Demo: Ett nålfritt vaccinplåster som är säkrare och mycket billigare

Trots att det har gått 160 år sedan nålen och sprutan uppfanns använder vi i dag fortfarande samma vaccinationsmetod. Det är nu dags att ta ett steg in i framtiden. Mark Kendall som är ingenjör i biomedicin introducerar oss för nanoplåstret - ett en gånger en centimeter fyrkantigt vaccinplåster som kan appliceras smärtfritt på huden. Kendall visar hur en liten bit silikon kan åtgärda fyra av de främsta bristerna med dagens sprutor - och detta till en bråkdel av kostnaden.

Det är ett nöje att vara här
i Edinburgh i Skottland

där själva nålen och sprutan föddes.

Mindre än 1,5 km ditåt,

år 1853, sökte en skotte

sitt första patent
för nålen och sprutan.

Mannen hette Alexander Wood

och det var vid
Royal College of Physicians.

Det här är patentet.

Vad som förvånar mig
när jag ser det idag

är att sprutan är nästan likadan
som den vi använder idag.

Detta trots att den är 160 år gammal.

Låt oss nu titta på själva vaccinet.

De flesta vaccin ges med nål och spruta -

denna 160 år gamla metod.

Det bör dock framhållas att vaccin,

ur flera aspekter är en lyckad metod.

Efter rent vatten och hygien

är vaccinet den uppfinning
som har ökat vår livslängd mest.

Det är svårt att slå.

Men precis som andra metoder
har vaccin sina brister.

Nålen och sprutan
är en av dessa brister -

denna gamla metod.

Så låt oss börja med det uppenbara:

Många gillar inte nålar och sprutor.

Jag är en av dem.

20 procent av befolkningen
lider dock av sprutfobi.

Det är mer än att ogilla nålar;

det är att aktivt undvika vaccinering
på grund av sprutfobi.

Detta begränsar vaccinationstäckningen.

Till detta hör dessutom
problemet med nålsticksskador.

Enligt WHO:s siffror dör
omkring 1,3 miljoner per år

på grund av korskontaminering
med nålsticksskador.

Vi talar här om för tidiga dödsfall.

Ni känner säkert till dessa två problem,

men sprutor har två andra brister
som ni kanske inte känner till:

De kan hindra utvecklingen
av nästa generation vacciner

vad beträffar deras immunsvar,

och de ligger eventuellt
bakom kylkedjeproblemet

som jag också kommer att tala om.

Jag vill därför berätta om den teknik

som mitt team nu utvecklar i Australien
vid universitetet i Queensland

för att kunna åtgärda dessa fyra brister.

Denna teknik kallas "nanoplåstret".

Detta är en variant av nanoplåstret.

Med blotta ögat ser det ut som en fyrkant,

en fyrkant mindre än ett frimärke,

men med ett mikroskop
kan vi se tusentals små piggar

som är osynliga för det mänskliga ögat.

Det finns ca 4 000 piggar
på denna fyrkant jämfört med en nål.

Piggarna har utformats

för att interagera
med hudens immunsystem.

Detta är alltså en viktig funktion
som nanoplåstret har.

Vi tillverkar nanoplåstret
med hjälp av en teknik

kallad djup reaktiv jonetsning.

Vi har lånat denna teknik
från halvledarindustrin.

Den är därför billig
och kan lanseras i stor skala.

Vi torrlackar vaccinet på piggarna
och applicerar det på huden.

Den enklaste formen av applicering...

är med hjälp av ett finger,

men våra fingrar har sina begränsningar,

så vi har tagit fram en applikator.

Det är en väldigt enkel apparat
- ett slags förfinat finger.

Det är en fjäderdriven apparat.

När vi applicerar plåstret mot huden...

(Klick)

sker omedelbart en rad saker.

Först tar sig piggarna igenom
hudens hårda yttre skikt,

och vaccinet börjar snabbt sprida sig -

faktiskt inom mindre än en minut.

Plåstret kan sedan tas av och slängas.

Applikatorn kan vi förstås återanvända.

