На микроскопическом изображении видны частицы вакцины с покрытием из оксида алюминия. Эти частицы разрушены, чтобы показать покрытие. Источник: Тед Рэндольф/Университет Колорадо в Боулдере.
Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере (США) разработали новый способ доставки вакцин против вируса бешенства (RABV), который не теряет своих свойств при тёплых температурах и может высвобождать несколько доз после однократной инъекции.
Новая технология может вскоре улучшить доступ к вакцинации против бешенства в регионах, где холодильное оборудование и медицинское обслуживание ограничены или ненадёжны.
Результаты представлены в новом исследовании, опубликованном в журнале «Journal of Pharmaceutical Sciences».
По оценкам, инфекция бешенством приводит к гибели около 59 000 человек каждый год, большинство из которых приходится на Африку и Азию, где вирус является эндемичным.
Смертность от бешенства можно предотвратить с помощью вакцин, вводимых до или вскоре после заражения. Большинство смертей от бешенства происходит из-за нехватки доступных вакцин или задержек с своевременным введением доз после заражения.
Это связано с тем, что традиционные составы необходимо хранить в холоде для поддержания их стабильности, что ограничивает доступ в регионах, где нет электричества, адекватной инфраструктуры и специализированных холодильных установок.
Пациенты могут быть лишены возможности получить медицинскую помощь для введения всех 3–5 рекомендованных доз профилактической вакцины после контакта с вирусом.
Чтобы решить эти проблемы, команда разработала сахарный раствор, содержащий инактивированные частицы вируса бешенства и компоненты вакцины из существующей вакцины RabiVax-S.
Когда эта жидкость распылялась в виде мелкого тумана, она высыхала, образуя порошок из микрочастиц. Белковые компоненты вируса бешенства защищены стеклянной текстурой микрочастиц.
Затем они использовали метод, называемый «атомно-слоевым осаждением» (ALD), чтобы дополнительно защитить частицы слоем оксида алюминия (alumina).
«In vivo, покрытия из оксида алюминия постепенно разрушаются, в конечном итоге высвобождая содержимое вакцины из внутренних микрочастиц в пульсирующем режиме», — пишут авторы.
«Время, когда происходит это высвобождение, зависит линейно от количества молекулярных слоёв оксида алюминия; высвобождение задерживается примерно на одну неделю на каждые 50 слоёв».
Таким образом, смесь микрочастиц с защитными слоями оксида алюминия различной толщины может обеспечить введение нескольких доз с помощью одной инъекции.
Было обнаружено, что состав термически стабилен в течение 3 месяцев при температуре до 50 °C.
«Теперь вы можете брать эти вакцины в места без охлаждения и даже в жаркие места», — говорит первый автор доктор Теодор Рэндольф. «Таким образом, транспортировка через сельскую Индию или куда-либо ещё больше не является проблемой».
При введении мышам было обнаружено, что однократная инъекция порошков микрочастиц вакцины вызывает более сильный иммунный ответ, чем традиционная форма.
«Микрочастицы вакцины против RABV с покрытием ALD индуцировали IgG [антитела] и титры нейтрализующих антител почти на порядок выше, чем те, которые генерировались в ответ на традиционные жидкие составы вакцины против RABV», — сообщают авторы.
«Таким образом, микрочастицы вакцины против RABV с распылённым покрытием ALD обладают как термостабильностью, так и превосходной иммуногенностью при однократном введении вакцины, с потенциалом для ослабления требований к холодовой цепи для вакцин, эффективностью сохранения антигенов и снижением потребности в многократных введениях».
Хотя испытания на людях всё ещё продолжаются как минимум пару лет, Рэндольф и соавтор доктор Роберт Гарсиа создали стартап, чтобы вывести технологию на рынок.