Ukázka: Očkovací náplast bez jehel, která je bezpečnější a mnohem levnější

I sto šedesát let po vynalezení injekční jehly a stříkačky je stále používáme pro aplikaci vakcín. Je na čase přijít s něčím novým. Inženýr biomedicíny Mark Kendall představuje ukázku svého výrobku Nanopatch (Nanonáplast). Jedná se o vakcínu na čtverci jedenkrát jeden centimetr, která se bezbolestně aplikuje do kůže. Kendall ukazuje, jak tento drobný kousek křemíku dokáže překonat čtyři největší nedostatky moderní injekční jehly a stříkačky za zlomek jejich ceny.

Je mi velkým potěšením být právě

zde ve skotském Edinburghu,

kolébce injekční jehly a stříkačky.

Ani ne dva kilometry tímto směrem podal

v roce 1853 jeden Skot svou

první žádost o patent na injekční jehlu a stříkačku.

Jmenoval se Alexander Wood

a bylo to na Royal College of Physicians.

Takto ten patent vypadal.

Co mě naprosto uchvacuje i dnes, když se na něj dívám,

je, že vypadá téměř stejně

jako jehla, kterou používáme v dnešní době.

A to je 160 let stará.

Tím se přesouváme k vakcínám.

Většina vakcín se aplikuje

injekční jehlou a stříkačkou,
touto 160 let starou technologií.

A je třeba vzdát hold, v mnoha směrech

jsou vakcíny úspěšnou technologií.

Hned po čisté vodě a hygienických opatřeních

jsou vakcíny tou hlavní technologií, která nejvíce

prodloužila délku našeho života.

Taková věc se dá jen těžko překonat.

Ale stejně jako každá jiná technologie,

i vakcíny mají své nedostatky

a injekční jehla a stříkačka

hrají klíčovou roli v jejich příběhu

coby stará technologie.

Začněme tedy tím, co se nabízí:

Spousta z nás injekční jehly a stříkačky nemá ráda.

Ten pohled taky sdílím.

20 procent populace má však něco,

co se nazývá fóbie z jehel.

To je víc, než jen nemít jehly rád,

to znamená aktivně se vyhýbat očkování,

protože máte fóbii z jehel.

A to je při zavádění nové vakcíny na trh
poměrně problematické.

K tomu se vztahuje další klíčový problém

a tím jsou poranění jehlami.

Světová zdravotnická organizace uvádí,

že až 1,3 miliónů úmrtí každý rok

je způsobených nakažením, ke kterému dochází

při poranění jehlami.

Jsou to předčasná úmrtí.

To jsou dvě věci, o kterých jste možná už slyšeli,

ale existují další dva nedostatky

injekční jehly a stříkačky,
o kterých jste nejspíš neslyšeli.

Prvním z nich je, že mohou zpomalovat

další generaci vakcín

co se týče jejich imunitních reakcí.

A druhým je, že mohou být zodpovědné za

problém s řetězcem chlazení,
o kterém vám také povím.

Nyní vám představím věc,

na které s mým týmem pracujeme v Austrálii

na univerzitě v Queenslandu

Je to technologie,
která si má s těmi čtyřmi problémy poradit.

A ta technologie se nazývá Nanopatch (Nanonáplast).

Tady to je ukázka Nanopatch.

Na první pohled

vypadá jako čtverec

menší než poštovní známka,

ale pod mikroskopem

byste viděli tisíce drobných výstupků,

které pouhé lidské oko nevidí.

A takových výstupků je na tomto čtverci

zhruba 4000 ve srovnání s jehlou.

A ty výstupky jsem navrhl tak,

aby hrály klíčovou roli v práci s imunitním systémem kůže.

To je velmi důležitá funkce, kterou

Nanopatch přináší.

Nanopatch vyrábíme

technikou, která se nazývá

hluboké reaktivní iontové leptání.

Tuto techniku jsme si vypůjčili z výroby

průmyslových polovodičů,

takže má nízké náklady

a může se vyrábět ve velkém množství.

Na výstupky Nanopatch nanášíme vysušenou vakcínu

a aplikujeme ji na kůži.

Nejjednoduší způsob aplikace

by byl prstem,

ale naše prsty mají jistá omezení,

takže jsme vyvinuli aplikátor.

Je to velice jednoduché zařízení -

dalo by se mu říkat důmyslný prst.

Funguje s pomocí pružiny.

Jakmile aplikujeme
Nanopatch na kůži, takto -

(Klik) -

stane se hned několik věcí.

V první řadě ty výstupky na Nanopatch

naruší tuhou vrstvou naší kůže

a vakcína se velmi rychle dostane do těla -

za méně než jednu minutu.

Pak můžeme Nanopatch sundat

a vyhodit.

A navíc můžeme samotný
aplikátor znovu použít.

Tím jsem vám chtěl Nanopatch přiblížit

a hned můžete vidět některé z jejich klíčových výhod.

Řekli jsme si, že nepotřebuje jehlu -

má výstupky, které ani nedokážete vidět -

a samozřejmě tím taky obcházíme

problém fóbie z jehel.

