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Punti chiave
- I ricercatori potrebbero aver trovato una soluzione chimica per l'intolleranza alla conservazione del vaccino.
- I vaccini sono estremamente sensibili alla temperatura e devono essere trasportati tramite una "catena del freddo" per garantirne la vitalità.
- Circa la metà di tutti i vaccini prodotti ogni anno deve essere scartata.
Proprio come i prodotti alimentari deperibili, i vaccini - o, piuttosto, i componenti virali che li provocano - possono andare a male se conservati in modo improprio. Tuttavia, i ricercatori potrebbero aver trovato un modo per evitare che si deteriorino in ambienti caldi.
In uno studio condotto presso l'Università del Michigan, i ricercatori hanno scoperto che sottoporre interi virus inattivati a un processo chimico noto come "coacervazione" li ha isolati con successo dalle fluttuazioni di temperatura che possono determinare il loro destino. Lo studio di ottobre è stato pubblicato nel rivistaScienze biomateriali.
"Qualsiasi miglioramento nella stabilità della temperatura dei farmaci aiuterebbe a ridurre i costi e migliorare la qualità della vita per le persone che devono affrontare questo tipo di terapie ogni giorno della loro vita", la coautrice Sarah Perry, PhD, professore associato in il dipartimento di ingegneria chimica dell'Università del Massachusetts, dice a Verywell.
Jere McBride, MS, PhD, professore nei dipartimenti di patologia, microbiologia e immunologia presso il Medical Branch dell'Università del Texas che non è stato coinvolto nello studio, è cautamente ottimista sull'approccio, sebbene chiarisca di non essere un esperto, di per sé, sullo sviluppo e la conservazione del vaccino.
"Senza una conoscenza specifica su questo approccio, penso che questo metodo potrebbe essere prezioso per aumentare l'accesso ai vaccini riducendo al minimo i requisiti della catena del freddo, migliorando così la stabilità", dice.
I vaccini possono sopravvivere solo entro un intervallo di temperatura ristretto, il che li rende un grosso problema per i laboratori da progettare, i produttori da produrre e i distributori da trasportare. A temperature inferiori a 2 ° C, si congelano, subendo danni fisici che Perry paragona a "essere schiacciati, ma su scala molecolare". A temperature superiori a 8 ° C, si deteriorano come "una bistecca [lasciata] sul bancone" quando le loro proteine iniziano a denaturarsi o "dispiegarsi".
"Una parte fondamentale del funzionamento dei vaccini è che insegnano al nostro corpo a riconoscere una particolare infezione", dice Perry. "Se la proteina specifica, o la proteina capside complessiva del virus inizia a manifestarsi, le informazioni che stiamo cercando di insegnare il nostro sistema immunitario andrebbe perso. Ad esempio, abbiamo sentito molto parlare di questa "proteina di picco" per COVID-19. Quella proteina ha una forma tridimensionale molto specifica, ed è quello che stiamo cercando di mantenere ".
Utilizzando questo processo chimico, Perry e il suo team hanno scoperto che quella coacervazione aumenta significativamente la stabilità della temperatura dei vaccini e, quindi, la loro longevità.
Come vengono attualmente trasportati i vaccini?
I vaccini, così come i trattamenti per l'artrite e la sclerosi multipla, sono attualmente trasportati tramite una "catena del freddo" o una catena di approvvigionamento a temperatura controllata che:
- Inizia con l'unità di conservazione frigorifera nello stabilimento di produzione
- Si estende al trasporto e alla consegna del vaccino e alla corretta conservazione presso la struttura del fornitore
- E termina con la somministrazione del vaccino o del trattamento al paziente
Tuttavia, la catena del freddo è soggetta a malfunzionamenti, tanto che circa la metà di tutti i vaccini prodotti ogni anno finisce nella spazzatura, costando denaro ai contribuenti e alle persone potenzialmente immunità salvavita.
La catena del freddo deve essere mantenuta anche dopo un parto a domicilio, quindi le persone che necessitano di trattamenti terapeutici per problemi medici specifici devono programmare le proprie giornate intorno al proprio arrivo.
"Ciò significa che devi pianificare la tua vita in modo da essere a casa per accettare queste spedizioni quando arrivano", dice Perry. "Se una tempesta mette fuori uso la corrente a casa tua, devi pensare a come tieni sia la tua famiglia che le tue medicine sicuro. Se vuoi viaggiare, come puoi portare con te i tuoi medicinali refrigerati? "
Che cosa significa per te
Se si vive con una malattia cronica che richiede un trattamento regolare, una migliore stabilità della temperatura del vaccino potrebbe aumentare la convenienza della somministrazione del vaccino o del trattamento. Gli studi sono ancora in corso.
L'idea brillante
Spinti dal desiderio di aumentare la tolleranza alla conservazione dei vaccini, Perry e i suoi coautori hanno deciso di trovare un'alternativa alla catena del freddo. Hanno trovato un modo per racchiudere le particelle virali all'interno dei coacervati in un processo noto come "coacervazione".
I coacervati sono raccolte di macromolecole tenute insieme da forze elettrostatiche; Perry descrive la coacervazione come "un tipo di separazione in fase liquida". Per un esempio di una sostanza che si basa sulla coacervazione per funzionare, non devi guardare oltre la tua vanità del bagno.
"Lo shampoo funziona effettivamente subendo questo tipo di separazione di fase", dice Perry. "Lo shampoo in bottiglia è tutto una fase. Tuttavia, quando lo applichiamo sui nostri capelli bagnati, stiamo diluendo la concentrazione dei polimeri e dei tensioattivi nello shampoo. Gli shampoo sono formulati in modo tale che questa diluizione sia sufficiente a provocare la separazione di fase, consentendo alle goccioline coacervate di incapsulare e portare via sporco e olio. "
Mettere alla prova la coacervazione
Una volta che Perry ei suoi coautori hanno perfezionato la loro metodologia, l'hanno messa alla prova: i soggetti del test erano un parvovirus suino senza involucro (PPV) e un virus della diarrea virale bovina con involucro (BVDV).
In virologia, un virus "avvolto" è quello che ha uno strato esterno che è un residuo della membrana della cellula ospite originale.
Hanno quindi confrontato PPV e BVDV coacervati con PPV e BVDV liberi (ovvero non coacervati). Dopo un giorno a 60 ° C, il titolo virale del PPV coacervato era rimasto stabile mentre quello del PPV libero era leggermente diminuito. Dopo sette giorni sotto i 60 ° C, il titolo virale del PPV coacervato era leggermente diminuito mentre quello del PPV libero era completamente diminuito.
Nello studio, Perry e i suoi coautori hanno attribuito la "significativa ritenzione di attività" del primo all'incapsulamento sotto forma di conservazione. Hanno ipotizzato che la coacervazione possa aumentare la stabilità della temperatura dei vaccini prevenendo la denaturazione delle proteine o il dispiegamento delle proteine.
Per quanto riguarda la possibilità di utilizzare la coacervazione per aumentare la stabilità, e quindi la longevità, del tanto atteso vaccino COVID-19, Perry afferma che è teoricamente possibile. A differenza dei vaccini nello studio, tuttavia, il vaccino COVID-19 in uscita dalle società farmaceutiche Pfizer e Moderna si basa sulla sequenza di mRNA di COVID-19 piuttosto che sui virus COVID-19 inattivati.
"Il nostro lavoro recente si è concentrato sui virus, quindi sarebbero necessari ulteriori studi per capire come il nostro approccio potrebbe essere applicato ai vaccini a base di RNA", afferma.
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