วัคซีนป้องกันเชื้อไวรัส

นักวิจัยของ MIT ได้หาทางออกที่เป็นไปได้สำหรับปัญหานี้: เครื่องพิมพ์วัคซีนแบบเคลื่อนที่ที่สามารถปรับขนาดให้ใหญ่ขึ้นเพื่อผลิตวัคซีนหลายร้อยโดสในหนึ่งวัน นักวิจัยกล่าวว่าเครื่องพิมพ์ชนิดนี้ซึ่งสามารถวางบนโต๊ะได้ สามารถนำไปใช้ได้ทุกที่ที่ต้องการวัคซีน Ana Jaklenec นักวิทยาศาสตร์การวิจัยของ Koch Institute for Integrative Cancer Research ของ MIT กล่าวว่า "สักวันหนึ่งเราอาจมีการผลิตวัคซีนตามต้องการได้" "ตัวอย่างเช่น หากมีการระบาดของโรคอีโบลาในภูมิภาคใดภูมิภาคหนึ่ง ใคร ๆ ก็สามารถส่งเครื่องพิมพ์สองสามเครื่องไปที่นั่นและฉีดวัคซีนให้กับผู้คนในสถานที่นั้น" เครื่องพิมพ์ผลิตแผ่นแปะด้วยเข็มขนาดเล็กหลายร้อยเข็มที่มีวัคซีน แผ่นแปะสามารถติดกับผิวหนังทำให้วัคซีนละลายได้โดยไม่ต้องฉีดแบบเดิม เมื่อพิมพ์แล้ว แผ่นแปะวัคซีนสามารถเก็บไว้ได้นานหลายเดือนในอุณหภูมิห้อง ในการศึกษาที่ปรากฏในNature Biotechnologyวันนี้ นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถใช้เครื่องพิมพ์เพื่อผลิตวัคซีน RNA ของโควิด-19 ที่ทนความร้อนได้ ซึ่งสามารถกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เทียบเท่ากับวัคซีนที่สร้างโดยการฉีด RNA วัคซีนในหนู Jaklenec และ Robert Langer ศาสตราจารย์ David H. Koch Institute ที่ MIT และเป็นสมาชิกของ Koch Institute เป็นผู้เขียนอาวุโสของการศึกษา ผู้เขียนนำของบทความนี้คืออดีต MIT postdoc Aurelien vander Straeten อดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ MIT Morteza Sarmadi '21 และ postdoc John Daristotle พิมพ์วัคซีน วัคซีนส่วนใหญ่ รวมทั้งวัคซีน mRNA ต้องแช่เย็นขณะจัดเก็บ ทำให้ยากต่อการกักตุนหรือส่งไปยังสถานที่ที่ไม่สามารถรักษาอุณหภูมิได้ นอกจากนี้ยังต้องใช้เข็มฉีดยา เข็มฉีดยา และผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลสุขภาพที่ผ่านการฝึกอบรมมาดูแล เพื่อหลีกเลี่ยงอุปสรรคนี้ ทีมงานของ MIT จึงต้องหาวิธีผลิตวัคซีนตามต้องการ แรงจูงใจดั้งเดิมของพวกเขาก่อนที่โควิด-19 จะมาถึงคือการสร้างอุปกรณ์ที่สามารถผลิตและปรับใช้วัคซีนได้อย่างรวดเร็วในช่วงที่มีการระบาดของโรค เช่น อีโบลา อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถส่งไปยังหมู่บ้านที่ห่างไกล ค่ายผู้ลี้ภัย หรือฐานทัพทหาร เพื่อให้สามารถฉีดวัคซีนแก่ผู้คนจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว แทนที่จะผลิตวัคซีนแบบฉีดแบบดั้งเดิม นักวิจัยตัดสินใจที่จะทำงานกับการส่งมอบ วัคซีน รูปแบบใหม่โดยอิงจากแพทช์ขนาดเท่าภาพขนาดย่อซึ่งมีไมโครนีดหลายร้อยเข็ม ขณะนี้วัคซีนดังกล่าวกำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนาสำหรับโรคต่างๆ รวมทั้งโปลิโอ หัด และหัดเยอรมัน เมื่อแปะแผ่นแปะลงบนผิวหนัง ปลายเข็มจะละลายอยู่ใต้ผิวหนัง ปล่อยวัคซีนออกมา "เมื่อโควิด-19 เริ่มต้นขึ้น ความกังวลเกี่ยวกับความเสถียรของวัคซีนและการเข้าถึงวัคซีนกระตุ้นให้เราพยายามรวมวัคซีน RNA เข้ากับแผ่นแปะไมโครนีเดิล" ดาริสโตเติลกล่าว "หมึก" ที่นักวิจัยใช้ในการพิมพ์เข็มขนาดเล็กที่มีวัคซีนประกอบด้วยโมเลกุลของวัคซีน RNA ที่ห่อหุ้มด้วยอนุภาคนาโนไขมันซึ่งช่วยให้คงตัวได้เป็นเวลานาน