Presentazione: un cerotto vaccinale senza ago che è più sicuro ed economico

Cento sessant'anni dopo la loro invenzione, stiamo ancora usando l'ago e la siringa per inoculare i vaccini; è tempo di evolversi. L'ingegnere biomedico Mark Kendall presenta il Nanopatch, un vaccino quadrato di un centimetro per un centimetro che può essere applicato senza dolore sulla pelle. Mostra come questo piccolo pezzo di silicone può vincere i quattro maggiori limiti del moderno ago e siringa, ad una frazione del costo.

È un piacere essere qui

ad Edimburgo, in Scozia,

il luogo di nascita dell'ago e della siringa.

A poco più di un chilometro da qui,
in questa direzione,

nel 1853 uno scozzese

presentò il suo primo brevetto su ago e siringa.

Il suo nome era Alexander Wood,

ed era al Royal College di medicina.

Questo è il brevetto.

Quello che mi stupisce quando lo guardo, persino oggi,

è il fatto che si presenta praticamente identico

all'ago che utilizziamo oggi

Eppure ha 160 anni.

Rivolgiamoci al campo dei vaccini.

Molti vaccini vengono inoculati

con ago e siringa,
questa tecnologia vecchia di 160 anni.

A onor del vero, a vari livelli,

i vaccini sono una tecnologia di successo.

Dopo l'acqua potabile e l'igiene,

i vaccini sono la tecnologia che ha incrementato

di più la nostra aspettativa di vita.

È un primato difficile da battere.

Però come ogni altra tecnologia,

i vaccini hanno i loro limiti

e l'ago e la siringa

hanno un ruolo chiave nella storia

di questa vecchia tecnologia.

Partiamo dall'ovvio:

a molti di noi non piacciono l'ago e la siringa.

Condivido questo punto di vista.

Tuttavia, il 20 per cento della popolazione

ha la fobia degli aghi.

È molto di un'avversione degli aghi;

consiste nell'evitare attivamente di farsi vaccinare

a causa della fobia degli aghi.

Questo è un problema per il lancio dei vaccini.

Correlato a questo
c'è un altro problema importante,

ossia le lesioni causate
dall'inserimento dell'ago.

L'Organizzazione Mondiale della Sanità ha rapporti

che parlano di circa 1,3 milioni di morti l'anno

a causa di contaminazioni incrociate

dovute a lesioni causate
dall'inserimento dell'ago.

Queste che capitano sono morti premature.

Queste sono due informazioni
che probabilmente avete già sentito,

tuttavia ci sono altri due limiti

di cui probabilmente
non avete mai sentito parlare.

Il primo è che potrebbe ostacolare

la prossima generazione di vaccini

in termini di risposta immunitaria.

Il secondo è che potrebbe essere causa

del problema della catena del freddo,
di cui vi racconterò.

Sto per illustrarvi alcuni lavori

che io e il mio gruppo stiamo effettuando in Australia

presso l'università del Queensland

su una tecnologia nata
per contrastare questi quattro problemi.

Questa tecnologia si chiama Nanopatch.

Questo è un campione del Nanopatch.

A occhio nudo

sembra semplicemente un quadrato

più piccolo di un francobollo,

ma sotto un microscopio

quello che vedete sono migliaia di sottili protuberanze

invisibili all'occhio umano.

Ci sono circa 4000 protuberanze

su questo quadrato in particolare,
rispetto all'ago.

Ho progettato queste protuberanze

perché avessero un ruolo chiave,
cioè lavorare con il sistema immunitario della pelle.

È una funzione davvero importante

legata al Nanopatch.

Produciamo il Nanopatch

con una tecnica

chiamata incisione profonda con ioni reattivi.

Abbiamo preso in prestito questa particolare tecnica

dall'industria dei semiconduttori,

pertanto è a basso costo

e può essere riprodotta su vasta scala.

Rivestiamo a secco
le protuberanze del Nanopatch con il vaccino

e lo applichiamo alla pelle.

Il modo più semplice per applicarlo

è utilizzando il dito,

ma il nostro dito ha alcune limitazioni,

così abbiamo escogitato un applicatore.

È un dispositivo molto semplice,

che si potrebbe chiamare "dito sofisticato".

È un dispositivo azionato a molla.

Ecco quello che facciamo
quando applichiamo il Nanopatch alla pelle --

(Clicca) --

immediatamente accadono alcune cose .

In primo luogo, le protuberanze sul Nanopatch

fanno breccia attraverso
lo strato esterno duro della pelle

e rilasciano il vaccino piuttosto rapidamente,

in effetti in meno di un minuto.

Quindi possiamo rimuovere il Nanopatch

e gettarlo.

Per la verità possiamo riutilizzare l'applicatore.

Questo vi dà un'idea del Nanopatch,

e si possono vedere immediatamente
alcuni vantaggi fondamentali.

Abbiamo detto che è privo di ago,

queste sono protuberanze
che non potete nemmeno vedere,

ovviamente aggiriamo

il problema della fobia dell'ago.

