'Zelfversterkende' vaccins zouden immunisaties van de toekomst kunnen zijn

Door Julie Stewart

4 aug. 2022 - De meeste vaccins zijn niet eenmalig. Je hebt een reeks boosters nodig om je immuniteit tegen COVID-19, tetanus en andere besmettelijke bedreigingen in de loop der tijd op te voeren. Dat kan meerdere bezoeken aan een zorgverlener betekenen, wat u tijd en soms geld kost.

Maar wat als u slechts één prik zou kunnen krijgen die zichzelf versterkt wanneer u meer bescherming nodig hebt?

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben microdeeltjes ontwikkeld die zouden kunnen worden gebruikt om zichzelf versterkende vaccins te maken die hun inhoud op zorgvuldig vastgestelde tijdstippen afgeven. In een nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances, beschrijven de wetenschappers hoe zij de deeltjes afstemmen om de goederen op het juiste moment vrij te geven en bieden zij inzicht in hoe zij de deeltjes tot dan toe stabiel kunnen houden.Hoe zelfversterkende vaccins zouden kunnen werken

Het team ontwikkelde kleine deeltjes die lijken op koffiekopjes - behalve dat ze gevuld zijn met een vaccin in plaats van je favoriete brouwsel.

"Je kunt het deksel erop doen en het dan in het lichaam injecteren, en zodra het deksel breekt, komt wat erin zit vrij", zegt studieauteur Ana Jaklenec, PhD, een onderzoekswetenschapper aan het Koch Institute for Integrative Cancer Research van MIT.

Om de kleine cups te maken, gebruiken de onderzoekers verschillende polymeren (synthetische plasticachtige materialen) die al worden gebruikt in medische toepassingen, zoals oplosbare hechtingen. Vervolgens vullen zij de cups met vaccins die worden gedroogd en gecombineerd met suikers en andere stabilisatoren.

De deeltjes kunnen in verschillende vormen worden gemaakt en verfijnd met behulp van polymeren met verschillende eigenschappen. Sommige polymeren gaan langer mee in het lichaam dan andere, dus de keuze helpt bepalen hoe lang alles stabiel blijft onder de huid nadat je de prik hebt gekregen en wanneer de deeltjes hun lading zullen afgeven. Dat kan dagen of maanden na de injectie zijn.

Een uitdaging is dat als de deeltjes opengaan, de omgeving eromheen zuurder wordt. Het team werkt aan manieren om die zuurgraad te beteugelen, zodat het vaccinmateriaal stabieler wordt.

"We hebben lopend onderzoek dat enkele echt, echt opwindende resultaten heeft opgeleverd over hun stabiliteit en laten zien dat je echt gevoelige vaccins kunt behouden, stabiel voor een goede periode," zegt studieauteur Morteza Sarmadi, PhD, een onderzoeksspecialist aan het Koch Institute.

Potentiële gevolgen voor de volksgezondheid

Dit onderzoek, gefinancierd door de Bill & Melinda Gates Foundation, begon met het oog op de ontwikkelingslanden.

"De bedoeling was eigenlijk om mensen in de ontwikkelingslanden te helpen, omdat mensen vaak niet terugkomen voor een tweede injectie", zegt onderzoeksauteur Robert Langer, ScD, hoogleraar aan het David H. Koch Institute bij het MIT.

Maar een eenmalig plan kan ook de ontwikkelde wereld ten goede komen. Eén reden is dat zelfversterkende vaccins degenen die er een krijgen, kunnen helpen een hogere antilichaamrespons te bereiken dan met slechts één dosis. Dat zou meer bescherming voor de persoon en de bevolking kunnen betekenen, want als mensen een sterkere immuniteit ontwikkelen, hebben ziektekiemen minder kans om zich te ontwikkelen en te verspreiden.

Neem bijvoorbeeld de COVID-19 pandemie. Slechts 67% van de Amerikanen is volledig gevaccineerd, en de meeste mensen die in aanmerking komen voor een eerste en tweede boosters hebben die niet gekregen. Nieuwe varianten, zoals de recente Omicron-varianten, blijven opduiken en infecteren.

"Ik denk dat die varianten veel minder kans zouden hebben gehad om te ontstaan als iedereen die de eerste keer was gevaccineerd herhaalde injecties had gekregen, wat niet is gebeurd," zegt Langer.

Vaccins die zichzelf versterken zouden ook ten goede kunnen komen aan zuigelingen, kinderen die bang zijn voor injecties, en oudere volwassenen die het moeilijk hebben om gezondheidszorg te krijgen.

Omdat het vaccinmateriaal is ingekapseld en de afgifte ervan kan worden gespreid, zou deze technologie mensen kunnen helpen meerdere vaccins tegelijk te krijgen die nu afzonderlijk moeten worden toegediend.

Wat volgt

Het team test zelfboostende polio- en hepatitisvaccins bij niet-menselijke primaten. Een kleine test op gezonde mensen zou binnen enkele jaren kunnen volgen.

"We denken dat er een groot potentieel is voor deze technologie, en we hopen dat ze kan worden ontwikkeld en zeer snel naar de menselijke fase kan gaan," zegt Jaklenec.

In kleinere diermodellen onderzoeken zij het potentieel van zelfversterkende mRNA-vaccins. Ze werken ook samen met wetenschappers die HIV-vaccins bestuderen.

"Er is recent vooruitgang geboekt met zeer complexe regimes die lijken te werken, maar ze zijn niet praktisch," zegt Jaklenec. "En dat is waar deze specifieke technologie nuttig kan zijn, want je moet je met verschillende dingen voorbereiden en versterken, en hiermee kun je dat doen."

Dit systeem kan ook verder gaan dan vaccins en worden gebruikt om kankertherapieën, hormonen en biologische geneesmiddelen in een shot toe te dienen.

Door nieuw werk met onderzoekers van de Georgia Tech University zal het team de mogelijkheid bestuderen om zelfboostende vaccins te geven via 3D-geprinte micronaalden. Deze vaccins, die als een verband op je huid blijven kleven, kunnen zelf worden toegediend en wereldwijd worden ingezet als reactie op lokale uitbraken.