Na chvíli se teď zastavme a zamysleme se

nad dalšími dvěma velmi důležitými výhodami:

První je zlepšení imunitní reakce díky aplikaci,

a druhá představuje zbavení se chladícího řetězce.

Začněme tedy tou první výhodou,
kterou je imunogenicita.

Chvíli trvá tuto myšlenku pochopit,

ale pokusím se ji jednoduše vysvětlit.

Na chvíli se tedy zastavím a zjednodušeně

vám vysvětlím, jak vlastně vakcíny fungují.

Vakcíny fungují tak, že do našeho těla

vpraví věc zvanou antigen,

což je bezpečná forma bakterie.

Tato bezpečná bakterie, tento antigen,

obelstí naše tělo tak, aby vyvolalo imunitní reakci

a tělo se tak učí a zapamatovává si,
jak se vypořádat s vetřelci.

Když se pak objeví skutečný vetřelec,

tělo rychle zareaguje imunitní reakcí,

kterou se vypořádalo s vakcínou

a neutralizuje danou infekci.

Zvládá to tedy dobře.

To, jak se dnes očkuje injekční stříkačkou,

znamená, že se většina vakcín aplikuje právě touto metodou -

touto starou technologí a jehlou.

Ale dalo by se namítnout, že injekční jehla
zbržďuje naši imunitní reakci.

Úplně totiž míjí nejlepší místo v naší kůži.

Abych tuto myšlenku vysvětlil,

musíme se podívat na naši kůži víc zblízka,

a začneme s jedním z těch výstupků

a aplikací Nanopatch do kůže.

A můžeme vidět tyto výsledky.

Toto jsou skutečné výsledky -

na obrázku je jeden z těch výstupků

z Nanopatch, která byla aplikována do kůže

a ty barvy jsou její různé vrstvy.

Abych vám dal představu o měřítku,

kdyby na obrázku byla jehla, byla by příliš velká.

Byla by 10krát větší

než velikost této obrazovky
a také by pronikala 10krát hlouběji.

Je to tedy úplně jiná velikost.

Všimněte si,
že tyto výstupky máme přímo v kůži.

Červená vrstva je vrchní tuhá vrstva odumřelé kůže,

ale ta hnědá a puprpurová vrstva

jsou plné imunitních buněk.

Například v té hnědé vrstvě

je typ buňky, která se jmenuje
Langerhansova buňka -

každý milimetr čtvereční našeho těla

je plný těchto Langerhansových buněk,

těchto imunitních buněk a
jsou tam i další,

které jsme na tom obrázku neobarvili.

Hned si ale můžete všimnout, že Nanopatch

dosahuje právě takového průniku.

Zaměřujeme se na tisíce a tisíce
těchto konkrétních buněk,

které leží na pouhé šířce jednoho vlasu

na povrchu kůže.

Pro mě, který tuto věc vynalezl
a navrhl ji, aby to dělala,

je to ohromně fascinující. Ale co s tím?

No a co, že jste zacílili konkrétní buňky?

Co to znamená ve světě vakcín?

Svět vakcín se neustále zlepšuje.

Je čím dál systematičtější.

Ale pořád si nejste úplně jistí,

jestli vakcína bude fungovat nebo ne,

dokud si nevyrhnete rukávy

a nezačnete očkovat a čekat na výsledky.

I dnes je to jakási hazardní hra.

Takže i my jsme museli tento hazard podstoupit.

Sehnali jsme si vakcínu proti chřipce,

nanesli jsme ji na naše Nanopatch

a ty jsme pak aplikovali do kůže

a čekali -

provedli jsme to u živého zvířete.

Čekali jsme měsíc

a zjistili jsme toto.

Toto jsou výsledky, které ukazují imunitní reakce,

které jsme vyvolali s Nanopatch

ve srovnání s těmi vytvořenými injekční jehlou a stříkačkou do svalu.

Na vodorovné ose jsou dávky v nanogramech.

Na svislé ose jsou vytvořené imunitní reakce

a ta čárkovaná čára znázorňuje
práh pro minimální ochranu.

Pokud jsme nad touto čarou, vše je dostatečně ochranné;

pokud jsme pod ní, tak není.

Ta červená čára se většinou drží pod tím prahem

a ve skutečnosti je pouze jediný bod,
kde očkování jehlou přináší dostatečnou ochranu

a to při vysoké dávce 6000 nanogramů.

Ale všimněte si té naprosto odlišné křivky,

které jsme dosáhli s modrou čárou.

Toho jsme dosáhli s Nanopatch;

Dávka podávaná Nanopatch

představuje naprosto odlišnou křivku imunogenicity.

To je úplně nová příležitost.

Najednou máme ve světě vakcín

zcela novou páku.

Můžeme toho například využít tak,

že vezmeme vakcínu,
která sice funguje, ale je příliš drahá

a získat potřebnou ochranu

s dávkou, která je pouhou
setinou toho, co se podává jehlou.

