Луис Альварес / Getty Images
Ключевые выводы
- Исследователи, возможно, нашли химическое решение проблемы непереносимости вакцин.
- Вакцины чрезвычайно чувствительны к температуре и должны транспортироваться через «холодовую цепь», чтобы гарантировать их жизнеспособность.
- Примерно половину всех вакцин, производимых ежегодно, приходится утилизировать.
Как и скоропортящиеся пищевые продукты, вакцины - или, скорее, вирусные компоненты, вызывающие у них клещи, - могут испортиться при неправильном хранении. Однако исследователи, возможно, нашли способ уберечь их от порчи в жарких условиях.
В исследовании, проведенном в Мичиганском университете, исследователи обнаружили, что подвергание целых инактивированных вирусов химическому процессу, известному как «коацервация», успешно изолировало их от колебаний температуры, которые могут предвещать их гибель. Октябрьское исследование было опубликовано в журналБиоматериалы.
«Любое улучшение температурной стабильности лекарств поможет снизить затраты и улучшить качество жизни людей, которым приходится иметь дело с этими видами терапии каждый день в своей жизни», - соавтор Сара Перри, доктор философии, доцент кафедры медицины. отдел химической инженерии Массачусетского университета, рассказывает Verywell.
Джери МакБрайд, магистр медицины, доктор философии, профессор кафедры патологии, микробиологии и иммунологии медицинского отделения Техасского университета, который не участвовал в исследовании, осторожно оптимистично оценивает этот подход, хотя и поясняет, что не является экспертом. как таковой, о разработке и хранении вакцин.
«Я думаю, что без конкретных знаний об этом подходе этот метод может быть ценным для расширения доступа к вакцинам за счет минимизации требований холодовой цепи и, следовательно, повышения стабильности», - говорит он.
Вакцины могут выжить только в узком температурном диапазоне, что делает их серьезной головной болью для лабораторий при разработке, производителей для производства и дистрибьюторов для транспортировки. При температуре ниже 2 ° C они замерзают, получая физический ущерб, который Перри сравнивает с «раздавливанием, но в молекулярном масштабе». При температуре выше 8 ° C они портятся, как «стейк [оставленный] на прилавке», поскольку их белки начинают денатурировать - или «разворачиваться».
«Ключевой частью того, как работают вакцины, является то, что они учат наш организм распознавать конкретную инфекцию, - говорит Перри. - Если конкретный белок или общий белковый капсид вируса начинает разворачиваться, информация, которую мы пытаемся преподать, наша иммунная система будет потеряна. Например, мы много слышали об этом «протеине-шипе» для COVID-19. Этот белок имеет очень специфическую трехмерную форму, и это то, что мы пытаемся сохранить ».
Используя этот химический процесс, Перри и ее команда обнаружили, что эта коацервация значительно увеличивает температурную стабильность вакцин и, следовательно, их долговечность.
Как в настоящее время транспортируются вакцины?
Вакцины, а также препараты для лечения артрита и рассеянного склероза в настоящее время транспортируются через «холодовую цепочку» или цепочку поставок с контролируемой температурой, которая:
- Начинается с холодильной камеры на заводе-изготовителе.
- Распространяется на транспортировку и доставку вакцины и надлежащее хранение на объекте поставщика.
- И заканчивается введением вакцины или лечением пациенту.
Однако холодовые цепи склонны к сбоям - настолько, что около половины всех вакцин, производимых каждый год, попадает в мусор, что стоит денег налогоплательщиков и людей, потенциально спасающих жизнь иммунитета.
Холодильная цепь должна поддерживаться даже после доставки на дом, поэтому люди, которым требуется терапевтическое лечение определенных медицинских проблем, должны планировать свои дни до прибытия.
«Это означает, что вы должны планировать свою жизнь, будучи дома, чтобы принимать эти грузы, когда они прибудут», - говорит Перри. «Если шторм отключит электричество в вашем доме, вы должны подумать о том, как сохранить и свою семью, и лекарства. безопасный. Если вы хотите путешествовать, как вы можете взять с собой охлажденное лекарство? »
Что это значит для вас
Если вы живете с хроническим заболеванием, требующим регулярного лечения, улучшенная температурная стабильность вакцины может повысить удобство вакцинации или доставки лечения. Исследования все еще продолжаются.
Яркая идея
Стремясь повысить переносимость вакцин при хранении, Перри и ее соавторы решили найти альтернативу холодовой цепи. Они нашли способ заключить вирусные частицы в коацерваты в процессе, известном как «коацервация».
Коацерваты представляют собой совокупность макромолекул, которые удерживаются вместе электростатическими силами; Перри описывает коацервацию как «тип жидкофазного разделения». В качестве примера вещества, действие которого зависит от коацервации, вам не нужно искать дальше тщеславия в ванной.
«Шампунь на самом деле работает, подвергаясь такому типу разделения фаз, - говорит Перри. - Шампунь во флаконе - это одна фаза. Однако, когда мы наносим его на влажные волосы, мы уменьшаем концентрацию полимеров и поверхностно-активных веществ в шампуне. Шампуни составлены таким образом, чтобы этого разбавления было достаточно, чтобы произошло разделение фаз, позволяя каплям коацервата инкапсулировать и уносить грязь и масло ».
Проверка коацервации
После того, как Перри и ее соавторы усовершенствовали свою методологию, они подвергли ее испытанию - испытуемые были парвовирусом свиньи без оболочки (PPV) и вирусом вирусной диареи крупного рогатого скота (BVDV) без оболочки.
В вирусологии «оболочечный» вирус - это вирус, у которого есть внешний слой, который является остатком исходной мембраны клетки-хозяина.
Затем они сравнили коацервированные PPV и BVDV со свободными (то есть некоацервированными) PPV и BVDV. Через сутки при 60 ° C титр вируса коацервированного PPV оставался стабильным, в то время как титр свободного PPV несколько снизился. После семи дней при температуре 60 ° C титр вируса коацервированного PPV несколько снизился, в то время как титр свободного PPV упал полностью.
В исследовании Перри и ее соавторы приписали «значительное сохранение активности» первого из-за инкапсуляции в форме консервации. Они предположили, что коацервация может повысить температурную стабильность вакцин, предотвращая денатурацию белка или разворачивание белка.
Что касается того, может ли коацервация потенциально использоваться для повышения стабильности и, следовательно, долговечности долгожданной вакцины COVID-19, Перри говорит, что это теоретически возможно. Однако, в отличие от вакцин, включенных в исследование, вакцина COVID-19, которая будет выпущена фармацевтическими компаниями Pfizer и Moderna, основана на последовательности мРНК COVID-19, а не на инактивированных вирусах COVID-19.
«Наша недавняя работа была сосредоточена на вирусах, поэтому потребуются дальнейшие исследования, чтобы понять, как наш подход может быть применен к вакцинам на основе РНК», - говорит она.
