Salud

Este dispositivo económico puede ampliar el acceso global a las vacunas

Combinando encendedores de parrilla estándar con agujas ultrafinas que son comunes en los campos médico y médico operacion plastica, Los investigadores han desarrollado un dispositivo de $ 1 que puede usar electricidad para inyectar ciertas vacunas de manera más eficiente y con menos dolor. Sus desarrolladores dicen que puede ampliar el acceso global a las vacunas que contienen material genético, incluidas las contra COVID-19.

«Todos en el planeta tienen el derecho básico de utilizar herramientas modernas de ácido nucleico», dijo Saad Bhamla, ingeniero químico del Instituto de Tecnología de Georgia y co-desarrollador del dispositivo de lápiz ePatch. Las «herramientas» que menciona son vacunas de ADN y ARNm que usan parte del código genético del propio patógeno para desencadenar una respuesta inmune (las vacunas convencionales usan fragmentos reales del patógeno o su forma debilitada o inactivada). En comparación con las vacunas tradicionales, las vacunas de ADN y ARNm son más baratas de fabricar y más fáciles de modificar; este es el principal punto de venta para hacer frente a las variantes de virus emergentes. Sin embargo, algunas vacunas elaboradas a partir de material genético también tienen ingredientes costosos y difíciles de estabilizar y requieren un tratamiento especial, lo que las hace poco prácticas para el transporte en muchas partes del mundo, particularmente en áreas más remotas o subdesarrolladas. La misión de ePatch de Bhamla y sus colegas es hacer que esta vacuna esté disponible para todos, su trabajo es Publicado el 9 de noviembre En las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Para que una vacuna funcione, debe penetrar en las células del cuerpo; el material genético de las vacunas de ARNm y ADN necesita un poco de ayuda adicional para atravesar la membrana celular. En las vacunas de ARNm (incluidas las que se utilizan actualmente contra COVID-19), el ARNm está encapsulado en microcelulitis llamadas nanopartículas lipídicas. Estas partículas ayudan al material genético a penetrar en la célula y al mismo tiempo a estabilizar moléculas fácilmente degradables, pero también lo hacen Debe permanecer congelado Antes de la inyecciónEsto significa que toda la vacuna debe almacenarse a temperaturas extremadamente bajas. Las vacunas de ADN no necesitan congelarse porque no requieren nanopartículas lipídicas: incluso sin grasa, son más estables que el ARNm, y para penetrar en las células utilizan un «virus vector», un virus modificado que se diferencia del virus diana. Pero estas vacunas tienen sus propias deficiencias: continuas Pregunta de Seguridad Respecto a este método de administración y al hecho de que las vacunas de ADN tienden a producir menos respuestas inmunes.

Una forma de mejorar las perspectivas de las vacunas contra el material genético podría ser: Electroporación: Mientras se inyecta la vacuna, se administra una descarga eléctrica muy suave, lo que hace que las células abran temporalmente agujeros en sus membranas celulares para permitir que la vacuna penetre. En teoría, el uso de la electroporación junto con vacunas elaboradas a partir de material genético puede mejorar la eficacia y la accesibilidad. Con las vacunas de ARNm, el material genético puede ingresar a las células sin nanopartículas de lípidos, lo que significa que la vacuna se puede almacenar a temperatura ambiente. Los investigadores tienen mayores esperanzas en las vacunas de ADN que se han estabilizado a temperaturas más altas. Creen que la electroporación ayudará a crear una respuesta inmune más fuerte y podría conducir a una adopción más amplia de las vacunas de ADN.

Hasta ahora, esta tecnología solo se ha probado en estudios clínicos con vacunas de ADN, incluso si su uso aún está en su infancia. Shan Lu, inmunólogo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, dijo que aún no había resultado en una vacuna aprobada y que él no participó en la nueva investigación. «Se ha demostrado que la electroporación mejora significativamente la administración y la eficacia de las vacunas de ADN, pero actualmente existen algunas limitaciones que incluyen el costo, los requisitos de equipo, la facilidad de uso y la tolerabilidad», dijo el consultor de la industria y director de investigación e investigación preclínica Jie Friulmer. El desarrollo de la empresa sanitaria GlaxoSmithKline (Ulmer tampoco participó en esta nueva investigación). En otras palabras, el electroporador tradicional es una máquina voluminosa que cuesta miles de dólares y requiere electricidad. El ePatch económico y simple consta de componentes fácilmente disponibles y puede evitar todos estos problemas.

La parte de diseño de ePatch se basa en el trabajo anterior de Bhamla sobre el desarrollo de un electroporador asequible para experimentos de laboratorio. Este dispositivo en forma de bolígrafo utiliza el cristal piezoeléctrico de un encendedor de parrilla, que genera impulsos eléctricos cuando se presiona. Para permitir la administración de la vacuna, el laboratorio de Bhamla colocó una serie de microagujas en la punta del dispositivo. Se pueden usar como un método para introducir vacunas en el cuerpo o como electrodos para administrar vacunas y pulsos eléctricos a las células debajo de la superficie de la piel.

Cuando el equipo usó ePatch para administrar vacunas de ADN a ratones, encontraron que producía una respuesta inmune diez veces mayor que la de una inyección típica. Sus resultados son comparables a los de estudios similares con electroporadores convencionales. Mark Prausnitz, ingeniero químico y coautor de la investigación en el Instituto de Tecnología de Georgia, dijo: «Esto nos anima, es decir, la electroporación vista en máquinas grandes debería poder utilizar estos electroporadores baratos, posiblemente desechables …» .

Ulmer dijo que el sistema podría facilitar la realización de la electroporación, «pero aún se encuentra en sus primeras etapas y necesita ser validado en el cuerpo humano», agregó. Lu estuvo de acuerdo. «En las últimas décadas, los estudios de vacunas que utilizan inyecciones de microagujas han funcionado bien en ratones, pero no se han transferido a humanos», dijo.

La experimentación humana todavía tiene un largo camino por recorrer. En cambio, el siguiente paso para el equipo del Instituto de Tecnología de Georgia es ajustar el equipo y usar ePatch para probar la entrega de vacunas de ADN a animales más grandes. Los investigadores también esperan poder probar el dispositivo con ARNm. Bhamla no está seguro de que funcione porque el ARNm es inestable, pero cree que es necesario probarlo porque cuando finalmente funciona, puede eliminar la necesidad actual de nanopartículas de lípidos.

Además de mejorar el acceso a las vacunas genéticas, Bhamla también vio dispositivos de bajo costo y fáciles de usar en su desarrollo como parte del espíritu de la «ciencia frugal» que puede hacer que los experimentos sean más baratos y accesibles. Dijo que espera que su último proyecto pueda hacer que la gente piense de manera diferente sobre la tecnología: «Quiero que piensen, ‘Cuando esta persona mira un encendedor de barbacoa y piensa en un dispositivo de administración de vacunas de ADN, ¿qué puedo hacer?»

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