.
Levar vacinas para as pessoas que precisam delas nem sempre é fácil. Muitas vacinas requerem armazenamento a frio, dificultando o envio para áreas remotas que não possuem a infraestrutura necessária.
Pesquisadores do MIT apresentaram uma possível solução para esse problema: uma impressora móvel de vacinas que pode ser ampliada para produzir centenas de doses de vacinas por dia. Esse tipo de impressora, que pode caber em uma mesa, pode ser implantado em qualquer lugar onde as vacinas sejam necessárias, dizem os pesquisadores.
“Algum dia poderíamos ter produção de vacinas sob demanda”, diz Ana Jaklenec, pesquisadora do Koch Institute for Integrative Cancer Research do MIT. “Se, por exemplo, houvesse um surto de Ebola em uma determinada região, seria possível enviar algumas dessas impressoras para lá e vacinar as pessoas naquele local.”
A impressora produz patches com centenas de microagulhas contendo vacina. O adesivo pode ser fixado na pele, permitindo que a vacina se dissolva sem a necessidade de uma injeção tradicional. Depois de impressos, os adesivos de vacina podem ser armazenados por meses em temperatura ambiente.
Em um estudo publicado hoje em Natureza Biotecnologiaos pesquisadores mostraram que poderiam usar a impressora para produzir vacinas de RNA Covid-19 termoestáveis que poderiam induzir uma resposta imune comparável à gerada por vacinas de RNA injetadas em camundongos.
Jaklenec e Robert Langer, professor do David H. Koch Institute no MIT e membro do Koch Institute, são os autores seniores do estudo. Os principais autores do artigo são o ex-pós-doutorado do MIT Aurelien vander Straeten, o ex-aluno de pós-graduação do MIT Morteza Sarmadi ’21 e o pós-doutorado John Daristotle.
Imprimindo vacinas
A maioria das vacinas, incluindo vacinas de mRNA, precisa ser refrigerada durante o armazenamento, dificultando seu armazenamento ou envio para locais onde essas temperaturas não podem ser mantidas. Além disso, requerem seringas, agulhas e profissionais de saúde treinados para administrá-los.
Para contornar esse obstáculo, a equipe do MIT decidiu encontrar uma maneira de produzir vacinas sob demanda. Sua motivação original, antes da chegada do Covid-19, era construir um dispositivo que pudesse produzir e implantar vacinas rapidamente durante surtos de doenças como o Ebola. Tal dispositivo poderia ser enviado para uma aldeia remota, um campo de refugiados ou base militar para permitir a vacinação rápida de um grande número de pessoas.
Em vez de produzir vacinas injetáveis tradicionais, os pesquisadores decidiram trabalhar com um novo tipo de aplicação de vacina baseado em adesivos do tamanho de uma unha do polegar, que contêm centenas de microagulhas. Essas vacinas estão agora em desenvolvimento para muitas doenças, incluindo poliomielite, sarampo e rubéola. Quando o adesivo é aplicado na pele, as pontas das agulhas se dissolvem sob a pele, liberando a vacina.
“Quando o Covid-19 começou, as preocupações com a estabilidade e o acesso à vacina nos motivaram a tentar incorporar vacinas de RNA em adesivos de microagulhas”, diz Daristotle.
A “tinta” que os pesquisadores usam para imprimir as microagulhas contendo a vacina inclui moléculas de vacina de RNA encapsuladas em nanopartículas lipídicas, que as ajudam a permanecer estáveis por longos períodos de tempo.
A tinta também contém polímeros que podem ser facilmente moldados na forma certa e depois permanecem estáveis por semanas ou meses, mesmo quando armazenados em temperatura ambiente ou superior. Os pesquisadores descobriram que uma combinação 50/50 de polivinilpirrolidona e álcool polivinílico, ambos comumente usados para formar microagulhas, tinha a melhor combinação de rigidez e estabilidade.
Dentro da impressora, um braço robótico injeta tinta em moldes de microagulhas e uma câmara de vácuo abaixo do molde suga a tinta até o fundo, garantindo que a tinta chegue até as pontas das agulhas. Depois de preenchidos, os moldes demoram um ou dois dias para secar. O protótipo atual pode produzir 100 patches em 48 horas, mas os pesquisadores antecipam que versões futuras podem ser projetadas para ter maior capacidade.
Resposta de anticorpo
Para testar a estabilidade a longo prazo das vacinas, os pesquisadores primeiro criaram uma tinta contendo RNA que codifica a luciferase, uma proteína fluorescente. Eles aplicaram os adesivos de microagulhas resultantes em camundongos depois de armazenados a 4 graus Celsius ou 25 graus Celsius (temperatura ambiente) por até seis meses. Eles também armazenaram um lote das partículas a 37 graus Celsius por um mês.
Sob todas essas condições de armazenamento, os adesivos induziram uma forte resposta fluorescente quando aplicados a camundongos. Em contraste, a resposta fluorescente produzida por uma injeção intramuscular tradicional do RNA que codifica a proteína fluorescente diminuiu com tempos de armazenamento mais longos à temperatura ambiente.
Em seguida, os pesquisadores testaram sua vacina de microagulhas Covid-19. Eles vacinaram camundongos com duas doses da vacina, com quatro semanas de intervalo, e mediram sua resposta de anticorpos ao vírus. Os camundongos vacinados com o adesivo de microagulhas tiveram uma resposta semelhante aos camundongos vacinados com uma vacina de RNA injetada tradicional.
Os pesquisadores também observaram a mesma forte resposta de anticorpos quando vacinaram camundongos com adesivos de microagulhas que foram armazenados em temperatura ambiente por até três meses.
“Este trabalho é particularmente empolgante, pois percebe a capacidade de produzir vacinas sob demanda”, diz Joseph DeSimone, professor de medicina translacional e engenharia química da Universidade de Stanford, que não participou da pesquisa. “Com a possibilidade de ampliar a fabricação de vacinas e melhorar a estabilidade em temperaturas mais altas, as impressoras móveis de vacinas podem facilitar o acesso generalizado às vacinas de RNA”.
Embora este estudo tenha se concentrado nas vacinas de RNA da Covid-19, os pesquisadores planejam adaptar o processo para produzir outros tipos de vacinas, incluindo vacinas feitas de proteínas ou vírus inativados.
“A composição da tinta foi fundamental para estabilizar as vacinas de mRNA, mas a tinta pode conter vários tipos de vacinas ou mesmo medicamentos, permitindo flexibilidade e modularidade no que pode ser administrado usando esta plataforma de microagulhas”, diz Jaklenec.
Outros autores do artigo são Maria Kanelli, Lisa Tostanoski, Joe Collins, Apurva Pardeshi, Jooli Han, Dhruv Varshney, Behnaz Eshaghi, Johnny Garcia, Timothy Forster, Gary Li, Nandita Menon, Sydney Pyon, Linzixuan Zhang, Catherine Jacob-Dolan, Olivia Powers, Kevin Hall, Shahad Alsaiari, Morris Wolf, Mark Tibbitt, Robert Farra e Dan Barouch.
A pesquisa foi financiada pela Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA), a Belgian American Educational Foundation, Wallonia-Brussels International, Bodossaki Foundation, Onassis Foundation, National Institutes of Health e Koch Institute Support (core) Grant do Instituto Nacional do Câncer.
.
