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Die zentralen Thesen
- Forscher haben möglicherweise eine chemische Lösung für die Unverträglichkeit der Impfstoffspeicherung gefunden.
- Impfstoffe sind extrem temperaturempfindlich und müssen über eine „Kühlkette“ transportiert werden, um ihre Lebensfähigkeit sicherzustellen.
- Etwa die Hälfte aller jährlich hergestellten Impfstoffe muss verworfen werden.
Ähnlich wie verderbliche Lebensmittel können Impfstoffe - oder vielmehr die viralen Komponenten, die sie zum Ticken bringen - bei unsachgemäßer Lagerung schlecht werden. Forscher haben jedoch möglicherweise einen Weg gefunden, um zu verhindern, dass sie in heißen Umgebungen verderben.
In einer an der University of Michigan durchgeführten Studie stellten die Forscher fest, dass die Inaktivierung ganzer inaktivierter Viren durch einen chemischen Prozess, der als „Koazervation“ bezeichnet wird, sie erfolgreich vor Temperaturschwankungen isoliert, die ihr Schicksal bedeuten können TagebuchBiomaterialwissenschaften.
"Jede Verbesserung der Temperaturstabilität von Arzneimitteln würde dazu beitragen, die Kosten zu senken und die Lebensqualität von Menschen zu verbessern, die sich jeden Tag ihres Lebens mit solchen Therapeutika auseinandersetzen müssen", so die Co-Autorin Sarah Perry, PhD, Associate Professor in Die Abteilung für Chemieingenieurwesen an der Universität von Massachusetts erzählt Verywell.
Jere McBride, MS, PhD, Professor an den Abteilungen für Pathologie, Mikrobiologie und Immunologie der medizinischen Abteilung der Universität von Texas, der nicht an der Studie beteiligt war, ist vorsichtig optimistisch in Bezug auf den Ansatz, stellt jedoch klar, dass er kein Experte ist. per se über die Entwicklung und Lagerung von Impfstoffen.
„Ohne spezifisches Wissen über diesen Ansatz könnte diese Methode wertvoll sein, um den Zugang zu Impfstoffen zu verbessern, indem die Anforderungen an die Kühlkette minimiert und damit die Stabilität verbessert werden“, sagt er.
Impfstoffe können nur in einem engen Temperaturbereich überleben, was sie für Laboratorien zu einem großen Problem macht, Hersteller zu produzieren und Händler zu transportieren. Bei Temperaturen unter 2 ° C gefrieren sie und erleiden physische Schäden, die Perry im Vergleich zu "zerkleinert, aber im molekularen Maßstab" vergleicht. Bei Temperaturen über 8 ° C verderben sie wie „ein Steak [auf der Theke]“, wenn ihre Proteine zu denaturieren beginnen - oder sich „entfalten“.
"Ein wesentlicher Teil der Wirkungsweise von Impfstoffen besteht darin, dass sie unserem Körper beibringen, wie man eine bestimmte Infektion erkennt", sagt Perry. "Wenn sich das spezifische Protein oder das gesamte Proteinkapsid des Virus zu entfalten beginnt, die Informationen, die wir vermitteln wollen." Unser Immunsystem würde verloren gehen. Zum Beispiel haben wir viel über dieses "Spike-Protein" für COVID-19 gehört. Dieses Protein hat eine sehr spezifische 3-D-Form, und das versuchen wir beizubehalten. "
Durch die Verwendung dieses chemischen Verfahrens stellten Perry und ihr Team fest, dass diese Koazervation die Temperaturstabilität von Impfstoffen und damit deren Langlebigkeit erheblich erhöht.
Wie werden Impfstoffe derzeit transportiert?
Impfstoffe sowie Behandlungen für Arthritis und Multiple Sklerose werden derzeit über eine „Kühlkette“ oder eine temperaturgesteuerte Lieferkette transportiert, die:
- Beginnt mit dem Kühlhaus in der Produktionsstätte
- Erstreckt sich auf den Transport und die Lieferung des Impfstoffs sowie die ordnungsgemäße Lagerung in der Einrichtung des Anbieters
- Und endet mit der Verabreichung des Impfstoffs oder der Behandlung an den Patienten
Kühlketten sind jedoch anfällig für Fehlfunktionen - so sehr, dass etwa die Hälfte aller jährlich hergestellten Impfstoffe in den Müll gelangen und die Steuerzahler Geld und Personen möglicherweise lebensrettende Immunität kosten.
