Aşılar hastalığa karşı korunmanın en güvenli yoludur. Bununla birlikte, birçok aşı oda sıcaklığına veya sıcaklığına maruz kaldığında etkisiz hale gelir. Az gelişmiş ülkelerde sık sık kesilen elektrik kullanan doktorlar, üreticiden hastalara aşı sağlayan “soğuk zincir” in kırılmaları nedeniyle tam etkili aşıları uygulamakta zorlanıyorlar.
Daha gelişmiş bölgelerde bile, aşıların üretim ve dağıtım maliyetlerinin yüzde 80’i onları soğuk tutmakla ilgilidir. Bu zorluklar, hastaların hayat kurtaran bağışıklamalara erişmesini ve küresel pandemik riskini artırmasını önlemektedir.
Amerikan Kristalografik Derneği‘nin 68. Yıllık Toplantısı sırasında, 20-24 Temmuz 2018, Toronto, Kanada’da, Texas Üniversitesi‘nden Dallas’ta yardımcı doçent olan Jeremiah Gassensmith, laboratuvarının metal-organik çerçeve geliştirme çalışmalarını anlatacaktır. Bu yeni biyo-uyumlu polimer çerçeve, aşıların içindeki proteinleri “dondurur”.
Proteinler daha sonra insan derisine enjekte edildiğinde çözülür. Bu yenilik sağlık çalışanlarının güvenilmez bir güce sahip uzak bölgelerde aşıları taşımasına ve yönetmesine yardımcı olabilir.
Gassensmith, “MOF aşıları, bir kristalin kafes içinde donmuş olmaları dışında, grip yüzeyindeki protein benzeri bir antijeni içeren kristallerdir. Bu yüzden şekil değiştiremezler .” MOF‘lar, organik bağlarla birbirine bağlanmış metal iyonları kümelerini içerir. Yapı, yapı taşlarını andırır ve gözenek büyüklüğünün, şeklinin ve işlevselliğinin artan moleküler kontrolünü sağlar.
MOF‘lerin yapısal avantajları, oda sıcaklığında silika gibi yapay kaplamalardan daha iyi performans göstermelerini sağlar. Özellikle, MOF‘lerin gözenekli yapısı, aşılarda proteinler veya antijenler gibi biyolojik maddeyi taşımak için yarı geçirgen bir bariyer olarak işlev görmelerini sağlar.
Dahası, MOF‘ler su dahil olmak üzere birçok çözücüde sabit kalırlar, fakat insan cildi gibi düşük pH‘lı ortamlarda çözünürler. Bu, transdermal aşı uygulaması için ekstra bir avantajdır: Çünkü deri, aşının aktifleşmesine yardımcı olabilecek bağışıklık hücrelerini içerir. Asitliği, MOF‘un çözünmesine yardımcı olur.
Araştırmacılar, MOF‘leri, kemikler ve kabuklar gibi doğal malzemeler oluşturan biyomineralizasyon sürecine dayanan “biyomimetik mineralizasyon” adı verilen bir süreçle sentezliyorlar. Biyomimetik mineralizasyonda, araştırmacılar negatif protein yüzeylerinin pozitif metal iyonlarını nasıl çekip çıkardıklarından yararlanırlar. Böylece MOF aşının etrafında koruyucu bir kabuk oluşturur.
Gassensmith, yöntemlerinin, yüzlerce nanometre genişliğinde inaktif virüsün yanı sıra insülin gibi küçük proteinleri etkili bir şekilde kapsüllediğini keşfetmeye şaşırmıştı. Gassensmith, “Bu çok büyük protein topluluklarının yüzeyindeki kabuğunu, daha küçük proteinlerde olabildiğince etkili bir şekilde yetiştirebildik.” Dedi. “Yapının ne kadar büyük veya küçük olduğu önemli değil. Tüm bunları kapatabiliriz.”
İleri giderken, ekip çalışmalarını bir kliniğe entegre etmeyi umuyor. Gassensmith, “Sonraki safhamız, yaptığımız işlerde in vivo [hayvanlarda] artırmak ve hedefe yardımcı olabilecek aşılar yaratmaktır.” Dedi.
