Døde vaksiner meste laget med giftige kjemikalier

Bekjempelse mot smittsomme sykdommer: Vaksiner bør nå produseres uten kjemikalier

Produksjonen av vitale vaksiner bruker ofte giftige kjemikalier. Imidlertid har tyske forskere nå utviklet en ny teknologi som bruker elektronstråler i stedet. Denne metoden gjør det mulig for første gang å produsere døde vaksiner kjemisk-frie, raske og reproduserbare.

Beskyttelse mot smittsomme sykdommer

Vaksinasjoner er et svært effektivt middel for ulike smittsomme sykdommer. Men det er fortsatt en vanskelig oppgave å produsere vaksiner. Fordi med de døde vaksiene må patogenene bli drept uten å endre strukturen. Dette gjøres vanligvis med giftige kjemikalier. I stedet, en ny teknologi av forskere ved Fraunhofer-Gesellschaft bruker elektronstråler - og gjør det mulig for første gang, døde vaksiner kjemisk fritt til å tilpasse raskt og reproduserbart.

Tyske forskere har utviklet en ny teknologi som gjør det mulig å produsere vaksiner i fremtiden uten bruk av giftige kjemikalier. (Bilde: arcyto / fotolia.com)

Vaksiner utløser en immunrespons av kroppen

Hvilke vaksinasjoner anbefales, bestemmes i Tyskland av Stående Vaksineringskommisjonen (STIKO) ved Robert Koch Institute (RKI).

Vaksinasjon mot poliomyelitt, difteri, kikhoste og tetanus har vært en del av barnelivets standardprogram i flere tiår.

Som Fraunhofer-Gesellschaft forklarer i en uttalelse, er mange vaksiner døde vaksiner - patogenene i dem ble dermed drept og kan derfor ikke lenger skade pasientens kropp.

Likevel utløser de et immunrespons: Kroppen gjenkjenner dem som fremmede og starter immunreaksjonen ved å danne passende antistoffer og beskytter seg mot sykdommen.

Resten av giftige kjemikalier forblir i vaksinen

For å produsere vaksinene oppdages patogenene i store mengder og deretter drepes av kjemikalier. Det meste av det giftige formaldehydet brukes her - tungt fortynnet, slik at det ikke skader mennesker senere i vaksinasjonen.

Men den lave konsentrasjon medfører også ulemper: Giften har vanligvis å reagere i flere dager til uker til patogenet, noe som er ugunstig for strukturen av organismen og reproduserbarheten av vaksineproduksjon.

Hvis ting må gjøres raskt, som med influensavaksinen, kan du ty til høyere doser formaldehyd. Her må imidlertid en kompleks filtrering følge. Ikke desto mindre forblir rester av giftige kjemikalier i vaksinen.

Elektronbjelker dreper patogener

Ifølge Fraunhofer-instituttet vil farmasøytiske selskaper i fremtiden kunne produsere døde vaksiner som ikke inneholder rester av kjemikalier - og som i tillegg raskt og reproducerbart.

Forskere ser spesielt potensial i produksjon av vaksiner som ikke tidligere kunne produseres ved kjemisk inaktivering.

Eksperter fra Fraunhofer Institute for Cell Therapy og immunologi IZI, for Manufacturing Engineering og Automatisering IPA, for organisk elektronikk, Electron Beam og Plasma Technology FEP og for grenseflate Engineering og bioteknologi IGB har utviklet riktig prosedyre.

"I stedet for å inaktivere patogener med kjemikalier, bruker vi lav-energi elektronstråler," forklarer Martin Thoma, gruppeleder ved Fraunhofer IPA.

De akselererte elektronene bryter ned patogenes DNA enten via direkte kollisjoner, ellers genererer sekundære elektroner, som igjen fører til dobbelt- eller enkeltstrengspauser.

DNA fra patogener blir således lettert strimlet av elektronene, mens patogenens ytre struktur forblir intakt. Dette er igjen viktig for å utløse effektiv immunbeskyttelse.

Teknikker har blitt ombygget

Utfordringen: Elektronene trenger ikke inn i suspensjonen med patogenene - for en homogen dosedistribusjon bør væskenivået ikke være høyere enn 200 mikron.

Tilsvarende teknikker eksisterte ikke så langt, de ble nylig utviklet på Fraunhofer IPA.

Den første metoden: En rulle fuktes kontinuerlig med patogensuspensjonen, bestråles og overføres deretter den inaktiverte væsken til en steril beholder. Så det er to væskereservoarer: en med aktiv og en med inaktive patogener - koblet via spinnrullen.

"Dette er en kontinuerlig prosess som kan oppskaleres utmerket for produksjon av vaksiner," forklarer Thoma.

Den andre tilnærmingen er spesielt egnet for mindre volumer, for eksempel de som brukes i forskning og vaksineutvikling. Her er løsningen med patogenene i poser, som styres av en patentert prosess av elektronstrålen.

Samarbeidet var prosjektbase

Et slikt prosjekt krever forskjellig kompetanse, som optimaliserer de fire deltakende instituttene. Forskerne ved Fraunhofer IZI var blant annet ansvarlige for dyrking av de forskjellige patogener - for eksempel en for fugl- og hestevæsken.

"Dessuten, etter bestråling, sammen med kolleger fra Fraunhofer IGB, undersøkte vi om disse var helt inaktiverte og dermed gir effektiv vaksinasjonsbeskyttelse, sier Dr. med. Sebastian Ulbert, avdelingsleder ved Fraunhofer IZI og initiativtaker av prosjektet.

Kunnskapen om elektronbestråling ble introdusert av forskerne fra Fraunhofer FEP.

De utviklet et system som nøyaktig meter lavenergi elektroner - etter at det genetiske materialet av patogener til å ødelegges, selv om pålitelig, men dens struktur må opprettholdes slik at det humane immunsystemet kan gjøre de aktuelle antistoffene.

Prosessen er allerede i gang, og ikke bare på laboratorieskala:

"Høsten 2018 bestilte vi et forsknings- og testanlegg på Fraunhofer IZI. Med den kontinuerlige modulen - det vil si den fuktede rullen - kan vi i dag produsere fire liter vaksine i timen, sier Ulbert.

Dette er allerede svært nær industristandardene. For eksempel kan for noen vaksiner en million vaksinedoser produseres fra 15 liter exciter suspensjon. Samtaler med industripartnere er allerede i gang.

Det vil ta minst to til fire år før de første elektronstråle vaksinene kommer i kliniske studier. (Ad)