
"Sjampo fungerer faktisk ved å gjennomgå denne typen faseseparasjon," sier Perry. "Sjampoen i flasken er en fase. Når vi legger det på det våte håret vårt, fortynner vi imidlertid konsentrasjonen av polymerer og overflateaktive stoffer i sjampoen. Sjampo er formulert på en slik måte at denne fortynningen er tilstrekkelig til å få faseseparasjon til å oppstå, slik at koacervatdråpene kan kapsles inn og føre bort smuss og olje. "
Sette coacervation på prøve
Når Perry og hennes medforfattere hadde raffinert metodikken, satte de den på prøve - testpersonene var et ikke-innhyllet svineparvovirus (PPV) og et innhyllet bovint viral diarévirus (BVDV).
I virologi er et "innhyllet" virus et som har et ytre lag som er en rest av den opprinnelige vertscellens membran.
De sammenlignet deretter coacervated PPV og BVDV med gratis (som betyr ikke-coacervated) PPV og BVDV. Etter en dag ved 60 ° C hadde virustiteren til koacervert PPV holdt seg jevn mens den for fri PPV hadde avtatt noe. Etter syv dager under 60 ° C hadde virustiteren til koacervert PPV falt noe mens den for fri PPV hadde falt helt av.
I studien tildelte Perry og hennes medforfattere førstnevnte sin "betydelige oppbevaring av aktivitet" til innkapsling i form av bevaring. De antydet at koacervering kan øke temperaturstabiliteten til vaksiner ved å forhindre proteindenaturering eller proteinutfolding.
Når det gjelder hvorvidt coacervation potensielt kan brukes til å øke stabiliteten og dermed levetiden til den etterlengtede COVID-19-vaksinen, sier Perry at det er teoretisk mulig. I motsetning til vaksinene i studien, er imidlertid COVID-19-vaksinen som kommer fra farmasøytiske selskaper Pfizer og Moderna basert på COVID-19s mRNA-sekvens i stedet for inaktiverte COVID-19-virus.
"Vårt nylige arbeid fokuserte på virus, så ytterligere studier ville være nødvendig for å forstå hvordan vår tilnærming kunne brukes på RNA-baserte vaksiner," sier hun.
