Peneliti MTU, UMass mengawetkan vaksin virus tanpa lemari es

Peneliti MTU, UMass mengawetkan vaksin virus tanpa lemari es


Newswise – Pernah menerima vaksinasi yang terasa sangat membakar saat disuntikkan? Larutan vaksin kemungkinan besar mengandung banyak garam atau gula – pengawet alami yang membantu menjaganya tetap stabil, selain suhu dinginnya.

Virus dalam vaksin, yang melatih sel kita untuk mengidentifikasi dan membasmi penyerang virus harus tetap dingin agar tidak pecah. Suhu pengiriman khas untuk vaksin berkisar antara 2 hingga 8 derajat Celcius (35 hingga 47 derajat Fahrenheit).

Virus tetap dingin untuk alasan yang sama seperti kita mendinginkan makanan. “Anda tidak akan mengambil steak dan meninggalkannya di meja Anda untuk waktu yang lama dan kemudian memakannya,” kata Caryn Heldt, direktur Institut Penelitian Kesehatan di Michigan Technological University dan profesor teknik kimia. “Steak memiliki masalah stabilitas yang sama – steak memiliki protein, lemak, dan molekul lain yang, untuk menjaganya tetap stabil, kita perlu menjaganya tetap dingin.”

Seperti protein, virus menyebar saat panas atau ada ruang untuk bergerak. Panas memberikan energi bagi virus untuk mengguncang dirinya sendiri, dan tidak berdesakan memberi mereka ruang untuk hancur. Vaksin yang stabil perlu dingin atau berdesakan.

Tetapi bagaimana jika penyimpanan dingin tidak tersedia? Bagaimana jika seseorang secara tidak sengaja meninggalkan paket di konter? Bagaimana jika listrik padam?

Heldt, bersama dengan Sarah Perry, profesor teknik kimia di University of Massachusetts Amherst, telah mengembangkan cara meniru lingkungan tubuh dalam vaksin menggunakan proses yang disebut coacervation kompleks. Daripada mengandalkan pendinginan, Perry dan Heldt menggunakan metode lain untuk menjaga agar virus tetap stabil – berkerumun.

Kamp Pembeku

Untuk menjaga kestabilan virus dalam vaksin, setiap orang di sepanjang rantai pasokan, dari fasilitas manufaktur hingga perusahaan pengiriman hingga kantor dokter, harus menjaga suhu dingin. Upaya kerja sama ini dikenal sebagai rantai dingin. Jika suatu vaksin disimpan di atas kisaran suhu itu bahkan selama satu jam, itu mungkin menjadi rusak dan tidak dapat digunakan.

Organisasi Kesehatan Dunia memperkirakan bahwa hingga 50% vaksin terbuang setiap tahun karena rantai dingin dan suhu ideal untuk penyimpanan tidak dapat dipertahankan.

Tubuh manusia adalah tempat yang ramai. Sel dengan berbagai bentuk dan ukuran joki untuk posisi. Ini termasuk virus, yang melakukan pekerjaan jahat mereka dengan pengambilalihan secara bermusuhan. Virus menyerang sel kita, memerintahkan mereka untuk bereplikasi. Jika tidak dicentang, salinan virus meledak keluar dari sel seperti anak panah melalui balon. Kemudian semua replika itu pergi dan melakukan hal yang sama ke sel lain – dan sebelum Anda menyadarinya, Anda sakit.

Mengadakan penelitian tentang teknik pembuatan vaksin dan pandemi COVID-19 telah menjadi kelas master. Tetapi SARS-CoV-2 bukan satu-satunya virus di dunia – masih diperlukan vaksin dan metode penyimpanan lain yang tidak bergantung pada pendinginan.

“Kondisi vaksin yang baik untuk disuntikkan ke tubuh seseorang hampir berlawanan dengan apa yang membuat virus stabil,” kata Heldt. “Ada pertukaran yang sangat sulit untuk menjaga kestabilan virus untuk mendapatkan tanggapan kekebalan yang baik, sambil memiliki komponen yang tepat dalam vaksin yang aman untuk disuntikkan.”

Virus Burrito

Heldt dan Perry menggunakan polipeptida – protein sintetis – yang memiliki muatan positif atau negatif. Ketika peptida bermuatan ini dimasukkan ke dalam larutan, mereka saling menempel dan membentuk fase cair terpisah, sebuah proses yang disebut koaservasi kompleks. Cairan membungkus kapsid virus, menyatukan bahan virus seperti tortilla burrito.

“Materi Coacervate adalah sesuatu yang kita benar-benar lihat sepanjang waktu dalam kehidupan kita sehari-hari,” kata Perry. “Banyak sampo menjalani coacervation. Saat Anda meletakkan sampo ke rambut basah Anda, air yang ada akan mengencerkan sampo, menyebabkannya terpisah secara bertahap dan memfasilitasi pembuangan kotoran dan minyak dari rambut Anda. “

Koaservasi kompleks bekerja untuk virus yang tidak memiliki amplop, yang tidak memiliki lipid, atau lapisan lemak, di sekitarnya. Virus yang tidak berkembang termasuk polio, rhinovirus (yang menyebabkan flu biasa) dan hepatitis A.

Langkah selanjutnya

Heldt dan Perry menerima hibah penelitian pengembangan $ 400.000 pada Maret 2020 dari National Institutes of Health (NIH) untuk melanjutkan penelitian mereka hingga awal 2022, yang termasuk mengeksplorasi cara-cara untuk mengurangi konsentrasi garam (digunakan dalam vaksin untuk memecah fase coacervate saat itu disuntikkan dengan mengubah urutan peptida). Selain itu, para insinyur kimia sedang mengerjakan cara untuk menerapkan koaservasi kompleks pada virus yang diselimuti – seperti SARS-CoV-2 – yang memerlukan keseimbangan antara kekencangan dan kompartementalisasi di lapisan lipid dengan cara yang tidak dilakukan oleh virus yang tidak berselubung.

“Ke depan, kami ingin memikirkan lebih banyak tentang materi spesifik yang kami gunakan di coacervate kami,” kata Perry. “Kerumunan saja bukanlah strategi universal untuk meningkatkan stabilitas virus. Kami perlu memahami bagaimana berbagai polimer berinteraksi dengan virus kami dan bagaimana kami dapat menggunakannya untuk membuat kotak alat yang dapat diterapkan untuk tantangan masa depan. ”

Saat taco bar penyimpanan vaksin meluas, penelitian menunjukkan bahwa protein alami meningkatkan vaksin kita dan membuatnya lebih mudah diakses di seluruh dunia, didinginkan atau tidak.

“Hal yang hebat tentang asam amino ini adalah bahwa mereka adalah bahan penyusun yang sama seperti dalam tubuh kita,” kata Heldt. “Kami tidak menambahkan apa pun pada vaksin yang belum diketahui aman.”

Memecahkan teka-teki penyimpanan dingin menjanjikan peningkatan akses ke vaksinasi terhadap virus. Melewati rantai dingin dengan polipeptida dan teknik kimia inovatif untuk meningkatkan perawatan kesehatan dan mengurangi keadaan darurat medis di seluruh dunia.


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author