Επιθέματα καλυμμένα με μικροσκοπικές βελόνες μπορούν να μετατρέψουν τα εμβόλια σε… τατουάζ που εφαρμόζονται στο δέρμα και αυξάνουν την άμυνα του οργανισμού απέναντι στις ασθένειες.

Τα συμβατικά εμβόλια και τα εμβόλια DNA

Τα συμβατικά εμβόλια περιέχουν αδρανοποιημένους ιούς οι οποίοι κάνουν το ανοσοποιητικό σύστημα να «θυμάται» τα χαρακτηριστικά του εισβολέα και έτσι, όταν έρθει αντιμέτωπο με τον πραγματικό «εχθρό» να εξαπολύει δριμεία επίθεση εναντίον του. Ωστόσο αυτού του είδους η προσέγγιση είναι επικίνδυνη σε ό,τι αφορά κάποιους ιούς όπως ο HIV του AIDS.

Τα τελευταία χρόνια πολλοί επιστήμονες ασχολούνται με μια άλλη προσέγγιση ανάπτυξης εμβολίων που βασίζεται στο DNA. Αυτού του τύπου τα εμβόλια μεταφέρουν γονίδια του λοιμογόνου παράγοντα εντός του ανθρώπινου οργανισμού και στη συνέχεια τα κύτταρα των εμβολιασμένων ατόμων παράγουν μόρια αυτών των εν δυνάμει εισβολέων τα οποία λειτουργούν ως σήματα που βοηθούν το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει τις απειλές.

Τα πλεονεκτήματα των DNA εμβολίων

Θεωρητικώς τα DNA εμβόλια εμφανίζουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τα συμβατικά. Για παράδειγμα, αντί να χάνεται πολύτιμος χρόνος και χρήμα στη διαδικασία παραγωγής και επεξεργασίας πρωτεϊνών βακτηρίων ή ιών για χρήση στα εμβόλια, οι παρασκευαστές εμβολίων μπορούν απλώς με ένα εμβόλιο DNA να κάνουν το ανθρώπινο σώμα να μετατραπεί σε «εργοστάσιο παραγωγής» του εμβολίου. Ωστόσο στην πράξη – τουλάχιστον μέχρι στιγμής – τα DNA εμβόλια δεν έχουν αποδειχθεί ιδιαιτέρως αποτελεσματικά στον άνθρωπο, ίσως επειδή δεν έχει βρεθεί ο κατάλληλος τρόπος χορήγησης επαρκούς δόσης τους.

Επιστημονικές ομάδες ανά τον κόσμο έχουν δοκιμάσει διαφορετικές στρατηγικές ώστε να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα των DNA εμβολίων – εφαρμόζοντας π.χ. μικρά «ηλεκτροσόκ» τα οποία επιτρέπουν στο DNA των μικροοργανισμών να εισέρχεται πιο εύκολα στα ανθρώπινα κύτταρα. Ωστόσο η προσέγγιση αυτή μπορεί να είναι επώδυνη.

Οι μικροβελόνες και το τατουάζ

Τώρα ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) ανακάλυψαν έναν εναλλακτικό τρόπο εφαρμογής των DNA εμβολίων, όπως αναφέρουν με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Nature Materials». Χρησιμοποίησαν συστοιχίες από μικροσκοπικές πλαστικές βελόνες με πλάτος μόλις 250 μικρομέτρων (ένα μικρόμετρο ισούται με ένα εκατομμυριοστό του μέτρου) και ύψος 650 μικρομέτρων. Για να καταλάβει κάποιος καλύτερα το πόσο μικρό μέγεθος έχουν αυτές οι βελόνες, σημειώνουμε ότι συγκριτικά μια ανθρώπινη τρίχα έχει πλάτος 100 μικρομέτρων.

Οι επιστήμονες κάλυψαν αυτές τις μικροβελόνες με βιοδιασπώμενα φιλμ τα οποία περιείχαν το εμβόλιο καθώς και πολλά άλλα μόρια, όπως μόρια που ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα και βοηθούν τα κύτταρα να απορροφήσουν το DNA. H εφαρμογή στο δέρμα επιθεμάτων τα οποία φέρουν τέτοιες μικροσκοπικές βελόνες επιτρέπει στα μόρια που φέρουν επάνω τους οι βελόνες να εισαχθούν μέσω του δέρματος στον οργανισμό – μια διαδικασία που μοιάζει με το τατουάζ.

Ασφαλέστερη και λιγότερο επώδυνη διαδικασία

Οι βελόνες του επιθέματος είναι σχεδιασμένες ώστε να εισχωρούν μόνο στα πιο επιφανειακά στρώματα του δέρματος αποφεύγοντας να πειράξουν τις νευρικές απολήξεις και τα αιμοφόρα αγγεία. Είναι έτσι ασφαλέστερες και λιγότερο επώδυνες από τις υποδόριες ενέσεις.

«Η αίσθηση είναι σαν να ακουμπά το ανθρώπινο δέρμα η γλώσσα μιας γάτας» ανέφερε ένας εκ των ερευνητών, ο Πίτερ ΝτεΜούθ, ειδικός στη Μηχανική Ιστών και Υλικών.

Η επικάλυψη με την οποία είναι «ντυμένες» οι βελόνες παραμένει στο δέρμα ακόμη και όταν απομακρυνθεί το επίθεμα. Τα φιλμ αυτά διαλύονται με ελεγχόμενο τρόπο εκλύοντας το εμβόλιο και τα υπόλοιπα μόρια που περιέχουν σε διάστημα που μπορεί να διαρκεί από μερικές ημέρες ως μερικές εβδομάδες. «Έχουμε πολύ καλό έλεγχο σε ό,τι αφορά το πώς απελευθερώνονται τα ‘συστατικά’ του εμβολίου. Η παρατεταμένη έκθεση στο εμβόλιο που επιτρέπει το συγκεκριμένο σύστημα μπορεί πραγματικά να αυξήσει την ανοσία» εξήγησε ο ΝτεΜούθ.

Πείραμα σε πιθήκους

Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε τα εμβόλια - «τατουάζ» σε ρέζους μακάκους πιθήκους μετρώντας πόση πρωτεΐνη για την οποία κωδικοποιούσε το DNA εμβόλιο που χορηγήθηκε στα ζώα θα παραγόταν από τον οργανισμό τους. Όπως φάνηκε, οι πίθηκοι παρήγαγαν 140 φορές περισσότερη πρωτεΐνη μετά τη χορήγηση του εμβολίου σε μορφή μικροβελονών σε σύγκριση με τη συμβατική χορήγηση μέσω υποδόριας ένεσης. «Καταφέραμε να ‘παντρέψουμε’ διαφορετικές ενδιαφέρουσες τεχνολογίες και τα αποτελέσματα είναι θεαματικά» σημείωσε ο Δρ ΝτεΜούθ.

Σημειώνεται επίσης ότι τα εμβόλια-επιθέματα μπορούν να αποθηκευθούν σε θερμοκρασία δωματίου επί εβδομάδες χωρίς να χάνουν τη δραστικότητά τους. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι είναι πιο εύκολη η διανομή τους σε ολόκληρο τον κόσμο, ακόμη και σε χώρες όπου δεν πληρούνται οι προϋποθέσεις φύλαξης των διαλυμάτων των συμβατικών εμβολίων σε ψυγείο.

Πηγή: Βήμα Science