VACCINI: LA STAMPANTE DEL MIT CHE STAMPA I VACCINI

 

Credit: Ryan Allen from Second Bay Studios

La stampante genera patch di microaghi riempiti di vaccino che possono essere conservati a lungo termine a temperatura ambiente e applicati sulla pelle.

Fornire vaccini alle persone che ne hanno bisogno non è sempre facile. Molti vaccini richiedono la conservazione a freddo, il che rende difficile la loro spedizione in aree remote che non dispongono delle infrastrutture necessarie.

I ricercatori del MIT hanno escogitato una possibile soluzione a questo problema: una stampante mobile per vaccini che potrebbe essere ampliata per produrre centinaia di dosi di vaccino in un giorno. Questo tipo di stampante, che può stare su un tavolo, potrebbe essere utilizzato ovunque siano necessari i vaccini, affermano i ricercatori.

'Un giorno potremmo avere la produzione di vaccini su richiesta', afferma Ana Jaklenec, ricercatrice presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT. 'Se, ad esempio, ci fosse un focolaio di Ebola in una particolare regione, si potrebbero spedire lì alcune di queste stampanti e vaccinare le persone in quella località'.

Credit: Courtesy of the researchers

La stampante produce patch con centinaia di microaghi contenenti vaccino. Il cerotto può essere attaccato alla pelle, consentendo al vaccino di dissolversi senza la necessità di un'iniezione tradizionale. Una volta stampati, i cerotti vaccinali possono essere conservati per mesi a temperatura ambiente.

In uno studio pubblicato su Nature Biotechnology il 24 aprile 2023, i ricercatori hanno dimostrato di poter utilizzare la stampante per produrre vaccini RNA Covid-19 termostabili che potrebbero indurre una risposta immunitaria paragonabile a quella generata dai vaccini RNA iniettati, nei topi.

Jaklenec e Robert Langer, David H. Koch Institute Professor al MIT e membro del Koch Institute, sono gli autori senior dello studio. Gli autori principali del documento sono l'ex postdoc del MIT Aurelien vander Straeten, Morteza Sarmadi PhD '22 e il postdoc John Daristotle.

Stampare vaccini

La maggior parte dei vaccini, compresi i vaccini a mRNA, deve essere refrigerata durante la conservazione, rendendo difficile immagazzinarli o inviarli in luoghi in cui tali temperature non possono essere mantenute. Inoltre, richiedono siringhe, aghi e operatori sanitari qualificati per somministrarli.

Per aggirare questo ostacolo, il team del MIT ha deciso di trovare un modo per produrre vaccini su richiesta. La loro motivazione originale, prima dell'arrivo del Covid-19, era costruire un dispositivo in grado di produrre e distribuire rapidamente vaccini durante le epidemie di malattie come l'Ebola. Un tale dispositivo potrebbe essere spedito in un villaggio remoto, un campo profughi o una base militare per consentire una rapida vaccinazione di un gran numero di persone.

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Invece di produrre i tradizionali vaccini iniettabili, i ricercatori hanno deciso di lavorare con un nuovo tipo di somministrazione del vaccino basato su cerotti delle dimensioni di un'unghia del pollice, che contengono centinaia di microaghi. Tali vaccini sono ora in fase di sviluppo per molte malattie, tra cui la poliomielite, il morbillo e la rosolia. Quando il cerotto viene applicato sulla pelle, le punte degli aghi si dissolvono sotto la pelle, rilasciando il vaccino.

'Quando è iniziato il Covid-19, le preoccupazioni sulla stabilità del vaccino e sull'accesso al vaccino ci hanno motivato a provare a incorporare i vaccini a RNA nei cerotti con microaghi', afferma Daristotle.

L ''inchiostro' che i ricercatori usano per stampare i microaghi contenenti il ​​vaccino include molecole di vaccino a RNA che sono incapsulate in nanoparticelle lipidiche, che le aiutano a rimanere stabili per lunghi periodi di tempo.

L'inchiostro contiene anche polimeri che possono essere facilmente modellati nella forma giusta e quindi rimangono stabili per settimane o mesi, anche se conservati a temperatura ambiente o superiore. I ricercatori hanno scoperto che una combinazione 50/50 di polivinilpirrolidone e alcol polivinilico, entrambi comunemente usati per formare microaghi, aveva la migliore combinazione di rigidità e stabilità.

All'interno della stampante, un braccio robotico inietta l'inchiostro negli stampi a microaghi e una camera a vuoto sotto lo stampo aspira l'inchiostro fino in fondo, assicurandosi che l'inchiostro raggiunga la punta degli aghi. Una volta riempiti, gli stampi impiegano un giorno o due per asciugarsi. L'attuale prototipo può produrre 100 patch in 48 ore, ma i ricercatori prevedono che le versioni future potrebbero essere progettate per avere una capacità maggiore.

Risposta anticorpale

Per testare la stabilità a lungo termine dei vaccini, i ricercatori hanno prima creato un inchiostro contenente RNA che codifica per la luciferasi, una proteina luminescente. Hanno applicato i cerotti microneedle risultanti ai topi dopo essere stati conservati a 4 gradi Celsius o 25 gradi Celsius (temperatura ambiente) per un massimo di sei mesi. Hanno anche conservato un lotto di particelle a 37 gradi Celsius per un mese.

In tutte queste condizioni di conservazione, i cerotti hanno indotto una forte risposta luminescente quando applicati ai topi. Al contrario, la risposta luminescente prodotta da una tradizionale iniezione intramuscolare dell'RNA codificante per la proteina luminescente è diminuita con tempi di conservazione più lunghi a temperatura ambiente.

Quindi, i ricercatori hanno testato il loro vaccino con microaghi Covid-19. Hanno vaccinato i topi con due dosi di vaccino, a quattro settimane di distanza, quindi hanno misurato la loro risposta anticorpale al virus. I topi vaccinati con il cerotto con microaghi hanno avuto una risposta simile ai topi vaccinati con un tradizionale vaccino a RNA iniettato.

I ricercatori hanno anche visto la stessa forte risposta anticorpale quando hanno vaccinato i topi con cerotti di microaghi che erano stati conservati a temperatura ambiente per un massimo di tre mesi.

'Questo lavoro è particolarmente entusiasmante in quanto realizza la capacità di produrre vaccini su richiesta', afferma Joseph DeSimone, professore di medicina traslazionale e ingegneria chimica presso la Stanford University, che non è stato coinvolto nella ricerca. 'Con la possibilità di aumentare la produzione di vaccini e una migliore stabilità a temperature più elevate, le stampanti mobili per vaccini possono facilitare l'accesso diffuso ai vaccini a RNA'.

Mentre questo studio si è concentrato sui vaccini RNA Covid-19, i ricercatori hanno in programma di adattare il processo per produrre altri tipi di vaccini, compresi i vaccini a base di proteine ​​o virus inattivati.

'La composizione dell'inchiostro è stata fondamentale per stabilizzare i vaccini a mRNA, ma l'inchiostro può contenere vari tipi di vaccini o persino farmaci, consentendo flessibilità e modularità in ciò che può essere fornito utilizzando questa piattaforma di microaghi', afferma Jaklenec.

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Articolo su: Scitechdaily