INNOVATION  

Fach­bei­trag der WHO zum Thema Micro­needle Patches

Die Anwend­bar­keit von Micro­array Patches für die Impf­stoff­ab­gabe in Län­dern mit nied­rigem und mitt­lerem Ein­kommen.

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m die 20 Mil­lionen Kinder zu errei­chen, die jedes Jahr keinen aus­rei­chenden Impf­schutz erhalten, braucht es drin­gend neue Mittel und Ansätze.1 Krank­heiten, die durch Imp­fung ver­hin­dert werden können, sind für 1,5 Mil­lionen Todes­fälle ver­ant­wort­lich. Die meisten davon in einigen wenigen Län­dern mit sehr schwa­cher Gesund­heits­in­fra­struktur, wo es eine große Her­aus­for­de­rung ist, abge­le­gene Gegenden oder Kon­flikt­ge­biete zu errei­chen.

In diesen Län­dern wird eine Imp­fung durch meh­rere Fak­toren erschwert: Die meisten Impf­stoffe müssen vom Zeit­punkt ihrer Her­stel­lung bis zu ihrer Ver­ab­rei­chung gekühlt und schließ­lich durch eine medi­zi­ni­sche Fach­kraft kor­rekt vor­be­reitet werden; dazu kommt, dass Pfle­ge­per­sonal und Kinder keine Injek­ti­ons­na­deln und die damit ver­bun­denen Schmerzen mögen.2 Um Kosten zu sparen, werden die meisten Impf­stoffe in Mehr­do­sen­be­hält­nisse abge­füllt, die aber nur ungern ange­bro­chen werden, wenn zum Impf­zeit­punkt nicht genü­gend Kinder vor Ort sind. Micro­array Patches (MAPs) sind so kon­zi­piert, dass sie diese Pro­ble­matik angehen und das Impfen in Län­dern mit nied­rigem und mitt­lerem Ein­kommen revo­lu­tio­nieren können.

MAPs bestehen aus einem Bündel von Tau­senden von Mikro­na­deln, die weniger als 1 mm lang sind. Sie sind auf einem Träger befes­tigt, der auf Fin­ger­druck oder mit­hilfe eines Appli­ka­tors auf die Haut auf­ge­bracht werden kann. Die Mikro­na­deln errei­chen die Dermis oder Epi­dermis, wo sich der Impf­stoff auf­löst, um dann in Immun­zellen zu dif­fun­dieren und dort eine starke Immun­ant­wort aus­zu­lösen.

Können ohne Kühl­kette gela­gert werden

MAPs bieten erheb­liche Vor­teile gegen­über den bestehenden Impf­stoff­zu­be­rei­tungen.3 Sie sind so kon­zi­piert, dass sie eine Ein­zel­dosis Impf­stoff ohne wei­tere Vor­be­rei­tung abgeben und ein­fach anzu­wenden sind. Gege­be­nen­falls können sie ohne Kühl­kette gela­gert werden, was die Imp­fung durch minimal geschultes Per­sonal an schwer zugäng­li­chen und abge­le­genen Orten erleich­tert.4 Da MAPs den Impf­stoff gezielt an Immun­zellen abgeben, könnten sie eine Ver­rin­ge­rung der Dosis im Ver­gleich zur her­kömm­li­chen Impf­stoff­ab­gabe ermög­li­chen. Das kann sowohl die Kosten senken als auch die Anzahl der ver­füg­baren Dosen bei Impf­stoff­knapp­heit erhöhen.5,6

MAPs befinden sich in der Pro­dukt­ent­wick­lung als Impf­stoffe gegen Grippe7–9, Hepa­titis B10,11 (HepB), Humanes Papil­lo­ma­virus12 (HPV), Masern-Röteln13 (MR) und andere Krank­heiten. Die erste Dosis des HepB-Impf­stoffs wird bei der Geburt emp­fohlen, und die Imp­fung erfolgt in vielen Fällen außer­halb einer Gesund­heits­ein­rich­tung durch minimal geschultes Per­sonal.14 Ein ther­mo­sta­biler MAP-HepB-Impf­stoff, der ein­fach zu trans­por­tieren und zu ver­ab­rei­chen ist, könnte den Anteil der gleich nach der Geburt gegen HepB geimpften Säug­linge schritt­weise erhöhen.10

Bekämp­fung von Hepa­titis B und Masern-Röteln

Der MR-Impf­stoff in Mehr­do­sen­be­hält­nissen erfor­dert eine geschlos­sene Kühl­kette und muss inner­halb von sechs Stunden nach Anbruch ver­wendet werden. Ein MAP-MR-Impf­stoff als Ein­zel­dosis, der ther­mo­stabil und ein­fach zu ver­ab­rei­chen ist, würde die Imp­fung bei Epi­de­mien und wäh­rend Impf­kam­pa­gnen erleich­tern.13 Die Impf­stoff­ver­ab­rei­chung von HepB und MR durch MAPs gilt als poten­zi­eller Wen­de­punkt für die Bekämp­fung dieser Krank­heiten.

