Устройство на основе зажигалки улучшило действенность ДНК-вакцины у мышей
Американские ученые разработали ручное, легкое и дешевое устройство на основе пьезоэлектрической зажигалки, которое призвано повысить эффективность ДНК-вакцин благодаря обработке места инъекции электрическим током.
Подвергая кожу коротким высоковольтным импульсам, можно увеличить проницаемость клеток для молекул ДНК в вакцине и усилить этим реакцию иммунной системы, показало исследование на мышах, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Произведенные во время пандемии COVID-19 мРНК-вакцины оказались одними из самых действенных против инфекции. Кроме этого, их преимуществами являются относительная скорость и дешевизна изготовления. Однако вскоре в клиническую практику могут прийти ДНК-вакцины, из которых по меньшей мере четырнадцать сейчас проходят клинические испытания против коронавирусной инфекции. В отличие от РНК-вакцин, они более стабильны, не требуют заморозки до десятков градусов ниже нуля, а потому могут шире применяться в регионах с плохим материальным обеспечением. Однако одним из ограничений использования ДНК-вакцин есть опасения относительно недостаточной иммуногенности, то есть способности вызывать иммунный ответ у человека. Потенциальное решение видят в использовании электропорации — технологии, при которой короткими импульсами электрического тока увеличивают проницаемость клеток в месте инъекции для таких молекул, как ДНК. Проблема в том, что устройства для электропорации громоздкие, требуют подключения к электросети, сложные в изготовлении, а кроме этого стоят тысячи долларов США. Поэтому ученые из Технологического института Джорджии и Медицинской школы Университета Эмори объединились для создания удобного устройства для электропорации, что позволит сделать вакцины, в частности против ковида, доступными и эффективными.
Ученые разработали собственный портативный дешевый прототип електропоратора, который получил название ePatch. Для этого они использовали обычную бытовую пьезоэлектрическую зажигалку, которая производится в количестве миллионов и может стоить менее доллара и производит электрический ток, силой в тысячи вольт. Это заставляет газ при нажатии на кнопку, загореться. Таким образом, эти зажигалки не требуют батареек или другого источника питания.
В своих опытах ученые использовали пьезоэлектрический механизм с бытовой зажигалки, дополнив ее массивом микро игл на конце, которые служат микроэлектродами и увеличивают площадь воздействия. Такое устройство может генерировать ток силой как обычный електропоратор, но с более короткими импульсами, благодаря чему уменьшается риск болевых ощущений и подергивания мышц. Ученые предположили, что устройство улучшит эффективность иммунизации, если немедленно после вакцинации приставить его к коже в месте инъекции и обработать ее электрическим током.
Эффективность ePatch при вакцинации проверили на лабораторных мышах, которым сделали внутрикожные инъекции ДНК-вакцины против COVID-19. Для сравнения, часть испытуемых после укола подвергли воздействию устройства, а других — нет. Кроме этого некоторым из них сделали внутримышечные инъекции без дальнейшей электропорации.
Опыты показали, что иммунные реакции были существенно сильнее у мышей, получивших вакцину внутри кожно с электропорацией, по сравнению с другими животными, которые электропорации избежали. Количество антител в белке SARS-CoV-2, образовавшихся у мышей, было почти в десять раз выше, чем у животных, которым вводили внутрикожную инъекцию вакцины без электропорации.
Ученые отмечают, что не заметили у животных побочных эффектов электропорации. Даже следы микро игл через 3:00 после процедуры не оказывались на коже животных под увеличением. Обследование также не выявило никаких признаков воспаления кожи, свойственного типичному електропоратору. Состояние животных в течение недели после вакцинации не вызывало беспокойства, отмечается в работе ученых.
Авторы считают, что електропоратор можно применить и для повышения эффективности РНК-вакцин, хотя нужно провести дополнительные исследования. Они надеются, что их разработка поможет бороться с COVID-19 и другими эпидемиями, сделав ДНК-вакцины доступными и действенными.
Перевод материала nauka.ua