Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Üretilen aşıların neredeyse yarısı çöpe gidiyor. Bunun nedeniyse aşıları dünyanın çeşitli bölgelerine taşımanın birçok lojistik zorluğu olmasıdır. Bir başka önemli faktörse çoğu aşının üretim hattından enjeksiyona kadar sıkı sıcaklık düzenlemesine ihtiyaç duymasıdır. Tedarik zinciri boyunca sabit bir sıcaklığı korumak en iyi koşullarda bile zorlu bir başarı olabilir. Ayrıca, Sahra Altı Afrika'da ve diğer gelişmekte olan bölgelerde, örneğin, sınırlı ulaşım altyapısı ve güvenilmez elektrik hizmeti, uygulanabilir aşılar sunmanın zaten büyük zorluklarını bir araya getiriyor.

ETH Zurich'in Makromoleküler Mühendisliği ve Organik Kimya Laboratuvarları’ndan araştırmacılar ve Colorado merkezli Nanoly Bioscience'dan girişimciler, bu zorluğun üstesinden gelerek aşıların termal sabitliğini artırmak için güvenli ve çok yönlü bir platform geliştirmek için birlikte çalıştılar. Araştırmacıların öncelikli amacı uygulanabilir aşıların dağıtımını büyük ölçüde iyileştirmek ve soğuk zincirin ekonomik maliyetlerini azaltmak.

Proteinler için “Plastik saklama kabı” gibi

Profesör Mark Tibbitt'in Makromoleküler Mühendisliği laboratuvarında doktora araştırmacısı olan Bruno Marco-Dufort, “Bunu bir yumurta gibi düşünün. Oda sıcaklığında veya buzdolabındaki yumurta yapışkan protein yapısını korur, ama kaynar suya veya tavaya çarptığında yapısı kalıcı olarak değişir" şeklinde durumu açıklıyor. Bir aşıdaki proteinler için de aynı şey geçerlidir. Belirli sıcaklıklara maruz kaldıklarında bir araya toplanıyorlar ve bu proteinleri tekrar soğutmak, pişmiş yumurtayı yeniden pişmemiş hale getirmiyor.

Bu yüzden bilim insanları doğayı değiştirmek yerine yeni bir hidrojel türü geliştirdiler. Jel, "PEG" veya polietilen glikol olarak bilinen biyouyumlu sentetik bir polimerden yapılma. Aşılarda, antikorlarda veya gen terapilerinde bulunan proteinler gibi çok büyük, ama çıplak gözle görülemeyen, karmaşık moleküller için koruyucu "saklama cihazı” görevi görüyor. Paketleme işlemi, bir şekilde moleküler bir plastik saklama kabı gibi çalışıyor, proteinleri içine alıyor ve onları ayrı tutuyor. Proteinlerin daha yüksek sıcaklık dalgalanmalarına dayanmasını da sağlamaktadır. Soğuk zincir için geleneksel +2 ila +8 °C (35 ila 45 °F) aralığı yerine, kapsülleme 25 ila 65 °C (75 ila 150 °F) aralığına kadar olanak tanıyor. En önemlisi, kapsüllenmiş paket sadece bir şeker çözeltisi eklenerek serbest bırakılabilir. Bu, kullanım noktalarında aşıların isteğe bağlı olarak kolayca açılabilmesini de sağlıyor.

Bu yeni biyomedikal hidrojel teknolojisi daha yüksek oranda aşı canlılığı sağlayabilir. Bununla birlikte oyunun kurallarını değiştiren asıl faktör, soğuk zincirle yüzünden oluşan maliyetleri ve sağlık risklerini azaltma üzerindeki potansiyel ekonomik etkisidir. Araştırmacılar, "2020'de (üretimden dağıtıma) genel soğuk zincir hizmetleri pazarı 17,2 milyar dolardı ve bu miktarın artması da bekleniyor" dediler. Aşılar tehlikeli bir soğuk zincir yoluyla ulaşırsa artan maliyetler halk sağlığı ve halkın güveni için potansiyel olarak korkunç sonuçlar doğuracaktır.

Çoğu aşı sıcağa ve soğuğa duyarlıdır. Bu, küresel bağışıklama kampanyaları için büyük bir engel oluşturuyor, çünkü aşı dağıtımı ve idari maliyetler genellikle üretim maliyetlerini aşıyor. Soğuk zinciri desteklemek için daha fazla yatırıma ihtiyaç duyulacak olsa da kapsülleme daha fazla aşı üretimine yönelik maliyet tasarrufu sağlayan bir çözüm sunmakta ve böylece daha fazla hayat kurtarılabilir.

Yine de hidrojellerin aşı dağıtımı için uygulanabilmesi için daha fazla araştırma, güvenlik çalışmaları ve klinik denemeler açısından kat edilmesi gereken uzun bir yol var. 

Makale: “Thermal stabilization of diverse biologics using reversible hydrogels” by Bruno Marco-Dufort, John R. Janczy, Tianjing Hu, Marco Lütolf, Francesco Gatti, Morris Wolf, Alex Woods, Stephan Tetter, Balaji V. Sridhar and Mark W. Tibbitt, 5 August 2022, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abo0502