Być może naukowcy znaleźli sposób na to jak zapobiec corocznemu wyrzucaniu na śmietnik miliardów sztuk niewykorzystanych szczepionek. Jak poinformowało na swoich łamach pismo branżowe „Science Advances” odpowiedzią na ten problem może być hydrożel.
Publikacja w najnowszym wydaniu opisuje wyniki badań naukowców z Macromolecular Engineering i Organic Chemistry Labs w ETH Zurich oraz specjalistów z Nanoly Bioscience w Kolorado, którym udało się stworzyć hydrożel przydatny do zabezpieczenia szczepionek i przedłużenia ich trwałości, dzięki czemu skala wyrzucania co roku na śmietnik miliardów niewykorzystanych dawek ma szansę ulec znacznemu zmniejszeniu.
W artykule autorzy wskazują, ze skala marnowania szczepionek wynika przede wszystkim z istniejących przeszkód natury logistycznej związanych z ich transportem po całym globie. Ponieważ większość tych preparatów wymaga aby przechowywać je w ściśle określonej temperaturze od wyprodukowania do momentu wstrzyknięcia. W związku z tym wciąż dużych trudności nastręcza utrzymanie takiego „łańcucha chłodniczego”. W regionach Afryki Subsaharyjskiej oraz innych rozwijających się, gdzie infrastruktura energetyczna pozostawia wiele do życzenia a zawodność systemów energii elektrycznej jest wysoka często nie jest możliwe prawidłowe i gwarantujące skuteczność przechowywanie i dostarczenie preparatów.
Hydrożel i jego zastosowanie w szczepionkach
Aby zaradzić temu problemowi naukowcy z Macromolecular Engineering i Organic Chemistry Labs w ETH Zurich wraz ze specjalistami z Nanoly Bioscience w Kolorado opracowali wszechstronną i bezpieczną platformę, która zwiększa termiczną stabilność szczepionek. Celem badaczy miała być znaczna poprawa dystrybucji preparatów oraz zminimalizowanie kosztów ekonomicznych związanych z utrzymaniem „łańcucha chłodniczego”.
Bruno Marco-Dufort, jeden z doktorantów zaangażowanych w badania porównuje wynalazek do jajka. Wskazuje, że w lodówce zachowuje ono swoją charakterystyczną strukturę białkową, jednak po wrzuceniu do gorącej wody bądź na patelnię struktura ta trwale się zmienia. Zauważa, że podobnie sytuacja ma się w przypadku białek zawartych w szczepionkach, które pod wpływem określonej temperatury zlepiają się ze sobą w sposób nieodwracalny.
Opracowany przez Marco-Dufort’a i jego współpracowników hydrożel, oparty na biokompatybilnym, syntetycznym polimerze glikolu polietylenowym PEG tworzy swego rodzaju „płaszcz ochronny” dla dużych, ale wciąż niewidocznych gołym okiem cząstek białkowych o złożonej strukturze jakie znajdują się właśnie w szczepionkach ale także cząstek przeciwciał.
Hydrożel, w który takie cząstki zostają opakowane działa na zasadzie plastikowego pojemnika służącego do przechowywania żywności. Zamyka on białka wewnątrz osobno nie dopuszczając do ich zlepienia nawet z niesprzyjających warunkach temperaturowych. To z kolei sprawia, że są one odporne na większe wahania i zamiast standardowego zakresu od 2 do 8 stopni mogą przetrwać w niezmienionej formie strukturalnej nawet przy temperaturze 25 do 65 stopni. Jak twierdza badacze zawartość kapsułki da się szybko uwolnić poprzez dodanie roztworu cukru po czym jej zawartość jest gotowa do podania.
Nie tylko do szczepionek
Opracowana nowa technologia poza wydłużeniem żywotności szczepionek może też przynieść wymierne korzyści ekonomiczne dla producentów. Autorzy pomysłu sądzą, że rozwiązanie to będzie się dało wykorzystać także w przypadku transportu podatnych na ciepło enzymów, które wykorzystuje się w badaniach nad rakiem, bądź też cząsteczek białek na potrzeby badań laboratoryjnych.