Für die Gesund­heit der Bevöl­ke­rung ist es uner­läss­lich, die MAPs als Platt­form für Imp­fungen zu ent­wi­ckeln. Die Umset­zung dieser Stra­tegie könnte die Impf­rate bei Kin­dern in den ärmsten Gebieten der Welt deut­lich erhöhen und Leben retten.


Quellen:

1. UNICEF. WUENIC Ana­ly­tics. (2019).
2. Arya, J. & Praus­nitz, M. R. Micro­needle patches for vac­ci­na­tion in deve­lo­ping coun­tries. J.Control Release (2016).doi:10.1016/j.jconrel.2015.11.019.
3. Suh, H., Shin, J. & Kim, Y.-C. Micro­needle patches for vac­cine deli­very. Clin. Exp. Vac­cine Res. (2014). doi:10.7774/cevr.2014.3.1.42. 
4. Gier­sing, B. K. et al. Chal­lenges of vac­cine pre­sen­ta­tion and deli­very: How can we design vac­cines to have optimal pro­gram­matic impact? Vac­cine (2017). doi:10.1016/j.vaccine.2017.04.063.
5. Praus­nitz, M. R. Engi­nee­ring Micro­needle Patches for Vac­ci­na­tion and Drug Deli­very to Skin. Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. (2017). doi:10.1146/annurev-chembioeng-060816-101514.
6. Chand­ra­sekhar, S. et al. Micro­ar­rays and micro­needle arrays for deli­very of pep­tides, pro­teins, vac­cines and other app­li­ca­tions. Expert Opin. Drug Deliv. (2013). doi:10.1517/17425247.2013.797405.
7. Rou­phael, N. G. et al. The safety, immu­no­ge­ni­city, and accep­ta­bi­lity of inac­tivated influ­enza vac­cine deli­vered by micro­needle patch (TIV-MNP 2015): a ran­do­mised, partly blinded, pla­cebo-con­trolled, phase 1 trial. Lancet (2017). doi:10.1016/S0140-6736(17)30575-5.
8. Fer­nando, G. J. P. et al. Safety, tole­ra­bi­lity, accep­ta­bi­lity and immu­no­ge­ni­city of an influ­enza vac­cine deli­vered to human skin by a novel high-den­sity micro­pro­jec­tion array patch (Nano­patchTM). Vac­cine (2018). doi:10.1016/j.vaccine.2018.05.053.
9. Hirobe, S. et al. Cli­nical study and sta­bi­lity assess­ment of a novel trans­cu­ta­neous influ­enza vac­ci­na­tion using a dis­sol­ving micro­needle patch. Bio­ma­te­rials (2015). doi:10.1016/j.biomaterials.2015.04.007.
10. Poirier, D. et al. Hepa­titis B sur­face antigen incor­po­rated in dis­solvable micro­needle array patch is anti­genic and ther­most­able. Bio­ma­te­rials (2017). doi:10.1016/j.biomaterials.2017.08.038.
11. Qiu, Y. et al. DNA-based vac­ci­na­tion against hepa­titis B virus using dis­sol­ving micro­needle arrays adju­vanted by cationic lipo­somes and CpG ODN. Drug Deliv. (2016). doi:10.3109/10717544.2014.992497.
12. Cor­bett, H. J., Fer­nando, G. J. P., Chen, X., Frazer, I. H. & Kendall, M. A. F. Skin vac­ci­na­tion against cer­vical cancer asso­ciated human papil­lo­ma­virus with a novel micro-pro­jec­tion array in a mouse model. PLoS One (2010). doi:10.1371/journal.pone.0013460.
13. Joyce, J. C. et al. A Micro­needle Patch for Measles and Rubella Vac­ci­na­tion Is Immu­no­genic and Pro­tec­tive in Infant Rhesus Macaques. in Journal of Infec­tious Diseases (2018). doi:10.1093/infdis/jiy139.
14. World Health Orga­ni­za­tion (WHO). Hepa­titis B vac­cines: WHO posi­tion paper – July 2017. World Heal. Organ. Geneva (2016). doi:10.1186/1750-9378-2-15.

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Autoren: Mateusz Hasso-Agop­so­wicz, Pro­ject Manager, Initia­tive for Vac­cine Rese­arch, WHO, Geneva, Switz­er­land und Bir­gitte Gier­sing, Tech­nical Officer, Initia­tive for Vac­cine Rese­arch, WHO, Geneva, Switz­er­land

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