Gli scienziati dell’Università del Texas a Dallas hanno sviluppato un nuovo metodo per la consegna di vaccini e biologici in forma di polvere, incapsulandoli in una struttura metallo-organica (MOF). Questa incapsulazione ha anche il vantaggio di stabilizzare i farmaci, il che significa che non è necessaria alcuna refrigerazione per farmaci come i vaccini. I ricercatori hanno presentato il loro lavoro su questo sistema di iniezione senza ago MOF-Jet, guidato da gas compresso, alla riunione primaverile della American Chemical Society (ACS) il 27 marzo.
Il progetto è nato dalla noia pandemica quando il suo principale investigatore, Jeremiah Gassensmith, era bloccato a casa durante la pandemia Covid-19. Ha deciso di divertirsi costruendo un iniettore a getto alimentato a gas compresso con componenti economici acquistati online.
‘Non riuscivamo nemmeno a trovare la carta igienica, ma potevo comunque ordinare i pezzi’, ha ricordato durante un briefing dell’ACS. ‘Volevo costruire una cosa che potesse sparare MOF o sale o qualcosa nella pelle – volevo sviluppare un “gene gun” fatto in casa’, ha detto. ‘Ho solo colpito Internet e ho iniziato a fare alcune ricerche, e ho costruito questa cosa e stavo sparando sale all’alluminio, e solo sparando sale nel mio ufficio a casa’.
Alla fine, la pandemia si è placata e Gassensmith ha portato il prototipo MOF-Jet nel suo laboratorio. È qui che lo ha affidato alla studentessa universitaria Yalini Wijesundara, che aveva precedentemente lavorato sugli iniettori a getto che sparano fluidi. Ha ipotizzato che se l’iniettore di Gassensmith potesse essere modificato per sparare i solidi, allora sarebbe anche in grado di consegnare le merci tramite MOF, che sono strutture porose e cristalline che possono contenere quasi qualsiasi cosa.
Il gruppo UT Dallas aveva già lavorato con il MOF ZIF-8, composto da cluster di ioni di zinco collegati da ligandi di imidazolato. Può essere utilizzato per conservare le formulazioni vaccinali in polvere a temperatura ambiente, a differenza di molti vaccini liquidi.
Il team ha inserito una varietà di materiali biologici in ZIF-8, e poi ha utilizzato il loro MOF-Jet per consegnare il carico nelle cellule. Hanno dimostrato che il loro sistema è stato in grado di trasportare un gene incapsulato in ZIF-8 nelle cellule di cipolla e una proteina nelle cellule di topo.
Il gruppo ha anche scoperto che il tasso di rilascio del materiale poteva essere regolato modificando il gas vettore nell’iniettore. ZIF-8 è sensibile agli ambienti acidi, il che significa che l’utilizzo di anidride carbonica come gas vettore porta alla rottura del MOF entro 24 ore, mentre è ancora stabile dopo 48 ore quando si utilizza l’aria.
Il team UT Dallas sta ora testando il suo MOF-Jet per fornire agenti chemioterapici per trattare il melanoma. Poiché è in grado di dispersare i farmaci su un’ampia superficie, sperano che la tecnologia possa distribuire i farmaci in modo più uniforme nel melanoma rispetto ad un ago, che è il metodo di distribuzione standard.
I risultati preliminari sono promettenti. Gassensmith ha detto che il suo team pubblicherà presto un documento mostrando che i liposomi, che sono particolarmente delicati, possono essere incapsulati nel MOF e sparati attraverso la pelle di maiale, che è molto simile alla pelle umana. ‘Non si può fare questo con molti composti biologici, non si può fare questo con i liposomi del tutto’, dice. ‘Colpiscono solo la pelle e schizzano … ma se li metti in questo rivestimento, li puoi mettere in questa pistola e andrà direttamente
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