Nu har ni en idé om nanoplåstret
och dess direkta fördelar.

Vi har pratat om att det är nålfritt:

dessa piggar går inte ens att se,

och vi slipper därmed samtidigt
problemet med sprutfobi.

Låt oss nu titta på de andra två
mycket viktiga fördelarna:

En är förbättrat immunsvar
genom själva injektionen,

och den andra är avskaffande av kylkedjan.

Låt oss börja med immunogeniciteten.

Det tar en stund att förstå,

så jag ska försöka förklara det
på ett lättbegripligt sätt.

Först måste jag dock förklara
hur ett vaccin fungerar i enkla termer.

Vaccin fungerar genom att tillföra
våra kroppar en så kallad antigen,

som är en slags ofarlig bakterie.

Denna ofarliga bakterie, denna antigen,

lurar kroppen att aktivera sitt immunsvar
och lär den att skydda sig mot inkräktare.

När den verkliga inkräktaren kommer
aktiverar kroppen snabbt sitt immunsvar

för att bemöta detta vaccin
och neutralisera infektionen.

Antigenen gör detta bra.

Dagens metod med nål och spruta -

de flesta vaccin injiceras
med denna gamla teknik -

kan emellertid hejda vårt immunsvar.

Nålen missar nämligen vår huds sweet spot.

För att förstå denna idé
måste vi göra en resa genom huden.

Vi börjar med en av dessa piggar
och med att applicera plåstret mot huden.

Då får vi fram följande data.

Det här är verklig data.

Vad ni ser är en av plåstrets piggar
som applicerats på huden.

och färgerna representerar olika lager.

För att illustrera skalan:

en nål skulle inte få plats på bilden.

Den skulle vara 10 gånger större

än själva skärmen
och gå 10 gånger djupare.

Den faller helt utanför rutnätet.

Som ni ser går piggarna in i huden.

Det röda skiktet är
ett hårt yttre skikt av död hud,

men de brun- och magentafärgade skikten

är fulla av immunceller.

I det bruna skiktet, till exempel,
finns så kallade Langerhanska celler -

varje kvadratmillimeter av vår kropp

är proppfull av dessa immunceller,

och det finns även andra
som inte markerats på bilden.

Ni ser omedelbart
att nanoplåstret når dessa celler.

Vi når tusentals av dessa celler

som finns en hårsmån från hudens yta.

Detta är förstås väldigt spännande,

men varför är det viktigt?

Varför måste vi nå dessa celler?

Hur påverkar det våra vaccin?

Vaccinationerna blir allt bättre,
och de sker mer systematiskt.

Men vi vet fortfarande inte
om ett vaccin kommer att fungera

förrän vi har kavlat upp ärmen,
gett sprutan och väntat.

Det är ett lotteri än idag.

Så vi var tvungna att delta i lotteriet.

Vi fick tag på ett influensavaccin
och applicerade det på plåstren

som vi applicerade på huden,
och därefter väntade vi,

och detta gjordes på levande djur.

Vi väntade en månad,

och här ser ni resultatet.

Denna bild visar det immunsvar
som vi fick fram med nanoplåstret

jämfört med intramuskulär injektion.

Den horisontella axeln
visar dosen i nanogram,

den vertikala axeln
visar uppnått immunsvar,

och den streckade linjen
visar skyddströskeln.

Alla värden ovanför linjen anses skyddande
medan de som ligger under inte är det.

Den röda linjen ligger oftast under kurvan

och är endast effektiv
vid en enda punkt,

nämligen med en hög dos
med 6 000 nanogram.

Titta nu på den andra kurvan,

den blå linjen.

Den visar nanoplåstrets resultat;

nanoplåstrets dos ger oss
en helt annan immunogenicitetskurva.

Detta innebär helt nya möjligheter.

Plötsligt har vi en ny hävstång
på vaccinområdet.

Det gör att vi kan ta ett fungerande,
men alldeles för dyrt vaccin

och uppnå samma skydd
med en hundradel av dosen.

Plötsligt kan priset för ett vaccin
gå från 10 dollar till 10 cent,

vilket är av stor betydelse i u-länder.

