Изобретение ученых их Университета Эмори (Emory University) и Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) позволит человеку при необходимости самому сделать себе прививку — без помощи медсестры и, главное, без боли. Это новое средство для доставки вакцин, которое выглядит как обычный пластырь. Но при наклеивании его на кожу в нее впиваются сотни игл. Правда, пациент этого не почувствует, так как иглы эти микроскопические и не причиняют боли. А через несколько минут они вообще рассасываются, высвобождая «начинку» — вакцину.
Исчезающие иглы
Микроиглы сделаны из полимерного материала поливинилпирролидона, безвредного для организма. Чтобы их изготовить, сначала сухую замороженную вакцину специалисты смешивают с винилпирролидоном, затем помещают в игловидную форму и полимеризуют при комнатной температуре при помощи ультрафиолета (метод фотополимеризации). Важно, что при таком способе вакцина не разрушается, а инкапсулируется в микроиглу, не теряя своих свойств.
Длина микроигл — 650 микрон. На поверхности пластыря они расположены рядами. При наклеивании пластыря микроиглы прокалывают верхний слой кожи. Туда же и попадает вакцина.
иммунитет
Клеточный и гуморальный
Клеточный иммунный ответ обеспечивают Т-лимфоциты: Т-киллеры, Т-хелперы и регуляторные клетки. Они распознают чужеродные белки-антигены и выделяют клеточные защитные вещества – цитокины, например интерлейкин.
Гуморальный иммунный ответ обеспечивают В-лимфоциты, вырабатывающие антитела.
«Кожа — подходящий объект для иммунизации, так как она содержит множество клеток, участвующих в иммунном ответе», — говорит Ричард Компанс (Richard Compans), профессор микробиологии и иммунологии Медицинского колледжа Университета Эмори (Emory University School of Medicine). В коже присутствуют дендритные клетки, которые захватывают и выставляют на своей поверхности содержащиеся в вакцине белки-антигены.
Сначала действие микроигл ученые проверили на коже свиньи. По данным эксперимента, иглы проникали на глубину около 200 микрон и через одну минуту начинали растворяться в тканевой жидкости. Через пять минут рассасывалось уже 89% вещества микроиглы.
Затем динамику рассасывания проверили на мышах, так как на них в дальнейшем предстояло оценить эффективность вакцинирования. Мышам наклеили пластырь на предварительно выбритый участок кожи пониже спины. В мышиной коже растворилось 34%, 63% и 83% вещества через 5, 10 и 15 минут после введения.
Вакцинация
В основном эксперименте участвовали три группы мышей. Одна группа получала вакцину от вируса гриппа традиционным способом — через внутримышечную инъекцию, другой группе накладывали вакцинный пластырь. Контрольные мыши обходились без прививки.
После иммунизации у мышей взяли кровь на анализ, чтобы определить концентрацию антител к вирусу гриппа. Через 14 дней титр иммуноглобулина у мышей, иммунизированных пластырем, был меньше, чем у получивших инъекцию, но через 28 дней показатели сравнялись.
Через 30 дней животных заразили адаптированным к грызунам вирусом гриппа PR8. Все иммунизированные обоими способами мыши уцелели, а контрольные заболели и умерли за шесть дней.
Еще одну проверку устроили мышам через три месяца после вакцинации. Ученые снова заразили грызунов вирусом и оценили иммунный ответ. Титр иммуноглобулинов в плазме крови и в легких у двух групп мышей достоверно не различался. А когда после этого экспериментаторы исследовали легкие, они нашли, что мыши, вакцинированные нетрадиционным способом, более успешно очистили их от вируса, чем иммунизированные внутримышечно.
Ученые также получили подтверждение, что вакцинация микроиглами вызывает как гуморальный (антитела в крови), так и клеточный иммунный ответ (продукция клетками интерлейкинов и других защитных веществ).
Изобретение станет настоящей находкой для стран с плохим медицинским обслуживанием, где зачастую приходится использовать многоразовые шприцы с риском заражения ВИЧ и гепатитом. Удобная доставка вакцинных пластырей и возможность самостоятельно их применять намного облегчит массовую вакцинацию, например, в период эпидемии гриппа.
Правда, перед тем как перейти к испытаниям на людях, ученые должны проверить на мышах несколько разных вакцин. А о первой проверке они написали в журнале Nature Medicine.
