Københavns Universitet

Forskere udvikler vaccineplaster med nanopartikler

Pressemeddelelse   •   Nov 03, 2010 10:05 CET

Forskere på Det Farmaceutiske Fakultet på Københavns Universitet samarbejder med lægemiddelindustrien om at udvikle et effektivt vaccineplaster med nanopartikler. Det kan bruges til at bekæmpe infektionssygdomme som fx stivkrampe og leverbetændelse.

Ved vaccination mod infektionssygdomme påfører lægen patienten et sygdomsfremkaldende stof – eller en svækket mikroorganisme. Det stof, som lægerne påfører kaldes et antigen. Derefter udvikler patienten i større eller mindre grad immunitet mod sygdommen.

Farmaceut Henriette Baun Madsen fra Det Farmaceutiske Fakultet på Københavns Universitet, har netop forsvaret sin ph.d.-afhandling, der handler om, hvordan antigener indbygget i særlige vaccine-nanopartikler trænger gennem huden og dermed baner vejen for at vaccinere uden brug af kanyler.

– Den mest benyttede vaccinationsmetode er at injicere vaccinen enten under huden eller i musklerne. I begge tilfælde gennemhulles huden, hvilket medfører smerte og ubehag for patienten. Der er derfor i de senere år kommet fokus på alternative og smertefrie administrationsveje til vaccination fx via lungerne, næsen eller huden – det er dog uvist, hvordan disse vacciner gennemtrænger kroppens barrierevæv, fortæller Henriette Baun Madsen.

Stivkrampevaccination uden sprøjte
Når vaccineplasteret sættes på huden, aktiverer det immunsystemet og resulterer i vaccination mod en given sygdom. De første generationer af vaccineplastrene var rettet mod henholdsvis stivkrampe og smitsom leverbetændelse – men i fremtiden kunne det være hensigtsmæssigt at udvikle vaccineplastre til sygdomme, der kræver injektion oftere end fx stivkrampe.

Plasterets antigener indbygges i såkaldte Posintro™-nanopartikler udviklet af Nordic Vaccine A/S, som medvirker til at stimulere immunsystemet.

– Vaccineplastret består desuden af en hydrogel, som fugter huden og fungerer som reservoir for vaccinen. Nanopartiklerne hjælper med til, at antigenet trænger et stykke ind i huden og når frem til målcellerne, 'de Langerhanske celler', fortæller Henriette Baun Madsen.

Fordel for udviklingslande
Den primære fordel ved at indføre vacciner via plaster er, at der findes immunkompetente celler i 'epidermis' – som hudlaget der ligger lige under det yderste hudlag kaldes. Målcellerne i epidermis er i stand til at identificere fremmede stoffer som fx antigener og optage dem. Derpå vandrer cellerne til lymfeknuderne, hvor de præsenterer antigenerne for immunforsvarets T-celler, som sætter det ønskede immunrespons i gang:

– Når man vaccinerer gennem huden, skal antigenet altså ikke sendes ud på omveje i blodbanen, men kan målrettes direkte mod de Langerhanske celler. En anden fordel ved at vaccinere gennem huden med plaster er, at risikoen for infektion og smittefare – som altid findes ved kanyler – nedsættes, hvilket er særligt vigtigt, når det handler om vaccinationsprogrammer i udviklingslandene, fortæller Henriette Baun Madsen.

Huden er en hård modstander
Selv om antigenet ikke behøver at kunne trænge hele vejen gennem huden, er der tale om lidt af en udfordring. En af hudens vigtigste funktioner er nemlig at beskytte kroppen mod fremmede organismer, så vi undgår sygdom. Derfor har huden betydelige barriereegenskaber, og det er ikke umiddelbart muligt for store makromolekyler som antigener i form af peptider og proteiner at trænge gennem hornlaget – det yderste af vores hudlag.

– I mit ph.d-projekt har jeg netop undersøgt, hvordan hudens gennemtrængelighed påvirkes af de nanopartikler, der fungerer som drug delivery-system for antigenerne. Nanopartiklerne kommer først i kontakt med hornlaget, og gennemtrængeligheden kan visualiseres med såkaldt Confocal Scanning Laser Microscopy, forklarer Henriette Baun Madsen.

Nanopartiklerne mærkes med en fluorescerende farve, så de kan spores i huden. Samtidig kan forskerne farve cellekernerne i huden, så det er muligt at lokalisere partiklerne i forhold til disse:

– Vores undersøgelser viser, at nanopartiklerne trænger ned i epidermis til de Langerhanske celler, fortæller Henriette Baun Madsen.

På sigt vil forskningsresultaterne øge forståelsen af, hvordan vaccine delivery-systemer påvirker huden og dermed give bedre muligheder for udvikling af endnu mere effektive vaccineplastre i fremtiden.


Yderligere information:
Farmaceut Henriette Baun Madsen, 
Institut for Farmaci og Analytisk Kemi, 
Det Farmaceutiske Fakultet, 
Mobil: 51 60 85 02

Lektor og vejleder på ph.d.-projektet, 
Hanne Mørck Nielsen, 
Institut for Farmaci og Analytisk Kemi, 
Det Farmaceutiske Fakultet, 
Mobil: 61 68 39 66

Kommunikationsmedarbejder, 
Stine Rasmussen, 
Det Farmaceutiske Fakultet, 
Mobil: 20 92 27 30

---

Patent på plaster

I dette forskningsprojekt, som blev støttet af Højteknologifonden, udviklede Det Farmaceutiske Fakultet sammen med Coloplast A/S og Nordic Vaccine A/S et nyt medicinsk vaccineplaster kaldet TransVac™, som vil gøre det muligt at vaccinere uden brug af sprøjter og kanyler. 
Ph.d.-afhandling

Henriette Baun Madsen forsvarede den 29. oktober sin ph.d.-afhandling med titlen Penetration and Interaction of ISCOM Nanoparticles with the Skin.