Men det finns ytterligare en möjlighet:

Vi kan ta vacciner
som idag inte fungerar

och få dem över den linjen
så att de blir effektiva.

Detta är särskilt viktigt
på vaccinområdet.

Låt oss ta en titt på
"De tre stora":

hiv, malaria och tuberkulos.

De orsakar cirka
sju miljoner dödsfall per år,

men vi saknar
effektiva vaccin för alla tre.

Eventuellt kan nanoplåstret
åtgärda detta problem.

Vi kan få dessa vaccin över linjen.

I mitt labb har vi förstås
arbetat med många andra vaccin

som uppnått liknande resultat och kurvor
som de vi uppnått med influensavaccinet.

Jag skulle nu vilja tala om
en annan brist med dagens vaccin,

nämligen kravet på en obruten kylkedja.

Som namnet antyder

innebär detta att vaccinet -
från produktion till injektion -

måste förvaras kallt.

Detta innebär vissa logistiska utmaningar,

men vi har metoder för att klara det.

Det här är ett något extremt exempel,

men det illustrerar svårigheterna,

framför allt i resursfattiga områden,

med att hålla vaccinet kylt
och inte bryta kylkedjan.

Om vaccinet är för varmt bryts det ner.

Vaccinet kan dock också vara för kallt
och brytas ner på grund av det.

Insatserna är dessutom väldigt höga.

WHO uppskattar att uppemot hälften
av de vaccin som används i Afrika idag

inte fungerar som de ska

eftersom kylkedjan
i något skede brutits.

Detta är ett stort problem
och det är kopplat till sprutan,

eftersom det är ett flytande vaccin,
och flytande vaccin måste kylas.

En av nanoplåstrets främsta egenskaper

är att vaccinet är torrt
och därför inte behöver kylas.

I mitt labb har vi kunnat fastställa
att vaccinet kan förvaras vid 23 °C

i över ett år utan förlorad effekt.

Detta är ett viktigt framsteg.

(Applåder)

Vi är också väldigt glada. (Skratt)

Vi har dessutom klart och tydligt bevisat

att nanoplåstret fungerar i laboratoriet.

Som forskare gillar jag förstås det,
och jag gillar verkligen forskning.

Som ingenjör däremot,

som ingenjör i biomedicin

och även som människa

är jag inte nöjd

förrän plåstret når marknaden
och stora grupper människor,

framför allt de som behöver det mest.

Så vi har nu gett oss i kast med detta,

och detta på ett lite annorlunda sätt.

Vi började i Papua Nya Guinea.

Papua Nya Guinea är ett u-land.

Det har ungefär samma areal som Frankrike,

men lider av många av de hinder
som hänger samman med dagens vaccin.

Vi har de logistiska problemen:

I landet finns endast 800 vaccinkylskåp.

Många är gamla och på väg att gå sönder,

och få finns i högländerna där de behövs.

Det är ett problem.

Papua Nya Guinea har också
världens högsta förekomst av HPV,

humant papillomavirus,
riskfaktor för livmoderhalscancer.

Ändå är vaccinering ovanligt,
eftersom vaccinet är för dyrt.

Av dessa två skäl

började vi utveckla vårt nanoplåster
och testa det i Papua Nya Guinea.

Inom kort kommer en uppföljning.

Detta är förstås inget lätt jobb.

Det är krävande,

men det finns inget
jag hellre skulle göra.

I samband med att vi tittar framåt
skulle jag vilja beskriva en vision -

en framtidsvision

där de 17 miljoner dödsfall per år
som idag orsakas av infektionssjukdomar

är en historisk fotnot.

Och detta har skett tack vare
radikalt förbättrade vacciner.

Så här idag, på den plats

där nålen och sprutan uppfanns -

en 160 år gammal uppfinning,

vill jag presentera en alternativ metod
som kan förverkliga denna vision,

nämligen nanoplåstret.

Det är både nålfritt och smärtfritt

det kräver ingen kylkedja
och ger dessutom ökad immunogenicitet.

Tack.

(Applåder)