Αναπτήρες μπάρμπεκιου ανάβουν φως για… εμβολιασμούς
Τα εμβόλια του μέλλοντος και γιατί όχι και για την Covid-19 θα μπορούν να εισάγονται στον ανθρώπινο οργανισμό με απλά «οχήματα» μεταφοράς που βασίζονται σε καθημερινά είδη, όπως αναπτήρες μπάρμπεκιου και μικροβελόνες.
Αυτό τουλάχιστον υποστηρίζει μια ομάδα ερευνητών του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Τζόρτζια (Georgia Tech) και του Πανεπιστημίου Έμορι στην Ατλάντα, η οποίοι επινόησαν μια φορητή συσκευή ηλεκτροδιάτρησης που βασίζεται στα παραπάνω αντικείμενα. Η ηλεκτροδιάτρηση, ή ηλεκτροδιαπερατότητα είναι μια εργαστηριακή τεχνική κατά την οποία εφαρμόζεται ηλεκτρικό πεδίο (ηλεκτρικοί παλμοί) στα κύτταρα προκειμένου να αυξηθεί η διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης και να επιτραπεί η εισαγωγή χημικών, φαρμάκων, συστοιχιών ηλεκτροδίων ή DNA στο κύτταρο. Ωστόσο, απαιτείται μεγάλος, περίπλοκος και δαπανηρός εξοπλισμός, περιορίζοντας σοβαρά τη χρήση της για τη χορήγηση εμβολίων.
Οι ερευνητές προσεγγίζουν τώρα αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιώντας μια νέα συσκευή ηλεκτροδιάτρησης σε μέγεθος στυλό που δεν απαιτεί μπαταρίες και μπορεί να παραχθεί μαζικά με χαμηλό κόστος. Η έμπνευση για την δημιουργία της μάλιστα, προήλθε από ένα αντικείμενο που χρησιμοποιούμε καθημερινά, τον ηλεκτρονικό αναπτήρα μπάρμπεκιου.
Όταν κάνει κλικ ο αναπτήρας, παράγεται ένας σύντομος ηλεκτρικός παλμός για να ανάψει τη φλόγα. Η ομάδα των ερευνητών πήρε το εσωτερικό ενός τέτοιου αναπτήρα και το αναδιαμόρφωσε σε έναν μικροσκοπικό μηχανισμό με ελατήριο-χρησιμοποιώντας ευρέως διαθέσιμα, χαμηλού κόστους εξαρτήματα (1$) που δεν απαιτούν μπαταρία για να λειτουργήσουν-και κατάφερε να δημιουργήσει το ίδιο ηλεκτρικό πεδίο στο δέρμα με τα ογκώδη μηχανήματα ηλεκτροδιάτρησης που χρησιμοποιούνται ήδη. Στη συνέχεια η σύζευξη της επανασχεδιασμένης αυτής συσκευής του αναπτήρα με την τεχνολογία microneedle (ηλεκτρόδια μικροβελόνας) από το Georgia Tech’s Laboratory for Drug Delivery είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός συστήματος μικροσκοπικής παλμικής ηλεκτροδιάτρησης εξαιρετικά χαμηλού κόστους με την επωνυμία “ePatch”.
Το“ePatch” που βασίζεται σε μικροβελόνες χρησιμοποιεί παρόμοιες τάσεις με τη συμβατική ηλεκτροδιάτρηση αλλά προκαλεί 10.000 φορές μικρότερους παλμούς και χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια που διαπερνούν μόλις 0,25 mm στην επιφάνεια του δέρματος. Αυτός ο μικρότερος παλμός, καθώς και η ρηχή θέση των ηλεκτροδίων της μικροβελόνας, ελαχιστοποιούν τη διέγερση των νεύρων και των μυών, αποφεύγοντας τον πόνο και τις συσπάσεις, που αποτελούν τις δυο πιο κοινές παρενέργειες της συμβατικής ηλεκτροδιάτρησης.
Χορηγώντας με το ePatch την ίδια ποσότητα εμβολίου σε ποντίκια, οι ερευνητές παρατήρησαν σχεδόν δεκαπλάσια ανοσολογική απόκριση σε σχέση με την ενδομυϊκή ανοσοποίηση ή την ενδοδερμική ένεση χωρίς ηλεκτροδιάτρηση, ενώ δεν παρατήρησαν καθόλου σημάδια στο δέρμα των ποντικών.
Οι ερευνητές μελετούν επί του παρόντος την εφαρμογή του ePatch στα mRNA εμβόλια, καθώς θα μπορούσε να μειώσει δραματικά το κόστος και την πολυπλοκότητα των εμβολιασμών, αφού δεν απαιτεί αποθήκευση σε βαθιά κατάψυξη εξαιτίας των λιπιδικών νανοσωματιδιίων που αυτά περιέχουν. Τα σημερινά εμβόλια mRNA παραμένουν ακριβά ως παγκόσμια λύση επειδή το υψηλής τεχνολογίας νανοτεχνολογικό «όχημα» που χρησιμοποιείται για να προστατεύει το υπερευαίσθητο mRNA κατά την χορήγηση του στον οργανισμό αλλά και κατά μεταφορά και την αποθήκευση του πριν να χορηγηθεί στον άνθρωπο, είναι εξαιρετικά δαπανηρό. Αντίστοιχα, τα DNA εμβόλια χρειάζονται μια εξελιγμένη συσκευή ηλεκτροδιάτρησης για τη χορήγησή τους, που επίσης κοστίζει. Το φορητό και προσιτό ePatch ηλεκτροδιάτρησης της Georgia Tech μπορεί να ξεπεράσει αυτούς τους περιορισμούς και να αλλάξει τους κανόνες του παιχνιδιού στην παράδοση των εμβολίων.
Η εργασία δημοσιεύτηκε στις 9 Νοεμβρίου στο Proceedings of the National Academy of Sciences
Πηγή:GeorgiaTech
Photo credit: Candler Hobbs, Georgia Tech
