Das neue Hautpflaster für Grippeimpfstoffe könnte Nadeln beseitigen
Wissenschaftler hoffen, dass eine neue Art von Hautpflaster Nadeln als Grippeimpfmethode ersetzen könnte. Als sie das Hautpflaster an Mäusen testeten, löste es eine angemessene Immunantwort ohne Nebenwirkungen aus.
Ein kürzlich Journal of Investigative Dermatology Papier gibt einen vollständigen Bericht über die Forschung.
"Wissenschaftler untersuchen seit fast zwei Jahrzehnten nadelfreie Impfstoffansätze", sagt der Studienautor Benjamin L. Miller, Ph.D., "aber keine der Technologien hat dem Hype gerecht."
Miller ist Professor für Dermatologie am Medical Center der Universität von Rochester, NY. Er ist auch einer der beiden entsprechenden Autoren der Studie.
Die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) schätzen, dass die Grippe in den USA in der Saison 2017–2018 48,8 Millionen Krankheiten, 959.000 Krankenhauseinweisungen und 79.400 Todesfälle verursacht hat.
Diese Saison hatte eine ungewöhnlich hohe Grippebelastung, die in allen Altersgruppen schwerwiegend war.
Das Ekzem inspiriert eine neue Art der Entbindung
Prof. Miller und seine Kollegen glauben, dass das neue Hautpflaster für Grippeimpfstoffe viele der Probleme löst, mit denen andere Entwickler konfrontiert waren.
In ihrem Studienpapier erklären die Autoren, wie frühere Versuche, einen Grippeimpfstoff mit Hautpflastern zu verabreichen, Techniken wie Mikronadeln und Elektroporation verwendet haben.
Obwohl diese Methoden bereits früh erfolgreich waren, haben sie sich als schwierig erwiesen, „Massenstrategien für Massenimpfstrategien in großem Maßstab umzusetzen“.
Im Gegensatz zu diesen Techniken verwendet das neue Pflaster einen neuartigen Ansatz, der den Forschern bei der Untersuchung der Biologie der Neurodermitis oder des Ekzems einfiel.
Bei Menschen mit Ekzemen funktioniert die Hautbarriere, die normalerweise das Eindringen von Toxinen und Allergenen in den Körper verhindert, nicht mehr richtig und wird durchlässig oder undicht.
Das Protein Claudin-1 ist wichtig, um ein Auslaufen der Hautbarriere zu verhindern. Menschen mit Ekzemen haben im Vergleich zu Menschen ohne Hautzustand einen niedrigen Claudin-1-Spiegel.
In früheren Arbeiten hatten die Forscher gezeigt, dass die Reduzierung von Claudin-1 in Hautzellen gesunder Menschen die Undichtigkeit erhöht.
Dieses Ergebnis ließ sie sich fragen, ob sie eine ähnliche Methode anwenden könnten, um ein Grippeimpfvirus über die Haut in den Körper zu bringen.
Die Herausforderung wäre, über einen längeren Zeitraum eine Undichtigkeit zu induzieren, die das Impfvirus einlässt, aber keinen Eintritt anderer Materialien zulässt.
Hautpflaster stärkt die Immunität
Durch eine Reihe von Experimenten mit menschlichen Hautzellen identifizierte das Team ein Peptid oder kleines Protein, das die Hautbarriere stören kann, ohne toxische Nebenwirkungen zu verursachen. Das Peptid bindet an Claudin-1 und blockiert es.
Die Forscher erstellten dann ein Hautpflaster, das das Peptid und einen rekombinanten Grippeimpfstoff enthielt, und testeten es auf zwei Arten an Mäusen.
Im ersten Test trugen sie das Hautpflaster auf und gaben den Mäusen durch Injektion einen Grippeimpfstoff. Ihr Ziel war es, das Immunsystem mit dem Pflaster zu stärken und dann die Immunität mit der Grippeimpfung zu stärken.
Im zweiten Test gab das Team den Mäusen zuerst die Grippeimpfung und trug dann das Hautpflaster auf. Hier war das Ziel umgekehrt: das Immunsystem mit der Grippeimpfung vorbereiten und mit dem Hautpflaster stärken.
In beiden Tests, bei denen die Mäuse das Pflaster 18 bis 36 Stunden lang auf dem rasierten Rücken trugen, öffnete das Pflaster die Hautbarriere. Die Forscher bestätigten dies, indem sie das Wasser überwachten, das die Mäuse durch ihre Haut verloren hatten.
Als sie das Pflaster auftrugen, sahen die Forscher, dass die Haut der Maus durchlässig wurde. Sobald sie das Pflaster entfernt hatten, stellten sie jedoch fest, dass sich die Haut wieder zu schließen begann, was bedeutete, dass sie innerhalb von 24 Stunden wieder normal war.
Die Immunantwort auf das Pflaster im ersten Test war nicht signifikant. Im zweiten Test zeigte sich jedoch eine robuste Immunantwort auf das Hautpflaster.
Angesichts der Tatsache, dass „[h] umans bereits im Alter von 6 Monaten einer Influenza ausgesetzt sind“ und das Immunsystem der meisten Menschen bereits auf das Virus vorbereitet ist, ahmt der zweite Test ein reales Szenario am besten nach.
Daher legen diese Ergebnisse nahe, dass das Hautpflaster als Abgabemechanismus für den regulären saisonalen Grippeimpfstoff dienen könnte.
Ein weiteres bemerkenswertes Ergebnis war, dass die Forscher keine Nebenwirkungen sahen. Sie überwachten die Mäuse 3 Monate lang und beobachteten keine körperlichen Veränderungen in ihrer Haut, wie sie durch Infektionen entstehen könnten.
Günstiger und sicherer Weg, um Impfstoffe zu liefern
Es wird einige Zeit dauern, bis das Hautpflaster für Versuche am Menschen bereit ist. Die Forscher müssen weitere Tierstudien durchführen, um beispielsweise herauszufinden, wie lange das Pflaster auf der Haut verbleiben sollte, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Die Forscher glauben, dass die Technik bei anderen Impfstoffen, für die derzeit Nadeln erforderlich sind, funktionieren könnte, sollte das Hautpflaster Grippestudien beim Menschen bestehen.
Während sie wirksam sind, können nadelbasierte Impfstoffe Menschen in Bedrängnis bringen, und sie benötigen medizinisches Personal, um sie zu verabreichen. Darüber hinaus sind Nadeln biologisch gefährliche Abfälle und erfordern eine sorgfältige Handhabung.
Diese Barrieren sind besonders akut in weniger entwickelten Ländern, in denen auch der größte Bedarf an Impfstoffen besteht.
Die Lieferung mittels eines Hautpflasters könnte eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit sein, eine große Anzahl von Menschen zu impfen.
"Wenn Sie ein Dorf in Afrika impfen möchten, möchten Sie dies nicht mit Nadeln tun", erklärt Prof. Miller.
"Ein Pflaster muss nicht gekühlt werden, es kann von jedem angewendet werden, und es gibt keine Bedenken hinsichtlich der Entsorgung oder der Wiederverwendung von Nadeln."
Prof. Benjamin L. Miller