Die Kühlkette muss auch nach einer Lieferung nach Hause aufrechterhalten werden, daher müssen Personen, die therapeutische Behandlungen für bestimmte medizinische Probleme benötigen, ihre Tage um ihre Ankunft herum planen.
„Das bedeutet, dass Sie Ihr Leben so planen müssen, dass Sie zu Hause sind, um diese Sendungen zu akzeptieren, wenn sie ankommen“, sagt Perry. „Wenn ein Sturm die Stromversorgung Ihres Hauses ausschaltet, müssen Sie darüber nachdenken, wie Sie sowohl Ihre Familie als auch Ihre Medizin erhalten sicher. Wenn Sie reisen möchten, wie können Sie Ihre gekühlte Medizin mitnehmen? “
Was dies für Sie bedeutet
Wenn Sie mit einer chronischen Krankheit leben, die eine regelmäßige Behandlung erfordert, kann eine verbesserte Stabilität der Impfstofftemperatur die Bequemlichkeit der Impfung oder der Abgabe der Behandlung erhöhen. Studien sind noch nicht abgeschlossen.
Die helle Idee
Aus dem Wunsch heraus, die Lagertoleranz von Impfstoffen zu erhöhen, machten sich Perry und ihre Co-Autoren daran, eine Alternative zur Kühlkette zu finden. Sie fanden einen Weg, virale Partikel in Koazervaten einzuschließen, was als "Koazervation" bekannt ist.
Koazervate sind Ansammlungen von Makromolekülen, die durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten werden. Perry beschreibt die Koazervation als "eine Art Flüssigphasentrennung". Für ein Beispiel einer Substanz, deren Arbeit auf Koazervation beruht, müssen Sie nicht weiter als bis zu Ihrem Badezimmereitelkeit suchen.
"Shampoo funktioniert tatsächlich durch diese Art der Phasentrennung", sagt Perry. "Das Shampoo in der Flasche ist alles eine Phase. Wenn wir es jedoch auf unser nasses Haar auftragen, verdünnen wir die Konzentration der Polymere und Tenside im Shampoo. Shampoos sind so formuliert, dass diese Verdünnung ausreicht, um eine Phasentrennung zu bewirken, so dass die Koazervattröpfchen Schmutz und Öl einkapseln und wegtragen können. "
Koazervation auf die Probe stellen
Nachdem Perry und ihre Co-Autoren ihre Methodik verfeinert hatten, stellten sie sie auf die Probe - die Testpersonen waren ein nicht umhülltes Schweine-Parvovirus (PPV) und ein umhülltes Rinder-Virus-Durchfall-Virus (BVDV).
In der Virologie ist ein "umhülltes" Virus ein Virus mit einer äußeren Schicht, die ein Überbleibsel der Membran der ursprünglichen Wirtszelle ist.
Sie verglichen dann das koazervierte PPV und BVDV mit freiem (dh nicht koazerviertem) PPV und BVDV. Nach einem Tag bei 60 ° C war der Virustiter von koazerviertem PPV konstant geblieben, während der von freiem PPV etwas abgenommen hatte. Nach sieben Tagen unter 60 ° C war der Virustiter von koazerviertem PPV etwas gesunken, während der von freiem PPV vollständig abgefallen war.
In der Studie führten Perry und ihre Co-Autoren die „signifikante Beibehaltung der Aktivität“ auf die Einkapselung in Form von Konservierung zurück. Sie stellten die Hypothese auf, dass die Koazervation die Temperaturstabilität von Impfstoffen erhöhen könnte, indem sie die Denaturierung von Proteinen oder die Entfaltung von Proteinen verhindert.
Ob die Koazervation möglicherweise dazu verwendet werden könnte, die Stabilität und damit die Langlebigkeit des mit Spannung erwarteten COVID-19-Impfstoffs zu erhöhen, ist laut Perry theoretisch möglich. Im Gegensatz zu den Impfstoffen in der Studie basiert der COVID-19-Impfstoff der Pharmaunternehmen Pfizer und Moderna jedoch eher auf der mRNA-Sequenz von COVID-19 als auf inaktivierten COVID-19-Viren.
"Unsere jüngste Arbeit konzentrierte sich auf Viren. Daher wären weitere Studien erforderlich, um zu verstehen, wie unser Ansatz auf RNA-basierte Impfstoffe angewendet werden kann", sagt sie.
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