Facciamo un passo indietro e pensiamo

a questi due ulteriori vantaggi veramente importanti:

il primo è una migliore risposta immunitaria
dovuta al tipo di inoculazione,

il secondo è l'eliminazione della catena del freddo.

Cominciamo con il primo,
l'idea di immunogenicità.

È piuttosto difficile da capire,

ma cercherò di spiegarlo in termini semplici.

Faccio un passo indietro per spiegarvi

in modo semplice come funzionano i vaccini.

I vaccini lavorano introducendo nel nostro corpo

una cosa chiamata antigene

che è una forma sicura di germe.

Quel germe sicuro, quell'antigene,

imbroglia il nostro corpo
spingendolo ad un risposta immunitaria,

che gli insegnerà a ricordare
come affrontare gli intrusi.

Quando arriva il vero intruso

il corpo prepara rapidamente una risposta immunitaria

che affrontare quel vaccino

e neutralizzare l'infezione.

Quello lo fa bene.

Oggi come oggi, la maggior parte dei vaccini

viene inoculato in questo modo, con l'ago e la siringa,

con questa vecchia tecnologia e l'ago.

Tuttavia si potrebbe sostenere
che l'ago frena la nostra risposta immunitaria;

manca il nostro punto debole immune sulla pelle.

Per descrivere questa idea,

dobbiamo fare un viaggio attraverso la pelle,

a partire da una di quelle protuberanze

e applicando il Nanopatch alla pelle.

Vediamo questi dati.

Questi sono dati reali.

Quella che vediamo lì è una protuberanza

dal Nanopatch che è stato applicato sulla pelle

e quei colori sono i diversi strati della pelle.

Per darvi un'idea della scala,

se l'ago fosse mostrato qui,
sarebbe troppo grande.

Sarebbe 10 volte più grande

rispetto alla dimensione di quello schermo,
e andrebbe 10 volte più in profondità

È completamente fuori dalla griglia.

Si può vedere immediatamente
che abbiamo quelle protuberanze nella pelle.

Quello strato rosso
è uno strato esterno duro di pelle morta,

ma lo strato marrone e lo strato magenta

sono pieni zeppi di cellule immunitarie.

Ad esempio, nello strato marrone

c'è un certo tipo di cellule
chiamate cellule di Langerhans,

ogni millimetro quadrato del nostro corpo

è pieno zeppo di quelle cellule di Langerhans,

queste cellule immunitarie
e qui ne vengono mostrate altre

che non sono state colorate
in questa immagine.

Tuttavia potete immediatamente vedere
che il Nanopatch

riesce a penetrare.

Abbiamo preso di mira migliaia e migliaia
di queste cellule particolari

in uno spazio ampio quanto un capello

sulla superficie della pelle.

Come il tipo che ha inventato questa cosa
e l'ha progettata per fare questo,

lo trovo emozionante. Ma allora?

Cosa succede se miravamo alle cellule?

Cosa significa nel mondo dei vaccini?

Il mondo dei vaccini sta migliorando.

Sta diventando più sistematico.

Tuttavia, ancora non si sa davvero

se un vaccino funzionerà

finché non ci si rimbocca le maniche,

si vaccini e si aspetta.

Ancora oggi è un gioco d'azzardo.

Così, abbiamo dovuto fare quella scommessa.

Abbiamo ottenuto un vaccino influenzale,

l'abbiamo applicato ai nostri Nanopatch,

abbiamo applicato i Nanopatch alla pelle

e abbiamo aspettato...

questo è nell'animale dal vivo.

Abbiamo aspettato un mese,

e questo è quello che abbiamo scoperto.

Questa è una diapositiva
con i dati delle risposte immunitarie

che abbiamo generato con un Nanopatch

confrontati con quelli ottenuti
con ago e siringa in muscolo.

Così nell'asse orizzontale abbiamo la dose
indicata in nanogrammi.

Sull'asse verticale abbiamo
la risposta immunitaria generata,

la linea tratteggiata indica la soglia di protezione.

Se siamo sopra quella linea è considerato protettivo;

se siamo sotto quella linea non lo è.

La linea rossa è per lo più
al di sotto di quella curva

e infatti c'è solo un punto raggiunto con l'ago
che è protettivo,

cioè con una dose elevata di 6000 nanogrammi.

Tuttavia notiamo subito una curva nettamente diversa

con la linea blu.

Questo è ciò che è stato realizzato con il Nanopatch;

la dose erogata del Nanopatch

è una curva di immunogenicità
completamente diversa.

Cioè un'opportunità completamente nuova.

Improvvisamente abbiamo una nuova leva

nel mondo dei vaccini.

Possiamo indirizzarla

dove possiamo prendere un vaccino che funziona,
ma che è troppo costoso

ottenendo la protezione

con un centesimo della dose rispetto all'ago.

Improvvisamente si può portare a 10 centesimi
un vaccino che costava 10 dollari,

ed è particolarmente importante
nei paesi in via di sviluppo.

