Будущие вакцины от Covid-19 в виде кожного пластыря, реально или нет?

вторник, 1 февраля 2022 г.

Будущие вакцины от Covid-19 в виде кожного пластыря, реально или нет?

Этот прибор может выдержать более длительное хранение и стать лучшим вариантом для людей, боящихся уколов.

По оценкам, во всем мире 49 процентов людей получили хотя бы одну дозу вакцины Ковид-19, но еще миллиарды людей все еще ждут прививки.

Только пять из 54 африканских стран, по прогнозам, достигнут цели Всемирной организации здравоохранения - к концу года полностью вакцинировать не менее 40 процентов своих жителей. Нехватка шприцев и отсутствие доступа к холодильникам остаются основными препятствиями.

Но исследователи работают над новыми вакцинами Covid-19, которые можно хранить при комнатной температуре и вводить без традиционной иглы и шприца. Последняя разработка описана в исследовании, опубликованном сегодня в журнале Scientific Advances.

Команда из Университета Квинсленда в Австралии разработала кожный пластырь для вакцины Covid-19, который вводится щелчком маленького круглого аппликатора на верхней части руки. Твердый пластиковый пластырь меньше ногтя - всего 7 на 7 миллиметров. На нем расположены 5 000 иглоподобных выступов, которые входят в кожу и вводят вакцину в верхние слои дермы. В отличие от обычной иглы, эти настолько крошечные, что не втягивают кровь и не вызывают нервных окончаний, которые чувствуют боль. Эта технология известна как микроигольчатый пластырь и используется для доставки инсулина и других лекарств. Последняя итерация, предназначенная для защиты от Covid-19, была протестирована только на мышах.

Ученые изготовили вакцину, используя процесс сушки с помощью струи азота, чтобы превратить стабилизированную версию белка шипа коронавируса в порошок. Затем они покрыли выступы на пластыре порошкообразным шиповидным белком. В ходе лабораторных испытаний было установлено, что вакцинный пластырь остается стабильным в течение месяца при комнатной температуре и в течение недели при температуре 40 градусов Цельсия, или около 104 градусов по Фаренгейту. У мышей пластырь вызвал более высокий уровень нейтрализующих антител против SARS-Cov-2, чем вакцина, вводимая с помощью иглы и шприца.

"Мы получили фантастическую реакцию", - говорит Дэвид Мюллер, автор статьи и старший научный сотрудник Университета Квинсленда.

Вакцинный пластырь действует путем доставки белка шипа в эпидермис. Этот верхний слой кожи содержит обширную сеть специализированных иммунных клеток, которые обеспечивают барьер против бактерий и вирусов. Эти клетки действуют как дозорные для остального организма, посылая сигналы другим клеткам, когда те сталкиваются с вторгшимся патогеном.

"Кожа - особенно удачное место для введения вакцины", - говорит Марк Праусниц, директор Центра проектирования, разработки и доставки лекарств при Технологическом институте Джорджии, который не принимал участия в новом исследовании. "Наша кожа - это интерфейс между телом и внешним миром, поэтому она ожидает, что время от времени будет сталкиваться с патогенами, и понимает необходимость иммунного ответа".

Предыдущие исследования на животных показали, что вакцины из кожного пластыря против других инфекционных заболеваний могут генерировать более высокий уровень антител, чем традиционные вакцины, которые вводятся в мышцу. Праусниц отмечает, что единственное инфекционное заболевание, которое когда-либо было искоренено, оспа, было ликвидировано с помощью кожной вакцины. Вакцина против оспы вводилась путем прокола кожи иглой с двумя зубцами, смоченной в растворе вакцины.

Хотя в вакцине Университета Квинсленда не используется игла в традиционном смысле, она вызывает ощущение при прижатии к коже. Мюллер говорит, что аппликатор ощущается на руке как "твердый щелчок". "Вы снимаете фольгированную пломбу, прикладываете ее к руке, оставляете на 10 секунд, а затем снимаете аппликатор", - объясняет он.