To najednou může dostat cenu vakcíny z 10 dolarů na 10 centů

a to je obzvlášť důležité v rozvojovém světě.

Ale dá se na to dívat i z jiné stránky -

můžete vzít vakcíny, které v součastnosti nefungují

a dostat je nad ten práh

tak, aby byly ochranné.

A to určitě může být ve světě vakcín

důležité.

Vezměte si ty tři nejhorší:

HIV, malárie, tuberkulóza.

Jsou zodpovědné za asi 7 miliónů úmrtí každý rok

a pro žádnou z nich neexistuje žádná dostatečná metoda očkování.

Takže teoreticky s touto novou pákou, kterou Nanopatch přináší,

to můžeme pomoct uskutečnit.

Můžeme tu páku použít k tomu, abychom pomohli dostat testované vakcíny přes ten práh.

Samozřejmě jsme v mojí laboratoři pracovali

s mnoha dalšími vakcínami, které dosáhly

podobných reakcí a křivek jako tato,

které jsme dosáhli u chřipky.

Rád bych nyní odbočil a věnoval se

dalšímu klíčovému nedostatku dnešních vakcín,

kterým je potřeba udržovat chladící řetězec.

Jak jméno naznačuje - chladící řetězec -

jedná se o to, že pro vakcíny je potřeba od výroby

po celou cestu až k momentu, kdy se vakcína aplikuje,

zajistit jejich chlazení.

To představuje jisté logistické překážky,

ale máme způsoby, jak to zvládat.

Toto je trochu extrémní příklad z praxe,

ale pomáhá nám si ty logistické překážky představit,

zvlášť v oblastech s nedostatkem zdrojů pro

zajištění podmínek na chlazení vakcín

a dodržení chladícího řetězce.

Pokud je vakcína příliš teplá, naruší se,

ale zajímavé je, že může být také příliš studená

a vakcína se také může narušit.

Jde tedy opravdu o hodně.

Světová zdravotnická organizace odhaduje, že v Africe

až polovina použitých vakcín

nefunguje tak, jak má,

protože někde po cestě selhalo chlazení.

Takže je to velký problém spojený s injekční jehlou

a stříkačkou, protože u nich se používají tekuté vakcíny a když máte tekutinu, musíte ji chladit.

Hlavní vlastností naší Nanopatch

je, že vakcína je vždy vysušená

a když je vysušená, nepotřebuje chlazení.

V mojí laboratoři jsme prokázali, že dokážeme

uskladňovat vakcínu při 23 stupních Celsia

déle než rok, aniž by ztratila jakékoli své vlastnosti.

To je důležitý pokrok.

(Potlesk)

Taky z toho máme velkou radost.

Důležité je na tom to, že se nám podařilo úspěšně otestovat

Nanopatch v laboratorních podmínkách.

A jako vědci se mi to moc líbí a miluji vědu.

Ale jako inženýr,

jako inženýr biomedicíny

a také jako lidská bytost,

nebudu spokojený dokud

tuto věc nevezmeme z laboratoře na trh

a dokud ji nedostaneme k lidem ve velkém množství

a hlavně k lidem, kteří ji nejvíc potřebují.

Takže jsme se na tuto cestu už vydali

a začali jsme ji netradičním způsobem.

Začali jsme na Papui-Nové Guineji.

Papua-Nová Guinea je příkladem země z rozvojového světa.

Je přibližně tak velká jako Francie,

ale sužuje ji mnoho z těch překážek,

které existují v dnešním světě vakcín.

Například logistika:

V této zemi je pouze 800 ledniček, které vakcíny chladí.

Mnoho z nich je zastaralých jako například tato z Port Moresby, mnoho z nich se porouchává

a spousta z nich není v Highlands, kde jsou potřeba.

To je problém.

Papua-Nová Guinea má ale také největší počet nakažených HPV,

lidským papilomavirem, který způsobuje rakovinu děložního čípku.

Ale vakcína proti němu není dostupná ve velkém množství,

protože je příliš drahá.

Takže kvůli těmto dvěma důvodům a s vlastnostmi Nanopatch

jsme šli přímo do terénu a pracovali

s Nanopatch na Papui-Nové Guineji

a brzy na to budeme navazovat.

Dělat tuto práci není snadné.

Je to výzva,

ale nic jiného na světě bych nedělal raději.

A jak se díváme do budoucna,

rád bych se s vámi podělil o takovou představu:

Je to představa budoucnosti, kde těch

17 miliónů úmrtí každý rok,

za které v současnosti můžou infekční nemoci,

je pouhou historií.

A stane se tak díky

zásadně vylepšeným vakcínám.

Tak jak tu dnes před vámi stojím

v kolébce injekční jehly a stříkačky,

vynálezu, který je 160 let starý,

představuji vám alternativu

která by mohla opravdu pomoct toho dosáhnout -

a tou je Nanopatch, která přináší způsob, jak odstranit chladící řetězec

a vylepšit imunogenicitu bez jehel a bezbolestně.

Děkuji vám.

(Potlesk)