C'è anche un altro punto di vista:

si possono prendere vaccini
che attualmente non funzionano

e portarli sopra quella linea

e farli diventare protettivi.

Sicuramente nel mondo dei vaccini

questo può essere importante.

Prendiamo in considerazione i grandi tre:

HIV, malaria, tubercolosi.

Sono responsabili di circa
sette milioni di morti l'anno,

e non non c'è alcun metodo di vaccinazione adeguato per nessuna di queste.

Quindi potenzialmente, con questa nuova leva
che abbiamo con il Nanopatch,

possiamo contribuire
a realizzare questo obiettivo.

Possiamo spingere quella leva
per portare i potenziali vaccini sopra la linea.

Ora, naturalmente, abbiamo lavorato
all'interno del mio laboratorio

con molti altri vaccini che hanno raggiunto

reazioni simili e curve simili a questa,

quella che abbiamo ottenuto con l'influenza.

Vorrei passare ora a parlare

di un'altra lacuna chiave dei vaccini di oggi

e cioè la necessità di mantenere la catena del freddo.

Come suggerisce il nome - la catena del freddo -

uno dei requisiti è quello di mantenere
un vaccino fin dalla produzione

e per tutta la strada,
fino a quando il vaccino viene inoculato,

al freddo.

Questo presenta alcune sfide logistiche

ma ci sono modi per farlo.

Questo è un esempio un po' estremo,

ma aiuta a illustrare le sfide logistiche,

in particolare in situazioni di carenza di risorse,

di ciò che è necessario per mantenere i vaccini

refrigerati e mantenere la catena del freddo.

Se il vaccino è troppo caldo può degenerare,

ma è interessante notare
che può essere troppo freddo

e il vaccino può ugualmente degenerare.

La posta in gioco è molto alta.

L'Organizzazione Mondiale della Sanità
stima che in Africa,

fino alla metà dei vaccini utilizzati

siano da considerarsi non funzionanti correttamente,

perché ad un certo punto
la catena del freddo è decaduta.

Quindi è un grosso problema,
ed è legato all'ago e siringa

perché il vaccino è in forma liquida
e in quanto tale ha bisogno di refrigerazione.

Un attributo chiave del nostro Nanopatch

è che il vaccino è asciutto,

e in quanto asciutto non ha bisogno di refrigerazione.

All'interno del mio laboratorio abbiamo dimostrato
che possiamo mantenere

il vaccino conservato a 23 gradi Celsius

per più di un anno
senza alcuna perdita di attività.

Questo è un miglioramento importante.

(Applausi)

Siamo felici per questo.

Il fatto è che abbiamo verificato effettivamente

il Nanopatch all'interno di un laboratorio.

In quanto scienziato, amo questo e amo la scienza.

Tuttavia, in quanto ingegnere,

in quanto ingegnere biomedico

e anche in quanto essere umano,

non ho intenzione di ritenermi soddisfatto

fino a quando non avremo portato questa cosa
fuori dal laboratorio

e l'avremo somministrato ad un ampio numero di persone

soprattutto a quelle persone
che ne hanno più bisogno.

Così abbiamo cominciato questo particolare viaggio,

l'abbiamo iniziato in modo insolito.

Siamo partiti con la Papua Nuova Guinea.

Papua Nuova Guinea è un esempio di un paese in via di sviluppo.

È circa della stessa dimensione della Francia,

ma subisce le conseguenza
di molte delle principali barriere

esistenti all'interno del mondo dei vaccini di oggi.

C'è la logistica:

all'interno di questo paese ci sono solo
800 frigoriferi per mantenere refrigerati di vaccini.

Molti sono vecchi, come questo a Port Moresby,
molti si stanno rompendo

e molti non sono negli altopiani,
dove sono necessari.

Questa è una sfida.

Inoltre, Papua Nuova Guinea
ha la più alta incidenza mondiale di HPV,

il virus del papilloma umano,
il cancro cervicale [fattore di rischio].

Tuttavia questo vaccino non è disponibile su larga scala

perché è troppo costoso.

Così per questi due motivi,
con le caratteristiche del Nanopatch,

siamo scesi in campo
e abbiamo lavorato con il Nanopatch,

l'abbiamo portato in Papua Nuova Guinea

e a breve verificheremo.

Fare questo tipo di lavoro non è facile.

È impegnativo,

ma non c'è altro al mondo che farei.

Mentre guardiamo avanti

vorrei condividere con voi un pensiero:

è il pensiero di un futuro in cui

i 17 milioni di morti l'anno

che abbiamo attualmente
a causa di malattie infettive

siano una nota storica.

Una nota storica realizzata

con vaccini migliorati, radicalmente migliorati.

Oggi in piedi qui davanti a voi

nella città natale di ago e siringa,

un dispositivo che ha 160 anni,

vi presento un approccio alternativo

che potrebbe realmente aiutare a realizzarlo:

il Nanopatch con la caratteristica di essere
senza ago e senza dolore,

con la capacità di eliminare la catena del freddo
e migliorare l'immunogenicità.

Grazie.

(Applausi)