Как и при введении любой вакцины, при использовании пластыря рука может болеть, поскольку в него вводится вещество, призванное стимулировать иммунный ответ. Пластырь также вызывает некоторое покраснение, которое обычно проходит в течение нескольких дней.

"Это выглядит очень многообещающе", - говорит Джейсон Макклеллан, структурный биолог из Техасского университета в Остине, который помогал разрабатывать версию белка шипа коронавируса, использованного исследователями из Квинсленда в своей вакцине, но не участвовал в исследовании.

Макклеллан говорит, что вакцина, не требующая холодного хранения, станет благом для менее богатых стран, где доступ к электричеству для работы холодильных установок ограничен или вообще отсутствует. "Это большое преимущество перед мРНК-вакцинами Covid-19, которые требуют низких температур", - говорит он. "Во многих частях мира трудно поддерживать холодовую цепь".

Мюллер предполагает, что вакцины в виде пластырей в конечном итоге можно будет отправлять по почте или даже доставлять дронами в труднодоступные места, где нет надежных холодильных камер, чтобы люди могли самостоятельно вводить их.

Другие группы работают над пластырями для хранения вакцин, которые не требуют аппликатора и просто наклеиваются на кожу, как пластырь, а затем исчезают. Они будут практически безболезненными по сравнению с твердым пластырем команды Квинслендского университета. Исследователи из Университета Питтсбурга и Университета Карнеги-Меллона разработали пластырь размером с кончик пальца, состоящий из 400 крошечных игл с кусочками сахара и белка, которые растворяются в коже после доставки белка-шипа. У мышей вакцина, созданная питтсбургской командой, вырабатывала антитела на уровне, достаточном для нейтрализации коронавируса.

Тем временем ученые из Стэнфорда и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл сотрудничают в создании 3-D-печатного кожного пластыря для вакцины Covid-19. Маленький, нерассасывающийся пластырь вызвал у мышей реакцию антител, которая в 50 раз превышала реакцию вакцины, введенной под кожу.

Кожные пластыри для доставки лекарств изучаются уже несколько десятилетий. В настоящее время в виде пластырей выпускается широкий спектр лекарств, включая никотиновые и противозачаточные пластыри. В последние годы исследователи проявляют все больший интерес к разработке вакцин, доставляемых таким способом.

Помимо того, что вакцины в виде кожных пластырей имеют преимущества в условиях ограниченных ресурсов, они также могут способствовать внедрению вакцин в других местах. Праусниц считает, что больше людей будут ежегодно получать вакцину от гриппа, если она будет менее болезненной и легкодоступной. "Существует реальная мотивация для того, чтобы сделать ее привлекательной для людей", - говорит он. "Что если бы вы могли купить пластыри в продуктовом магазине по дороге домой и принести их домой своей семье?".

Для детей и взрослых, которые морщатся при виде иголок, кожный пластырь может стать менее болезненным и пугающим вариантом. Исследование, опубликованное в мае Альянсом по вакцинам Gavi, показало, что страх перед иглами может быть ключевым фактором для примерно 10 процентов людей, не сделавших вакцину Covid-19.

Кожные пластыри для вакцинации против гриппа, как и вакцина Covid-19, вероятно, не будут широко доступны в течение нескольких лет. Ни одна из вакцин-пластырей, разрабатываемых для Ковид-19, еще не была протестирована на людях. Команда Университета Квинсленда намерена начать первые клинические испытания в следующем году вместе со своим партнером - компанией Vaxxas, биотехнологической компанией из Кембриджа, штат Массачусетс, которая производит аппликаторы и пластыри.

Хотя вакцины из кожных пластырей для Covid-19 могут быть еще на расстоянии нескольких лет, Праусниц все же считает, что в них стоит инвестировать. Многие эксперты предсказывают, что коронавирус станет эндемичным, и вполне возможно, что вакцинация будет требоваться регулярно. Легкая в применении, пригодная для хранения вакцина могла бы помочь обеспечить прививки большему числу людей в мире.