Döda vacciner tillverkas mestadels med giftiga kemikalier

Bekämpa infektionssjukdomar: Vacciner bör nu produceras utan kemikalier

Produktionen av vitala vacciner använder ofta giftiga kemikalier. Tyska forskare har dock utvecklat en ny teknik som använder elektronstrålar istället. Denna metod gör det möjligt för första gången att producera döda vacciner kemiskt fria, snabba och reproducerbara.

Skydd mot infektionssjukdomar

Vaccinationer är ett mycket effektivt botemedel mot olika infektionssjukdomar. Men det är fortfarande en svår uppgift att producera vacciner. För de döda vaccinerna måste patogenerna dödas utan att ändra deras struktur. Detta görs vanligen med giftiga kemikalier. En ny teknik från forskare vid Fraunhofer-Gesellschaft använder istället elektronstrålar - och för första gången gör det möjligt att producera döda vacciner utan kemikalier snabbt och reproducerbart..

Tyska forskare har utvecklat en ny teknik som gör det möjligt att framställa vacciner i framtiden utan att använda giftiga kemikalier. (Bild: arcyto / fotolia.com)

Vacciner utlöser ett immunsvar hos kroppen

Vilka vaccinationer rekommenderas bestäms i Tyskland av Stående Vaccinationskommissionen (STIKO) vid Robert Koch Institute (RKI).

Vaccination mot poliomyelit, difteri, kikhosta och stelkramp har varit en del av barnläkarens standardprogram i årtionden.

Som Fraunhofer-Gesellschaft förklarar i ett uttalande är många vacciner döda vacciner - patogenerna i dem dödades sålunda och kan därför inte längre skada kroppens kropp.

Trots detta utlöser de ett immunsvar: Kroppen känner igen dem som främmande och börjar immunreaktionen genom att bilda lämpliga antikroppar och skydda sig från sjukdomen.

Återstår av giftiga kemikalier kvar i vaccinet

För att producera vaccinerna odlas patogenerna i stort antal och dödas sedan av kemikalier. Det mesta av det giftiga formaldehydet används här - kraftigt utspätt, så att det inte skadar människor senare vid vaccinationen.

Den låga koncentrationen medför emellertid också nackdelar: giftet måste vanligtvis påverka patogenerna i flera dagar till veckor, vilket har en ogynnsam effekt på patogenernas struktur och på reproducerbarheten av vaccinproduktionen.

Om saker måste göras snabbt, som med influensavaccinet, kan du tillgripa högre doser formaldehyd. Här måste emellertid en komplex filtrering följa. Ändå finns rester av giftiga kemikalier kvar i vaccinet.

Elektronstrålar dödar patogener

Enligt Fraunhofer-institutet kommer läkemedelsföretag att kunna producera döda vacciner i framtiden som inte innehåller några kemikalierester - och dessutom dessutom snabbt och reproducerbart.

Vetenskapsmän ser särskild potential vid framställning av vacciner som tidigare inte kan produceras genom kemisk inaktivering.

Experter från Fraunhofer-instituten för cellterapi och immunologi IZI, för produktionsteknik och automation IPA, för organisk elektronik, elektronstråle och plasmateknik FEP samt för gränssnittsteknik och bioteknik IGB har utvecklat motsvarande process.

"I stället för att inaktivera patogener med kemikalier använder vi energikällor med låg energi", förklarar Martin Thoma, gruppledare på Fraunhofer IPA.

De accelererade elektronerna bryter ner patogenernas DNA antingen via direkta kollisioner, annars genererar sekundära elektroner, vilket i sin tur leder till dubbla eller enkla strängbrytningar.

Patogenernas DNA stryks sålunda bokstavligen av elektronerna, medan patogenens yttre struktur förblir intakt. Detta är i sin tur viktigt för att utlösa effektivt immunskydd.

Tekniker har omformats

Utmaningen: Elektronerna tränger inte för djupt in i suspensionen med patogenerna - för en homogen dosfördelning bör vätskenivån inte vara högre än 200 mikron.

De motsvarande teknikerna fanns inte hittills, de var nyutvecklade på Fraunhofer IPA.

Den första metoden: En rulle fuktas kontinuerligt med patogensuspensionen, bestrålas och överförs sedan den inaktiverade vätskan till ett sterilt kärl. Så det finns två vätskebehållare: en med aktiv och en med inaktiva patogener - ansluten via spinnrullen.

"Det här är en kontinuerlig process som kan uppskalas utmärkt för framställning av vacciner," förklarar Thoma.

Det andra tillvägagångssättet är särskilt lämpligt för mindre volymer, såsom de som används vid forskning och vaccinutveckling. Här ligger lösningen med patogenerna i påsar, vilka styrs av en patenterad process av elektronstrålen.

Samarbetet var projektbasen

Ett sådant projekt kräver olika kunskaper, som optimalt täcker de fyra deltagande instituten. Forskarna på Fraunhofer IZI var bland annat ansvariga för odlingen av de olika patogenerna - till exempel en för fågel- och hästinfluensan.

"Dessutom, efter bestrålningen, undersökte vi tillsammans med kollegor från Fraunhofer IGB om de var helt inaktiverade och därmed erbjuda effektivt vaccineringsskydd", säger Dr. med. Sebastian Ulbert, avdelningschef vid Fraunhofer IZI och initiativtagare till projektet.

Kunskapen om elektronbestrålning introducerades av forskarna från Fraunhofer FEP.

De utvecklade ett system som precis doserar lågenergielektronerna - patogenernas genetiska material borde på ett tillförlitligt sätt förstöras, men deras struktur måste bevaras så att det mänskliga immunsystemet kan bilda lämpliga antikroppar.

Processen arbetar redan, och inte bara på laboratorieskala:

"Hösten 2018 beställde vi en forsknings- och testanläggning hos Fraunhofer IZI. Med den kontinuerliga modulen, det vill säga den fuktiga rullen, kan vi för närvarande producera fyra liter vaccin per timme ", säger Ulbert.

Detta är redan mycket nära industrins normer. Till exempel kan för en del vacciner en miljon vaccindoser framställas från 15 liter exciter suspension. Samtal med industripartners pågår redan.

Det kommer att ta minst två till fyra år innan de första elektronstrålevaccinerna kommer i kliniska prövningar. (Ad)