Luis Alvarez / Getty Images
Viktiga takeaways
- Forskare kan ha hittat en kemisk lösning på vaccinlagringsintolerans.
- Vacciner är extremt temperaturkänsliga och måste transporteras via en "kall kedja" för att säkerställa deras livskraft.
- Ungefär hälften av alla vacciner som produceras varje år måste kasseras.
Precis som lättfördärvliga livsmedel kan vacciner - eller snarare de virala komponenterna som får dem att kryssa - gå dåligt om de förvaras felaktigt. Forskare kan dock ha hittat ett sätt att hindra dem från att förstöra i heta miljöer.
I en studie genomförd vid University of Michigan fann forskare att utsätta hela inaktiverade virus för en kemisk process som kallas "koacervation" framgångsrikt isolerade dem från temperaturvariationerna som kan stava deras undergång. Oktoberstudien publicerades i tidningBiomaterialvetenskap.
"Varje förbättring av läkemedlets temperaturstabilitet skulle kunna bidra till att sänka kostnaderna och förbättra livskvaliteten för människor som måste hantera dessa typer av läkemedel varje dag i livet", medförfattare Sarah Perry, doktor, docent i berättar institutionen för kemiteknik vid University of Massachusetts, till Verywell.
Jere McBride, MS, doktor, professor vid avdelningarna för patologi och mikrobiologi och immunologi vid University of Texas Medical Branch, som inte var inblandad i studien, är försiktigt optimistisk om tillvägagångssättet, även om han klargör att han inte är expert, i sig, om utveckling och lagring av vaccin.
"Utan specifik kunskap om detta tillvägagångssätt tror jag att den här metoden kan vara värdefull för att öka tillgången till vacciner genom att minimera kraven på kylkedjan och därmed förbättra stabiliteten", säger han.
Vacciner kan bara överleva inom ett smalt temperaturintervall, vilket gör dem till en stor huvudvärk för laboratorier att designa, tillverkare att producera och distributörer att transportera. Vid temperaturer under 2 ° C fryser de och upprätthåller fysiska skador som Perry jämför med att "krossas, men i molekylär skala." Vid temperaturer över 8 ° C förstörs de som "en biff [kvar] på disken" när deras proteiner börjar denaturera - eller "utvecklas".
"En viktig del av hur vacciner fungerar är att de lär våra kroppar hur man känner igen en viss infektion", säger Perry. "Om det specifika proteinet, eller den totala proteinkapsiden i viruset börjar utvecklas, kommer den information vi försöker lära ut vårt immunsystem skulle gå vilse. Vi har till exempel hört mycket om detta ”spikprotein” för COVID-19. Det proteinet har en mycket specifik 3-D-form, och det är vad vi försöker upprätthålla. "
Genom att använda denna kemiska process fann Perry och hennes team att denna koacervation avsevärt ökar vaccinernas temperaturstabilitet och därför deras livslängd.
Hur transporteras vacciner för närvarande?
Vacciner, såväl som behandlingar mot artrit och multipel skleros, transporteras för närvarande via en "kallkedja" eller en temperaturkontrollerad försörjningskedja som:
- Börjar med kylenheten vid tillverkningsanläggningen
- Gäller även transport och leverans av vaccinet och korrekt förvaring hos leverantörsanläggningen
- Och slutar med administrering av vaccinet eller behandling till patienten
Kylkedjor är dock utsatta för funktionsfel - så mycket att ungefär hälften av alla vacciner som produceras varje år hamnar i papperskorgen och kostar skattebetalarna pengar och individer som är potentiellt livräddande immunitet.
Kylkedjan måste upprätthållas även efter hemleverans, så människor som behöver terapeutiska behandlingar för specifika medicinska problem måste planera sina dagar runt ankomsten.
”Det betyder att du måste planera ditt liv för att vara hemma för att acceptera dessa transporter när de anländer, säger Perry.” Om en storm slår ut strömmen till ditt hus måste du tänka på hur du behåller både din familj och din medicin. säker. Om du vill resa, hur kan du ta med dig ditt kylmedicin? ”
Vad detta betyder för dig
Om du lever med en kronisk sjukdom som kräver regelbunden behandling kan förbättrad vaccinstemperaturstabilitet öka bekvämligheten med vaccin eller behandling. Studier pågår fortfarande.
Den ljusa idén
Motiverad av en önskan att öka lagringstoleransen för vacciner satte Perry och hennes medförfattare upp för att hitta ett alternativ till kylkedjan. De hittade ett sätt att innesluta viruspartiklar i koacervater i en process som kallas "coacervation."
Koacervater är samlingar av makromolekyler som hålls samman av elektrostatiska krafter; Perry beskriver coacervation som "en typ av vätskefasseparation." För ett exempel på ett ämne som är beroende av coacervation för att fungera, behöver du inte leta längre än ditt badrumsfack.
"Schampo fungerar faktiskt genom att genomgå denna typ av fasseparation", säger Perry. "Schampot i flaskan är en fas. Men när vi lägger det på vårt våta hår spädar vi koncentrationen av polymerer och ytaktiva ämnen i schampot. Schampon är formulerade på ett sådant sätt att denna utspädning är tillräcklig för att fasseparation ska ske, vilket möjliggör att koacervatdropparna kapslar in och transporterar bort smuts och olja. "
Att testa coacervation
När Perry och hennes medförfattare hade förfinat sin metod, testade de den - försökspersonerna var ett icke-omslaget svinparvovirus (PPV) och ett omslaget bovint viralt diarrévirus (BVDV).
I virologi är ett "omslaget" virus ett som har ett yttre skikt som är en rest av den ursprungliga värdcellens membran.
De jämförde sedan den coacervated PPV och BVDV med gratis (vilket betyder icke-coacervated) PPV och BVDV. Efter en dag vid 60 ° C hade virustitern för koacerverad PPV varit stabil medan den för fri PPV hade minskat något. Efter sju dagar under 60 ° C hade virustitern för koacerverad PPV minskat något medan den för fri PPV hade fallit av helt.
I studien tillskrev Perry och hennes medförfattare förstnämndens "betydande kvarhållande av aktivitet" till inkapsling i form av bevarande. De antog att koacervation kan öka temperaturstabiliteten hos vacciner genom att förhindra proteindenaturering eller proteinutveckling.
När det gäller huruvida koacervation potentiellt kan användas för att öka stabiliteten och därmed livslängden för det efterlängtade COVID-19-vaccinet, säger Perry att det är teoretiskt möjligt. Till skillnad från vaccinerna i studien är dock COVID-19-vaccinet som kommer från läkemedelsföretagen Pfizer och Moderna baserat på COVID-19s mRNA-sekvens snarare än inaktiverade COVID-19-virus.
"Vårt senaste arbete fokuserade på virus, så ytterligare studier skulle behövas för att förstå hur vår strategi kan tillämpas på RNA-baserade vacciner", säger hon.
