Rozwiązanie inspirowane lasami zwiększa odporność szczepionek na upały
Szczepionki są skuteczne dzięki różnym substancjom czynnym, w tym osłabionym patogenom, białkom lub kwasom nukleinowym, takim jak mRNA. Wiele z nich, w tym szczepionki przeciwko tężcowi, błonicy i COVID-19, ulega degradacji w wysokich temperaturach, co wymaga nieprzerwanego łańcucha chłodniczego i utrzymania temperatur dochodzących nawet do -80 °C od zakładu producenta do placówki medycznej. To właśnie logistyka łańcuchów chłodniczych odpowiada za nawet 80 % kosztów związanych z programami szczepień. Pracujący w laboratorium na Uniwersytecie Helsińskim w Finlandii koordynator projektu GLOBEVAC Vincenzo Cerullo(odnośnik otworzy się w nowym oknie) podaje, że pobliskie lasy okazały się zaskakującym źródłem inspiracji dla potencjalnego rozwiązania. „Zdałem sobie sprawę z cykliczności natury i uznałem, że my także możemy wyciągnąć z niej jakieś wnioski”, mówi. W ramach projektu, wspieranego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jego zespół opracował zrównoważone biopolimery na bazie celulozy pozyskiwanej z odpadów drzewnych, które tworzą ochronną powłokę wokół delikatnych produktów biologicznych, w tym szczepionek. „O ile mi wiadomo, jesteśmy jedyną grupą, która stosuje to podejście w praktyce”, dodaje Cerullo.
Własnościowa technologia stabilizacji szczepionek
Zespół projektu GLOBEVAC wykorzystał opracowaną przez siebie wyjątkową formułę w celu stworzenia otoczki szczepionek chroniącej je przed wysokimi temperaturami, a następnie zweryfikował jej skuteczność in vivo w modelach przedklinicznych z wykorzystaniem szerokiej gamy wektorów wirusowych z otoczką oraz bez niej. Nowy wynalazek opiera się na biodegradowalnym materiale nanocelulozowym, który jest powszechnie wykorzystywany w produktach farmaceutycznych. W ramach podejścia zaprojektowanego z myślą o integracji z istniejącymi procesami produkcji leków, szczepionka jest łączona z preparatem GLOBEVAC i przetwarzana w celu osiągnięcia stabilnej postaci stałej, która jest następnie przywracana do stanu umożliwiającego jej użycie przez lekarzy. „Macierz ochronna zapobiega agregacji, denaturacji białek i uszkodzeniom błon, które zwykle występują podczas przechowywania lub transportu, zapewniając trwałość naturalnej struktury i aktywność biologiczną szczepionki lub preparatu biologicznego”, wyjaśnia Manlio Fusciello, dyrektor generalny GlobeVAC(odnośnik otworzy się w nowym oknie), spółki typu spin-out mającej na celu komercjalizację tej technologii. „Opracowany przez nasz zespół proces jest zgodny z istniejącymi procesami produkcji leków, jest prosty i może być skalowany w celu ochrony preparatów biologicznych wrażliwych na temperaturę”. Aby ocenić właściwości stabilizujące nowego preparatu, próbki szczepionek wirusowych i niewirusowych przechowywano w różnych temperaturach dochodzących nawet do 40 °C, co miało zasymulować rzeczywiste warunki przechowywania i transportu. Stabilność szczepionek monitorowano przez kilka miesięcy. Celem tych badań była ocena zachowania wielkości i rozkładu cząstek, integralności białek, stabilności antygenów, aktywności biologicznej i działania po odtworzeniu, a także immunogenności i skuteczności. Badania pomogły w ustaleniu, czy szczepionki konserwowane przy użyciu technologii opracowanej przez zespół GlobeVAC zachowały po przechowywaniu zdolność do wytwarzania przeciwciał i limfocytów T w porównaniu ze świeżo przygotowanymi szczepionkami i zdegradowanymi próbkami kontrolnymi. „Nasze testowe szczepionki przechowywane przez wiele tygodni w podwyższonych temperaturach, zachowały skuteczność porównywalną do szczepionek przechowywanych w stanie zamrożonym”, zauważa Cerullo. W ramach projektu badaczom udało się skutecznie zakonserwować szczepionki wirusowe, mRNA-LNP oraz żywe szczepionki zawierające osłabione patogeny, a także pęcherzyki błony zewnętrznej, przeciwciała i bakterie, zapewniając tym samym ich stabilność przez okres do 6–8 miesięcy. W przyszłości metodę tę można wykorzystać między innymi w celu ochrony leków wymagających przechowywania w lodówce, a także enzymów funkcjonalnych i przeciwciał monoklonalnych.
Przygotowania do komercjalizacji produktów przeznaczonych dla ludzi i zwierząt
Sukces projektu GLOBEVAC pokazuje, że Europejska Rada ds. Badań Naukowych może przyczyniać się do realizacji unijnych celów w zakresie innowacji i konkurencyjności oraz założeń misji EU4Health polegającej na wzmacnianiu globalnej odporności w obszarze ochrony zdrowia(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Spółka GlobeVAC chroni swoją technologię dzięki rozbudowywaniu zbioru praw własności intelektualnej opartych na badaniach Uniwersytetu w Helsinkach. Spółka, która pozyskała 450 milionów euro na wczesnym etapie rozwoju technologii, skupia się obecnie na opracowaniu dwóch biostabilnych produktów - leku przeznaczonego dla ludzi oraz leku weterynaryjnego stosowanego w leczeniu zakażeń wywołanych przez bakterie chorobotwórcze. Perspektywy na przyszłość są obiecujące. „Niedawno spotkałem się z ambasadorem jednego z państw afrykańskich, który był bardzo zainteresowany naszymi postępami. Dostrzegamy wyraźną lukę na rynku weterynaryjnym, gdzie obecnie do transportu szczepionek wykorzystuje się czasem ciekły azot”, dodaje Cerullo.
