De fire typer nanopartikler, som Du brugte i sin forskning. A:Polymælke-co-glykolsyre (PLGA) partikler, B:mesoporøse silica nanopartikler (MSN'er), C:gelatine nanopartikler og D:liposomer. Kredit:Leiden Universitet
Hvis det står til ph.d. studerende Guangsheng Du, patienter behøver ikke længere bekymre sig om store nåle. På Leiden Academic Center for Drug Research (LACDR), han studerede brugen af mikronåle og nanopartikler som et nyt vaccinationssystem. "Jeg vil skabe en mere patientvenlig leveringsmetode." Han forsvarer sin ph.d. den 30. oktober.
I sit studie, Du kombinerede mikronåle (se boks) med nanopartikler for at tage de første skridt mod en ny vaccinationsmetode. "Microneedles kan bruges til at levere vacciner på en ikke-invasiv og smertefri måde og inducere effektive immunresponser, " Du forklarer. "For det andet, nanopartikulære vacciner har potentialet til at forbedre immunogeniciteten af antigener:evnen til at fremkalde et immunrespons i kroppen. Vi kan regulere immunresponserne ved at modulere disse nanopartiklers egenskaber." På grund af de unikke egenskaber og fordele ved begge metoder, i dag er der et stigende antal undersøgelser, der fokuserer på at kombinere mikronåle- og nanopartikelteknologi. Disse undersøgelser har til formål at forbedre immunresponserne ved at bruge en mere patientvenlig leveringsmetode.
Du udviklede to typer mikronålesystemer:hule mikronåle, der kan injicere nanopartikelvacciner, og mikronåle, der var belagt med vaccinen. Både typen af mikronål og typen og de fysisk-kemiske egenskaber af nanopartiklerne så ud til at have væsentlig indflydelse på de responser, der fremkaldes i immunsystemet. Ved hjælp af hule mikronåle, Du fandt for eksempel, at mindre nanopartikler med kontrollerede frigivelsesegenskaber korrelerede med en stærkere effekt. For at teste disse effekter og finde ud af hvilke nåle, partikler og injektionsparametre fungerede bedst, Du målte antistof- og immuncelleresponser i mus efter hver påføring. Jo stærkere antistoffer og immuncelleresponser, jo bedre virkede vaccinen.
Billede af coatede (A) og hule (B) mikronåle. Kredit:Leiden Universitet
"Mikronåle har vist sig at være et lovende værktøj til vaccination. Folk kan endda selv anvende mikronålene, så omkostningerne ved immunisering for samfundet kan reduceres betydeligt, " Du forklarer. En anden grund til, at omkostningerne kunne skæres ned, er fordi nanopartikelvacciner kan opnå en tilsvarende stærk immunreaktion på en normal vaccine, men med en mindre dosis. "Det skyldes, at et antigen, der er fyldt med nanopartikler, har stærkere immunogenicitet end en fri antigenopløsning. Brugen af nanopartikler vil derfor være med til at reducere den nødvendige dosis af antigenet og yderligere reducere omkostningerne ved vaccination." Endelig, Du mener, at mikronåle vil øge patienternes compliance, fordi applikationen er ikke-invasiv og smertefri. "Dette vil forhåbentlig øge dækningen af vaccination, " tilføjer han. "Hvis forskningen og fremtidige kliniske undersøgelser lykkes, mikronålesystemet kan blive en ny generation af vaccinationsmetoder."
Mikronåle er små nåle på kun et par hundrede mikrometer i længden; de er mindre end en millimeter og næsten ikke synlige med det blotte øje. De nåle Du testede var 200 mikrometer lange. De påføres huden med et lille plaster. På grund af deres størrelse, de trænger kun ind i statrum corneum (hudens yderste barrierelag), hvorefter de leverer deres komponenter til kroppen. Folk, der har prøvet det, siger, at applikationen føles som en kattetunge eller et smergelbræt. Injektionsdybden er lille nok til, at mikronålene ikke rører nogen nerver eller blodkar.