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28 Settembre 2021
16:26

Questo cerotto per vaccino potenzia la risposta immunitaria di 50 volte rispetto all’iniezione

Un team di ricerca americano guidato da scienziati dell’Università della Carolina del Nord di Chapel-Hill ha creato un cerotto con microaghi per somministrare i vaccini nel derma, appena sotto lo strato superficiale dell’epidermide. In test preclinici ha dimostrato di aumentare la risposta immunitaria di circa 50 volte rispetto all’inoculazione sottocutanea tradizionale.
A cura di Andrea Centini
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Il cerotto con i microaghi. Credit: Università della Carolina del Nord di Chapel Hill
Il cerotto con i microaghi. Credit: Università della Carolina del Nord di Chapel Hill

Il metodo più tradizionale per somministrare un vaccino è attraverso un'iniezione sottocutanea, una procedura che, per quanto semplice, presenta comunque una componente logistica da non sottovalutare. I vaccini in forma liquida, come dimostrato dalla campagna vaccinale anti Covid, devono essere conservati a basse temperature (la cosiddetta catena del freddo) in appositi frigoriferi, inoltre la preparazione e l'inoculazione vanno fatte da personale sanitario esperto, normalmente in una clinica, in ambulatorio o in un ospedale. A “complicare” il tutto il fatto che molte persone hanno paura degli aghi e sperimentano ansia e dolore quando devono vaccinarsi. In un prossimo futuro tutto questo potrebbe appartenere al passato, grazie a un innovativo cerotto stampato in 3D che permette di inoculare il vaccino attraverso minuscoli aghi. I vantaggi, stando a un nuovo studio che ne descrive il funzionamento, sarebbero molteplici.

A mettere a punto il super cerotto per vaccino è stato un team di ricerca americano guidato da scienziati dell'Università della Carolina del Nord di Chapel-Hill e del Dipartimento di Radiologia dell'Università di Stanford, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi della società biotecnologica CARBON della Silicon Valley. Gli scienziati, coordinati dal professor Joseph M. DeSimone, docente di Medicina traslazionale e Ingegneria chimica presso la Stanford University, professore emerito alla UNC-Chapel Hill e imprenditore nella tecnologia della stampa 3D, hanno sviluppato il cerotto per vaccino grazie a un prototipo di stampante 3D chiamata 3D CLIP, basata sulla tecnologia “continuous liquid interface production” (CLIP). Questo macchinario, in parole semplici, permette di sviluppare i minuscoli aghi con un design sfaccettato – e non piramidale come quelli tradizionali – che sono imbevuti e rivestiti del principio attivo del vaccino; una volta applicati sulla pelle attraverso il cerotto si dissolvono attivando la risposta del sistema immunitario. Uno degli aspetti più interessanti della nuova tecnologia risiede nel fatto che i microaghi possono essere personalizzati per molteplici malattie, dall'influenza all'epatite, passando per il morbillo fino alla COVID-19 provocata dal coronavirus SARS-CoV-2.

Gli aghi sono progettati per raggiungere il derma, appena al di sotto dello strato superficiale dell'epidermide, a differenza delle iniezioni sottocutanee classiche che arrivano sino al muscolo. Si tratta di un bersaglio privilegiato per un vaccino, data la ricchezza di cellule immunitarie che possono rispondere all'antigene. In un esperimento condotto su modelli animali, il cerotto ha innescato una risposta cellulare (cellule T) e umorale (anticorpi specifici per l'antigene) circa 50 volte superiore rispetto a quella di una tradizionale iniezione sottocutanea. “La somministrazione transdermica dei microaghi non solo ha portato a una maggiore ritenzione del vaccino nella pelle, ma ha anche migliorato l'attivazione delle cellule immunitarie nei linfonodi drenanti”, hanno affermato gli scienziati nell'abstract dello studio. Il vaccino così somministrato ha indotto una potente risposta immunitaria umorale, con IgG (immunoglobuline G) totali più elevate e una gamma di IgG1/IgG2a più equilibrata, permettendo di risparmiare sul dosaggio. In parole semplici, si possono ottenere risultati migliori di un comune vaccino sottocutaneo ma con dosi inferiori, con tutti i vantaggi produttivi e logistici che ne derivano.

“Nello sviluppo di questa tecnologia ci auguriamo di di gettare le basi per uno sviluppo globale ancora più rapido dei vaccini, a dosi più basse e senza dolore e ansia”, ha dichiarato il professor DeSimone in un comunicato stampa. Uno dei limiti maggiori dei cerotti con microaghi tradizionali, sui quali si lavora da anni, deriva dal fatto che si basano su stampi, come sottolineato dal dottor Shaomin Tian, ricercatore presso il Dipartimento di Microbiologia e Immunologia della Scuola di Medicina dell'UNC e coautore dello studio. Gli stampi possono infatti determinare inconvenienti con l'affilatura degli aghi, mentre grazie alla 3D CLIP i microaghi vengono stampati direttamente. In questo momento il professor DeSimone e i colleghi stanno studiando un metodo per poter somministrare attraverso questo metodo anche i vaccini anti Covid a mRNA, come quelli di Pfizer-BioNTech e Moderna. I dettagli della ricerca “Transdermal vaccination via 3D-printed microneedles induces potent humoral and cellular immunity” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica PNAS.

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