หมึกยังมีโพลิเมอร์ที่สามารถขึ้นรูปได้ง่ายและคงรูปได้นานหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน แม้จะเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องหรือสูงกว่านั้น นักวิจัยพบว่าส่วนผสมของโพลีไวนิลไพร์โรลิโดนและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ในสัดส่วน 50/50 ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ใช้กันทั่วไปในการสร้างเข็มขนาดเล็ก มีการผสมผสานระหว่างความแข็งและความเสถียรที่ดีที่สุด ภายในเครื่องพิมพ์ แขนกลจะฉีดหมึกเข้าไปในแม่พิมพ์เข็มขนาดเล็ก และห้องสุญญากาศใต้แม่พิมพ์จะดูดหมึกลงไปด้านล่าง เพื่อให้แน่ใจว่าหมึกจะไปถึงปลายเข็มทั้งหมด เมื่อเติมแม่พิมพ์แล้วจะใช้เวลาหนึ่งหรือสองวันในการทำให้แห้ง ต้นแบบปัจจุบันสามารถผลิตแพทช์ได้ 100 ชิ้นใน 48 ชั่วโมง แต่นักวิจัยคาดการณ์ว่าเวอร์ชันในอนาคตอาจได้รับการออกแบบให้มีความจุสูงขึ้น การตอบสนองของแอนติบอดี เพื่อทดสอบความคงตัวในระยะยาวของวัคซีน นักวิจัยได้สร้างหมึกที่มี RNA ที่เข้ารหัสลูซิเฟอเรส ซึ่งเป็นโปรตีนเรืองแสง พวกเขาใช้แผ่นแปะ microneedle ที่ได้กับหนูหลังจากเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียสหรือ 25 องศาเซลเซียส (อุณหภูมิห้อง) นานถึงหกเดือน พวกเขายังเก็บอนุภาคหนึ่งชุดไว้ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียสเป็นเวลาหนึ่งเดือน ภายใต้สภาวะการเก็บรักษาทั้งหมดนี้ แผ่นแปะจะกระตุ้นการตอบสนองของสารเรืองแสงที่รุนแรงเมื่อนำไปใช้กับหนู ในทางตรงกันข้าม การตอบสนองของฟลูออเรสเซนต์ที่เกิดจากการฉีดเข้ากล้ามแบบดั้งเดิมของ RNA ที่เข้ารหัสโปรตีนเรืองแสงนั้นลดลงเมื่อเก็บได้นานขึ้นที่อุณหภูมิห้อง จากนั้น นักวิจัยได้ทดสอบวัคซีนไมโครนีดเดิลโควิด-19 ของพวกเขา พวกเขาฉีดวัคซีนหนูด้วยวัคซีน 2 โดส ห่างกัน 4 สัปดาห์ จากนั้นวัดการตอบสนองของแอนติบอดีต่อไวรัส หนูที่ได้รับการฉีดวัคซีนด้วยแผ่นแปะ microneedle มีการตอบสนองคล้ายกับหนูที่ได้รับการฉีดวัคซีน RNA แบบฉีดแบบดั้งเดิม นักวิจัยยังเห็นการตอบสนองของแอนติบอดีที่แข็งแกร่งเช่นเดียวกันเมื่อพวกเขาฉีดวัคซีนให้หนูด้วยแผ่นไมโครนีดเดิ้ลที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องนานถึงสามเดือน Joseph DeSimone ศาสตราจารย์ด้านเวชศาสตร์แปลภาษาและวิศวกรรมเคมีแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าวว่า "งานนี้น่าตื่นเต้นเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากตระหนักถึงความสามารถในการผลิตวัคซีนตามความต้องการ" "ด้วยความเป็นไปได้ในการปรับขนาดการผลิตวัคซีนและปรับปรุงความเสถียรที่อุณหภูมิสูงขึ้น เครื่องพิมพ์วัคซีนเคลื่อนที่สามารถอำนวยความสะดวกในการเข้าถึงวัคซีน RNA อย่างกว้างขวาง" แม้ว่าการศึกษานี้มุ่งเน้นไปที่วัคซีน RNA ของโควิด-19 แต่นักวิจัยก็วางแผนที่จะปรับกระบวนการผลิตเพื่อผลิตวัคซีนประเภทอื่นๆ รวมถึงวัคซีนที่ทำจากโปรตีนหรือไวรัสที่ตายแล้ว "องค์ประกอบของหมึกเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้วัคซีน mRNA มีความเสถียร แต่หมึกสามารถบรรจุวัคซีนประเภทต่างๆ หรือแม้แต่ยาได้ ทำให้มีความยืดหยุ่นและโมดูลาร์ในสิ่งที่สามารถจัดส่งได้โดยใช้แพลตฟอร์ม microneedle นี้" Jaklenec กล่าว