U

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 Grippe^7–9, Hepa­titis B^10,11 (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.

Diesen Artikel als PDF-Datei herunterladen

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 

Foto: shutterstock.com/Cheers Group