پژوهشگران MIT ذرات ریز پلیمری ساخته‌اند که می‌توانند دوزهای مختلف واکسن را به مرور زمان و در زمان‌های مشخص پس از تزریق آزاد کنند.
به گزارش تکناک، این نوآوری علمی به رهبری دکتر آنا ژاکلنک و دکتر رابرت لانگر انجام شده است و گامی بزرگ در جهت افزایش نرخ واکسیناسیون کودکان در سراسر جهان محسوب می‌شود.
فهرست مطالب
جلوگیری از ۱.۵ میلیون مرگ در سال
طبق این مطالعه، ذرات طراحی‌شده توانستند دو دوز از واکسن دیفتری را به موش‌ها تزریق کنند؛ دوز اول بلافاصله و دوز دوم دو هفته بعد آزاد شد. نتایج حیرت‌انگیز نشان داد که سطح آنتی‌بادی در بدن موش‌ها مشابه موش‌هایی بود که طی دو تزریق جداگانه واکسینه شده بودند.
این روش می‌تواند در آینده برای واکسن‌هایی مثل فلج اطفال مورد استفاده قرار گیرد، که نیاز به دوزهای متعدد طی چندین ماه دارند.
چالش‌های قبلی تزریق یک باره چند دوز واکسن
پژوهشگران MIT در سال ۲۰۱۸، از پلیمر PLGA برای ایجاد ذراتی استفاده کرد که می‌توانستند با تزریق یک باره، دو دوز واکسن فلج اطفال را با فاصله ۲۵ روز آزاد کنند. اما مشکلی که وجود داشت، محیط اسیدی ناشی از تجزیه PLGA بود، که به واکسن آسیب می‌زد.
برای رفع این مشکل، گروهی به رهبری دکتر رودا ژانگ، پژوهشگر مهندسی شیمی، پلیمر جدیدی به نام پلی‌انیدرید (Polyanhydride) را معرفی کرد. این پلیمر زیست‌تجزیه‌پذیر است، اما برخلاف سایر پلیمرها، محصولات تجزیه‌پذیر آن در آب حل نمی‌شوند؛ در نتیجه واکسن را در محیطی پایدار و غیر‌اسیدی نگه می‌دارند.
ساخت ذرات با فناوری SEAL
محققان برای تولید این ذرات، از فرایندی به نام مونتاژ مهرشده لایه‌های پلیمری (SEAL) استفاده کردند. در این روش ابتدا با قالب‌های سیلیکونی، ذرات فنجانی‌شکل ایجاد و با ماده واکسن پر شدند، سپس با یک درپوش پلیمری گرمایی مهر و موم شدند.
از میان ۲۳ نوع پلیمر بررسی‌شده، شش مورد انتخاب شدند، که در دمای بالای ۴۰ درجه سانتی‌گراد پایدار ماندند و قابلیت مهروموم شدن داشتند. این ذرات توانستند با تزیق یک باره، دوز واکسن دیفتری را بلافاصله و دوز دوم را پس از دو هفته به موش‌ها برسانند. چهار هفته بعد، سطح آنتی‌بادی در بدن موش‌ها با تزریق دوگانه استاندارد برابری می‌کرد.
هوش مصنوعی در خدمت تزریق واکسن
تیم تحقیقاتی برای تعیین دقیق زمان تجزیه و آزادسازی واکسن، الگوریتمی بر پایه هوش مصنوعی توسعه دادند، که متغیرهایی مانند: نوع مونومر، وزن مولکولی پلیمر و میزان بارگیری واکسن را تحلیل می‌کرد. با بررسی حدود ۵۰۰ ذره مختلف، الگوریتم هوش مصنوعی به درستی زمان آزادسازی آنها را پیش‌بینی کرد.
ژانگ بیان کرد: «برای دستیابی به فاصله‌های زمانی طولانی‌تر، مثلاً بیش از یک ماه، می‌توانیم وزن مولکولی یا آب‌گریزی پلیمر را افزایش دهیم.»
آینده واکسن‌های تک‌تزریقی
پژوهشگران اکنون امیدوار هستند که این فناوری را برای تزریق سایر واکسن ها و داروهایی که به چندین دوز یا محیط غیر‌اسیدی نیاز دارند نیز توسعه دهند.
به گفته دکتر ژاکلنک، این فناوری علاوه بر واکسن‌های تک‌تزریقی، پتانسیل بالایی برای داروهای حساس به pH یا نیازمند دوزهای مکرر دارد.
