Dode vaccins meestal gemaakt met giftige chemicaliën

Bestrijding van infectieziekten: vaccins zouden nu zonder chemicaliën moeten worden geproduceerd

Bij de productie van vitale vaccins worden vaak giftige chemicaliën gebruikt. Duitse onderzoekers hebben nu echter een nieuwe technologie ontwikkeld die in plaats daarvan gebruikmaakt van elektronenstralen. Deze methode maakt het voor het eerst mogelijk dode vaccins chemisch, snel en reproduceerbaar te produceren.

Bescherming tegen infectieziekten

Vaccinaties zijn een zeer effectief middel tegen verschillende infectieziekten. Maar het is nog steeds een moeilijke taak om vaccins te produceren. Omdat met de dode vaccins de pathogenen moeten worden gedood zonder hun structuur te veranderen. Dit gebeurt meestal met giftige chemicaliën. Een nieuwe technologie van onderzoekers van het Fraunhofer-Gesellschaft gebruikt in plaats daarvan elektronenstralen - en maakt het voor het eerst mogelijk dode vaccins zonder chemicaliën te produceren, snel en reproduceerbaar.

Duitse onderzoekers hebben een nieuwe technologie ontwikkeld die het mogelijk maakt om vaccins te produceren in de toekomst zonder het gebruik van giftige chemicaliën. (Afbeelding: arcyto / fotolia.com)

Vaccins activeren een immuunrespons van het lichaam

Welke vaccinaties worden aanbevolen, wordt in Duitsland vastgesteld door de Standing Vaccination Commission (STIKO) van het Robert Koch Institute (RKI).

Vaccinatie tegen poliomyelitis, difterie, kinkhoest en tetanus maken al decennia deel uit van het standaardprogramma van de kinderarts..

Zoals de Fraunhofer-Gesellschaft in een verklaring verklaart, zijn veel vaccins dode vaccins - de ziekteverwekkers in hen waren dus gedood en kunnen daarom niet langer het lichaam van de patiënt schaden.

Niettemin veroorzaken ze een immuunrespons: het lichaam herkent ze als vreemd en start de immuunreactie door geschikte antilichamen te vormen en zichzelf tegen de ziekte te beschermen.

Restanten van toxische chemicaliën blijven in het vaccin achter

Om de vaccins te produceren, worden de ziekteverwekkers in grote aantallen gekweekt en vervolgens gedood door chemicaliën. Het meeste van het giftige formaldehyde wordt hier gebruikt - sterk verdund, zodat het mensen later bij de vaccinatie niet schaadt.

De lage concentratie brengt echter ook nadelen met zich mee: het gif moet meestal enkele dagen tot weken op de ziekteverwekkers reageren, wat een ongunstig effect heeft op de structuur van de pathogenen en op de reproduceerbaarheid van de vaccinproductie..

Als dingen snel gedaan moeten worden, zoals met het influenzavaccin, kunt u een hogere dosis formaldehyde gebruiken. Hier moet echter een complexe filtratie volgen. Niettemin blijven residuen van de giftige chemicaliën in het vaccin achter.

Elektronenstralen doden ziekteverwekkers

Volgens het Fraunhofer Institute zullen farmaceutische bedrijven in de toekomst dode vaccins kunnen produceren die geen residuen van chemicaliën bevatten - en dat bovendien snel en reproduceerbaar zijn.

Wetenschappers zien bijzonder potentieel in de productie van vaccins die voorheen niet konden worden geproduceerd door chemische inactivatie.

Experts van de Fraunhofer Instituten voor celtherapie en immunologie IZI, voor productietechnologie en automatisering IPA, voor organische elektronica, elektronenstraal- en plasmatechnologie FEP alsmede voor interfacial engineering en biotechnologie IGB hebben het bijbehorende proces ontwikkeld.

"In plaats van de ziekteverwekkers met chemicaliën te inactiveren, gebruiken we elektronenstralen met lage energie", legt Martin Thoma, groepsleider bij Fraunhofer IPA uit.

De versnelde elektronen breken het DNA van de pathogenen af ​​via directe botsingen of genereren secundaire elektronen, die op hun beurt leiden tot dubbele of enkelstrengige breuken.

Het DNA van de pathogenen wordt dus letterlijk versnipperd door de elektronen, terwijl de buitenstructuur van het pathogeen intact blijft. Dit is op zijn beurt weer van belang om effectieve immuunbescherming te activeren.

Technieken zijn herontwikkeld

De uitdaging: de elektronen doordringen niet te diep in de suspensie met de ziekteverwekkers - voor een homogene dosisverdeling zou het vloeistofniveau niet hoger moeten zijn dan 200 micron.

De overeenkomstige technieken bestonden tot nu toe niet, ze werden nieuw ontwikkeld in de Fraunhofer IPA.

De eerste methode: een rol wordt continu bevochtigd met de pathogene suspensie, bestraald en vervolgens de geïnactiveerde vloeistof in een steriel vat overgebracht. Er zijn dus twee vloeistofreservoirs: één met actieve en één met inactieve pathogenen - verbonden via de draaiende katrol.

"Dit is een continu proces dat uitstekend kan worden opgeschaald voor de productie van vaccins", legt Thoma uit.

De tweede benadering is met name geschikt voor kleinere volumes, zoals die welke worden gebruikt bij onderzoek en ontwikkeling van vaccins. Hier ligt de oplossing met de pathogenen in zakken, die worden geleid door een gepatenteerd proces door de elektronenbundel.

Samenwerking was de projectbasis

Een dergelijk project vereist andere expertise, die optimaal de vier deelnemende instituten bestrijkt. De onderzoekers van de Fraunhofer IZI waren onder meer verantwoordelijk voor de teelt van de verschillende ziekteverwekkers - bijvoorbeeld een voor de vogel- en paardengriep.

"Bovendien hebben we na de bestraling samen met collega's van de Fraunhofer IGB onderzocht of deze volledig geïnactiveerd waren en dus een effectieve vaccinatiebescherming bieden," zegt Dr. med. Sebastian Ulbert, afdelingshoofd van de Fraunhofer IZI en initiator van het project.

De knowhow met betrekking tot elektronenbestraling werd geïntroduceerd door de wetenschappers van Fraunhofer FEP.

Ze ontwikkelden een systeem dat de elektronen met lage energie precies doseert - het genetisch materiaal van de ziekteverwekkers moet immers op betrouwbare wijze worden vernietigd, maar hun structuur moet worden behouden zodat het menselijke immuunsysteem de juiste antilichamen kan vormen.

Het proces werkt al, en niet alleen op laboratoriumschaal:

"In het najaar van 2018 hebben we een onderzoeks- en testfaciliteit bij Fraunhofer IZI in gebruik genomen. Met de continue module - dat is de bevochtigde rol - kunnen we momenteel vier liter vaccin per uur produceren, "zegt Ulbert.

Dit ligt al dicht bij de industriële normen: voor sommige vaccins kunnen bijvoorbeeld een miljoen vaccindoses worden geproduceerd met 15 liter excitorsuspensie. Gesprekken met industriële partners zijn al aan de gang.

Het duurt nog minstens twee tot vier jaar voordat de eerste elektronenbundelvaccins in klinische proeven komen. (Ad)