Гиподермические иглы остаются наиболее распространённым методом введения жизненно важных вакцин, но это не значит, что процедура стала более приятной со временем. Теперь биомедицинские инженеры изучают новый подход, который может полностью отказаться от инъекций в пользу гораздо более обыденной системы доставки: зубной нити. Их первые выводы изложены в исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering.
Недостатки инъекций
Иголки — это понятный выбор для многих вакцин и бустерных доз — они эффективны, быстры и просты в использовании. Однако у инъекций есть свои недостатки. Использованные шприцы представляют биологическую опасность, а иглы часто вызывают трудности у людей с фобиями или низким болевым порогом. Их эффективность также иногда ограничена из-за того, где вырабатываются антитела. В то время как подкожные вакцины в первую очередь стимулируют выработку антител в кровотоке, многие патогены, такие как грипп и COVID, всё ещё попадают в организм через нос и рот.
Назальные спреи недостаточно эффективны
В последние годы исследователи разработали ряд альтернатив вакцинам в виде назальных спреев. Однако эти варианты часто ограничены, поскольку им трудно преодолеть эпителий — внутреннюю тканевую оболочку, предназначенную для блокировки вирусов, грязи и пыли от попадания в кровоток. Эпителий покрывает не только такие области, как лёгкие, кишечник и желудок, но и самый глубокий карман между зубами и дёснами.
Команда из Университета штата Северная Каролина считает, что нашла обходной путь для доставки вакцины. В отличие от других частей тела, этот эпителий соединения более проницаем. Это также слизистый слой, а это значит, что введение вакцин туда усилит выработку антител там, где они часто нужны больше всего.
«Это представляет уникальную возможность для введения вакцин в организм», — объяснил Харвиндер Сингх Гилл, биомедицинский инженер из Университета штата Северная Каролина и автор исследования.
Эксперименты с мышами
Чтобы проверить свою теорию, исследователи нанесли традиционную пептидную вакцину против гриппа на невощёную зубную нить, а затем провели сеанс чистки зубов лабораторным мышам. Для сравнения эффективности они также привлекли две другие группы грызунов, которым вводили ту же вакцину либо через носовой эпителий, либо через слизистую оболочку под языком. Результаты были очевидны.
«Мы обнаружили, что применение вакцины через эпителий соединения обеспечивает гораздо более высокий ответ антител на слизистых поверхностях, чем текущий золотой стандарт вакцинации через ротовую полость, который включает введение вакцины под язык», — сказал первый автор исследования Рохан Ингроле. «Техника использования нити также обеспечивает сопоставимую защиту от вируса гриппа по сравнению с вакциной, вводимой через носовой эпителий».
Команда также сообщила о дополнительном преимуществе по сравнению с существующей системой доставки через носовой эпителий — она защищает мозг от вреда. Иногда интраназальные вакцины могут достигать мозга и вызывать осложнения. По словам Гилла, метод с использованием эпителия соединения «не несёт такого риска».
Испытания на людях
Исследователи также не остановились на вакцине от гриппа. Вместо этого они проверили доставку с помощью нити для трёх других основных классов вакцин — инактивированных вирусов, мРНК и белков. Каждый раз эпителиальный стык предлагал эффективное место для введения антител в кровоток и через слизистые оболочки. Иммунный ответ мышей оставался таким же, даже если они ели или пили вскоре после получения нити.
Небольшая группа добровольцев также попробовала использовать зубочистки с флуоресцентным пищевым красителем, чтобы добраться до эпителиального соединения в дёснах.
«Мы обнаружили, что примерно 60 процентов красителя было нанесено на карман десны, что говорит о том, что зубочистки могут быть практичным методом доставки вакцины к эпителиальному соединению», — сказал Ингроле.
Гилл и Ингроле планируют рассмотреть свои выводы вместе с дополнительными исследованиями, прежде чем рассматривать возможность проведения клинических испытаний. Хотя они с оптимизмом смотрят на свои инновации, они знают, что у подхода есть свои ограничения. Чистка зубов нитью работает только тогда, когда у вас есть зубы, поэтому метод неприменим к младенцам и малышам. Тем временем необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, могут ли такие проблемы, как заболевания дёсен и другие инфекции полости рта, снизить эффективность вакцины.
Хотя ни одна система доставки вакцин не идеальна для каждого пациента, введение сравнительно безболезненной и простой в использовании альтернативы с использованием нити однажды может помочь существенно улучшить показатели вакцинации. А более высокие показатели вакцинации значительно улучшают общее состояние здоровья населения.