вакцина
                Кредит: CC0 Public Domain

Производство вакцин является сложной задачей, особенно в случае инактивированных вакцин, в которых патогенные микроорганизмы должны быть уничтожены без изменения их структуры. До сих пор эта задача обычно включала использование токсичных химических веществ. Однако теперь новая инновационная технология, разработанная исследователями Fraunhofer — первое в своем роде решение — будет использовать электронные пучки для быстрого, воспроизводимого и без использования химикатов производства инактивированных вакцин.
                                                                                       

Прививки против полиомиелита, дифтерии, коклюша и столбняка были в списке стандартных прививок для младенцев уже десятилетия. Многие вакцины являются инактивированными, то есть патогенные микроорганизмы, которые они содержат, были убиты, чтобы они больше не могли причинить вред пациенту. Несмотря на это, вакцина вызывает иммунный ответ: организм обнаруживает чужеродного злоумышленника и начинает вырабатывать антитела для отражения инфекции. Для производства этих вакцин патогены культивируются в больших количествах, а затем уничтожаются с использованием токсичных химикатов. Наиболее распространенным из них является формальдегид — сильно разбавленный, поэтому он не наносит вреда пациенту при проведении вакцинации. Тем не менее, есть и недостатки даже в этой минимальной концентрации: токсин должен оставаться в контакте с патогеном в течение нескольких дней или даже недель, чтобы иметь эффект, что оказывает негативное влияние как на структуру патогена, так и на воспроизводимость вакцины. А в случаях, когда требуются вакцины против гриппа, например, производители лекарств обязаны использовать более высокие дозы формальдегида. Затем продукт должен пройти длительный процесс фильтрации, чтобы избежать следов токсичного химического вещества, оставшегося в вакцине.

Электронные лучи убивают вредные патогены

Теперь фармацевтические компании смогут производить инактивированные вакцины без малейшего следа токсичных химических веществ — быстро и воспроизводимо. Ученые, разработавшие этот процесс, видят его наибольший потенциал в производстве вакцин, которые до сих пор не поддаются методу химической инактивации. Методика была разработана совместно исследователями из Института клеточной терапии и иммунологии им. Фраунгофера IZI, Технологии машиностроения и автоматизации IPA, Органическая электроника, Электронно-лучевые и плазменные технологии FEP и Межфазная инженерия и Биотехнология IGB. «Вместо того, чтобы использовать химические вещества для инактивации патогенных микроорганизмов, мы используем электронные пучки низкой энергии», — объясняет руководитель группы Fraunhofer IPA Мартин Тома. Ускоренные электроны разрушают ДНК патогенных микроорганизмов либо путем прямых столкновений, либо путем генерации вторичных электронов, которые впоследствии приводят к разрывам одной или двух нитей. Короче говоря, электроны фрагментируют ДНК патогенов, сохраняя при этом их внешнюю структуру. Это важно для запуска эффективного иммунного ответа.

Проблема возникает из-за того, что электроны не могут проникать очень глубоко в суспензию, содержащую патогенные микроорганизмы — фактически, для равномерного распределения дозы уровни жидкости не должны превышать 200 микрометров. Поскольку не было существующих технологий, способных удовлетворить эти требования, Fraunhofer IPA разработала два новых метода с нуля. В первом способе цилиндр непрерывно смачивают суспензией патогена, облучают и инактивированную жидкость переносят в стерильный сосуд. Другими словами, есть два резервуара с жидкостью: один, содержащий активный, и другой, содержащий неактивные патогены, соединенные друг с другом через постоянно вращающийся цилиндрический сосуд или тумблер. «Это непрерывный процесс, который можно легко расширить для массового производства вакцин», — говорит Тома. Второй метод больше подходит для лабораторных применений, в которых небольшие количества вакцины производятся для целей исследований или разработки лекарств. В этом случае раствор, содержащий патогенные микроорганизмы, помещают в мешки, которые затем пропускают через электронный луч с использованием запатентованного процесса.

Совместное предприятие

Этот вид проекта требует широкого спектра знаний, которые прекрасно охватываются четырьмя институтами Фраунгофера, участвующими в этой инициативе. Исследователи Fraunhofer IZI взяли на себя ответственность за культивирование различных патогенных микроорганизмов, в том числе птичьего гриппа и конского гриппа. «После облучения мы также работали с нашими коллегами в Fraunhofer IGB, чтобы определить, были ли патогены полностью инактивированы, обеспечивая тем самым эффективную защиту вакцины», — говорит д-р Себастьян Ульберт, глава департамента Fraunhofer IZI и инициатор проекта. Эксперты в области электронно-лучевой технологии были получены от исследователей Fraunhofer FEP, которые разработали систему, способную доставлять низкоэнергетические электронные пучки в точных дозах — это необходимо, потому что, хотя цель заключается в надежной инактивации патогена, необходимо также соблюдать осторожность. сохранить структуру патогена, чтобы иммунная система пациентов могла продуцировать соответствующие антитела.

Новая технология уже внедрена, и не только в лабораторных масштабах: «Осенью 2018 года здесь, во Фраунгофере IZI, была запущена исследовательская и пилотная установка. Используя наш непрерывный модуль — смачиваемый тумблер — мы В настоящее время способен производить четыре литра вакцины в час «, говорит Ульберт. Это не далеко от промышленного масштаба, учитывая, что для некоторых вакцин 15 литров суспензии патогенных микроорганизмов могут дать миллион доз вакцины.

Обсуждения уже ведутся с партнерами по отрасли. Однако пройдет еще два-четыре года, прежде чем вакцины, изготовленные с использованием электронных пучков, могут быть испытаны в клинических испытаниях.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *