Pijnloze vaccinaties een stap dichterbij
Micronaalden zijn veelbelovend voor het pijnloos toedienen van vaccins via de huid. Maar, zijn deze minuscule naaldjes ook daadwerkelijk effectief? Promovendus Pim Schipper van het Leids Academic Centre for Drug Research onderzocht verschillende factoren van vaccinatie via de huid en ontdekte onder andere dat de injectiediepte niet uitmaakt en dat het beter is de vaccinatiedosis over meerdere dagen te verspreiden. Promotie op 20 juni.
Pijnloos en effectief?
Vaccinatie gebeurt normaal gesproken via injectie in de spier. Onze huid bevat echter veel meer immuuncellen dan onze spieren. Daarom denken onderzoekers dat vaccinatie via de huid wellicht veel efficiënter is dan de traditionele methode. Deze nieuwe vaccinatiewijze maakt gebruik van micronaalden: piepkleine naaldjes die alleen in de bovenste huidlagen doordringen. Hierdoor is deze methode ook nog eens pijnloos.
Er is echter nog veel discussie of vaccinatie met micronaalden daadwerkelijk efficiënter is dan de klassieke routes, en wat de beste manier is om vaccin via micronaaldjes toe te dienen. ‘Wij hebben onderzoek gedaan naar verschillende factoren van vaccinatie via de huid om hier antwoord op te kunnen geven’, aldus Schipper.
Micronaalden
Micronaaldjes zijn kleine naalden van slechts honderden micrometers lang; ze zijn dus kleiner dan een millimeter en (bijna) niet zichtbaar met het blote oog. Er zijn twee soorten micronaalden: holle en massieve. Een holle micronaald lijkt op een gewone injectienaald met een punt en een hol buisje waardoor vloeistoffen kunnen vloeien. Met behulp van een applicator kun je de holle micronaald op precieze diepte in de huid inbrengen. Een pomp zet vervolgens de injectie in gang.
Massieve micronaalden worden in rijen op een plaatje geplaatst, een zogenaamde array. De naalden steken uit dit plaatje. De lengte van de micronaalden en dus de injectiediepte is vastgesteld tijdens de productie. Massieve micronaalden krijgen een coating met vaccin. Nadat ze in de huid zijn ingebracht, laat de coating los en blijft het vaccin na verwijdering in de huid achter.
Diepte maakt niet uit
‘Allereerst hebben we ontdekt dat er geen verband is tussen de injectiediepte in de huid en de immuunrespons die daarop volgt,’ zegt Schipper. ‘Kortom: Het maakt voor vaccinatie via de huid niet uit hoe diep je de naaldjes plaatst.’ Hierdoor zijn er ook geen strikte eisen nodig voor het ontwerp van de micronaalden. En dat is goed nieuws: het vereenvoudigt het ontwerp, en drukt daardoor uiteindelijk ook de kosten. Tot voorheen was dit nooit onderzocht. ‘Maar het apparaat dat wij hebben ontwikkeld, kan onze holle micronaalden op precieze diepte in de huid inbrengen en dan ook nog eens nauwkeurig een vastgesteld volume injecteren,’ licht Schipper toe.
Infectie nabootsen
Daarnaast ontdekten Schipper en zijn collega’s ook dat het vaccin efficiënter is wanneer je de dosis uitspreidt over meerdere dagen. ‘Op die manier boots je tijdens vaccinatie een natuurlijke infectie na,’ legt hij uit. De techniek bleek zeer efficiënt: ‘De immuunresponsen versterkten hierdoor zo goed dat een zogenaamde adjuvans niet meer nodig was. Een adjuvans helpt het immuunsysteem om het vaccin te verwerken. Het weglaten van deze toevoeging bespaart kosten en maakt de formulering van het vaccin eenvoudiger.’ Bovendien zijn sommige adjuvantia niet geschikt voor vaccinatie via de huid. Als adjuvantia op deze manier niet nodig zijn, is dat dus zeer gunstig voor de ontwikkeling van injecties via de huid.
Nieuwe methode
Naast het testen van verschillende injectietechnieken, ontwikkelden Schipper en zijn collega’s ook een nieuwe techniek voor het coaten van massieve micronaaldjes. Ze brachten een vaccin voor difterie laagje voor laagje op een setje naaldjes aan. ‘Door te kiezen hoeveel laagjes je aanbrengt, kun je precies bepalen hoeveel difterievaccin er uiteindelijk wordt afgegeven aan de huid’, legt Schipper uit. Door het beperkte oppervlakte van de micronaalden kan er normaal gesproken ook maar een beperkte dosis vaccin worden aangebracht en toegediend. Door de laagje-voor-laagjemethode is het nu mogelijk voldoende vaccin aan te brengen om naast dieren ook mensen te vaccineren met gecoate massieve micronaalden. Dit maakt het mogelijk de micronaalden te testen in klinische studies.
De vaccinatie tegen difterie via de huid bleek uiteindelijk zelfs effectiever dan via de traditionele weg. ‘Bij dit vaccin kunnen we dus dosis besparen - en daarmee kosten en schaars vaccinmateriaal – door via de huid te vaccineren. Zo komt pijnloze vaccinatie door middel van micronaaldjes weer een stapje dichterbij.’
Omslagfoto: Bovenaanzicht van de huid. Zichtbaar zijn de cellen van Langerhans: immuuncellen die vlak onder het huidoppervlakte liggen. (Foto: Pim Schipper)
Tekst: Hilde Pracht