Новые технологии вакцинации

Шприцы и иглы были основным способом вакцинации последние сто лет. Однако за последние несколько лет появились альтернативные пути введения вакцины.Исследовательские группы и стартапы по всему миру тестируют новаторские решения, такие как пластыри, спреи, таблетки, сухие порошки и даже воздействие электрическими импульсами. Поиск альтернативных подходов обусловлен необходимостью решения ряда проблем таких, как как сложность логистики, страх перед инъекциями и необходимость повышения эффективности защиты. Об этом рассказывает Gavi - организация, помогающая бедным странам получить доступ к вакцинам.

Кратко рассмотрим следующие новаторские решения: 

1.Микроигольные пластыри 

Это пластырь с сотнями крошечных иголочек. Они безболезненно проникают в кожу и доставляют лекарство, где много защитных клеток- в эпидермис и дерму. Препарат наносят на сами иголочки или делают так, чтобы он был частью самого материала пластыря. Такой пластырь удобнее чем традиционные вакцины. Он легче, компактнее и устойчив к любым температурам, также его можно приклеить без помощи специалиста.  

На данный момент разрабатывается вакцина в форме пластыря для 11 инфекций, утвержденных Альянсом по реализации Стратегии определения приоритетных инноваций в сфере разработки вакцин (VIPS).

2.Вакцины для назального применения 

Это вакцины в форме назальных спреев и ингаляций.Их задача – создать защитный иммунитет непосредственно на слизистых оболочках носа, горла и дыхательных путей,поскольку именно эти участки являются первой линией защиты организма против таких вирусов, как грипп, коронавирусы и РСВ (респираторно-синцитиальный вирус).

Такие препараты призваны активировать выработку иммуноглобулина A (IgA) и Т-клеток в слизистой, чтобы остановить вирус еще до того, как он попадет в клетки в отличие от традиционных уколов, вызывающих общий иммунный ответ в крови.

3. Оральные вакцины и съедобные растения 

Пероральные вакцины применяются давно. С 1960-х годов доступна пероральная вакцина от полиомиелита, с помощью которой иммунизировали миллиарды детей. Позднее появились аналогичные вакцины от холеры, ротавируса и брюшного тифа. Они действуют на слизистую кишечника, где формируется местный и системный иммунный ответ. 

Новое направление – съедобные вакцины. Ученые генетически модифицируют растения (например, томаты, рис), чтобы они производили антигены, стимулирующие иммунитет. Иммунизация происходит при употреблении таких растений в пищу. Однако недостатком таких вакцин является то, что вещества разрушаются еще до попадания в кишечник под действием ферментов и кислоты. 

Кроме того, идет разработка капсул, которые будут растворятся только в тонком кишечнике.

4.Безыгольные инъекторы  

Инъекции без игл: высокоскоростная струя жидкости под давлением доставляет вакцину в заданные слои кожи или мышц. 

Основные препятствия в разработке вакцин с таким способом применения – нестабильность антигенов (особенно в белковых и мРНК-вакцинах) и сложность подбора мощности инъекции. Для решения первой проблемы производители работают над увеличением стабильности антигенов и их лиофилизацией. Вторая проблема решается с помощью "умных" инъекторов, которые корректируют скорость струи в зависимости от сопротивления тканей, минимизируя боль и обеспечивая точное попадание препарата.

5.Электропорация 

Данный метод представляет собой усовершенствование традиционных уколов. После введения препарата к коже прикладывают специальный электрод. Он создает электрические импульсы, которые приоткрывают «дверцы» в клетках, тем самым обеспечивая более глубокое и эффективное проникновение вакцины. 

Электропорация улучшает доставку ДНК-вакцин, но требует оборудования и специалистов, что затрудняет её использование в масштабных кампаниях иммунизации.

6.Сухие вакцины 

Технология применима ко всем выше перечисленным формам. На сегодняшний день единственный по-настоящему популярный лиофилизированный препарат — это вакцина от желтой лихорадки, которая используется уже десятки лет.

Повреждения активных веществ при высушивании препаратов избежать сложно, особенно в случае с мРНК-вакцин. Для них используется система на основе сахаров, полимеров и наночастиц, которая позволяет сохранить целостность молекул при хранении, что обеспечивает возможность массовой иммунизации без дорогостоящей холодовой цепи.