Melanoom is een dodelijke vorm van huidkanker die de afgelopen 30 jaar in de VS is toegenomen. bijna 100, 000 nieuwe gevallen van melanoom worden elk jaar gediagnosticeerd, en 20 Amerikanen sterven er elke dag aan, volgens de American Academy of Dermatology. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben een snelwerkende huidpleister ontwikkeld die efficiënt medicatie aflevert om melanoomcellen aan te vallen. Het apparaat, getest in muizen en menselijke huidmonsters, is een vooruitgang in de richting van de ontwikkeling van een vaccin voor de behandeling van melanoom en heeft wijdverbreide toepassingen voor andere vaccins.

De onderzoekers zullen hun bevindingen vandaag presenteren op de American Chemical Society (ACS) Fall 2019 National Meeting and Exposition.

"Onze pleister heeft een unieke chemische coating en werkingsmechanisme waardoor hij in slechts een minuut kan worden aangebracht en van de huid kan worden verwijderd, terwijl er nog steeds een therapeutische dosis medicijnen wordt afgegeven, " zegt Yanpu He, een afgestudeerde student die het apparaat heeft helpen ontwikkelen. "Onze pleisters lokken een robuuste antilichaamrespons uit bij levende muizen en zijn veelbelovend in het opwekken van een sterke immuunrespons in de menselijke huid."

Actuele zalven kunnen medicijnen aan de huid geven, maar ze kunnen er maar een kleine afstand doorheen dringen. Hoewel spuiten een effectieve manier zijn om medicijnen toe te dienen, ze kunnen pijnlijk zijn. Spuiten kunnen ook onhandig zijn voor patiënten, leidt tot niet-naleving.

Micronaaldpleisters, bereid met een laag-voor-laag (LbL) coatingmethode, zijn een gemakkelijke, pijnvrije manier om de behandeling toe te dienen. Met het LbL-proces, onderzoekers bekleden een oppervlak met moleculen van afwisselende positieve en negatieve lading. Om een ​​robuuste medicijnfilm op het oppervlak van de pleister te vormen, elke aangrenzende laag moet sterk naar elkaar en ook naar de micronaald worden aangetrokken. "Maar deze attractie maakt de hele film erg 'plakkerig', '" Hij merkt op. "Vroegere methoden, die dit 'plakkerige' karakter hebben behouden, kan tot 90 minuten duren voordat een voldoende hoeveelheid geneesmiddel de pleister verlaat en de huid binnendringt."

Paula T. Hammond, doctoraat, samen met haar afgestudeerde studenten Hij, Celestine Hong en andere collega's van het Massachusetts Institute of Technology (MIT), een manier bedacht om dit probleem te omzeilen. Ze ontwierpen een nieuw pH-responsief polymeer met twee delen. "Het eerste deel bevat aminegroepen die positief geladen zijn bij de pH waarbij we de micronaalden maken, maar die neutraal worden bij de pH van de huid, " Hij zegt. "Het tweede deel bevat carbonzuurgroepen zonder lading wanneer de micronaalden worden gemaakt, maar die negatief worden geladen wanneer de pleister op de huid wordt aangebracht, dus er is een algehele verandering in lading van positief naar negatief." Hoewel kleverige negatief-positief-negatieve lagen nog steeds nodig zijn voor LbL-filmconstructie, de patch van het team schakelt snel over op het afstoten van negatief-negatief-negatieve lagen wanneer het op de huid wordt geplaatst. Nadat de micronaalden de huid doorboren en de LbL-medicijnfilm onder de huid implanteren, het medicijn verlaat de pleister snel.

Door kippenoalbumine als modelantigeen te gebruiken, het team vaccineerde muizen met hun pleisters, en vergeleek de resultaten met intramusculaire en subcutane injecties. De micronaaldbehandeling produceerde negen keer het antilichaamniveau in vergelijking met intramusculaire injecties (bijv. gebruikt voor griepprikken) en 160 keer het antilichaamniveau vergeleken met subcutane injecties (bijv. gebruikt voor mazelenvaccins). Ze zagen ook een efficiënte immuunactivering in chirurgische monsters van menselijke huid.

"Onze patch-technologie zou kunnen worden gebruikt om vaccins te leveren om verschillende infectieziekten te bestrijden, ", zegt Hammond. "Maar we zijn enthousiast over de mogelijkheid dat de pleister een ander hulpmiddel is in het arsenaal van oncologen tegen kanker, specifiek melanoom."

Om een ​​melanoomvaccin te maken, de onderzoekers ontwikkelden een antigeen dat een marker bevat die vaak tot overexpressie wordt gebracht door melanoomcellen, evenals een adjuvans, die een algemeen gevaarsignaal voor het immuunsysteem creëert en de reactie ervan versterkt. Vervolgens, ze testten verschillende LbL-micronaaldfilmarrangementen van antigeen en adjuvans in immuuncellen afkomstig van muizen. Uit deze experimenten, de onderzoekers identificeerden de optimale LbL-micronaaldstructuur die immuuncellen lijkt te activeren die direct in de huid toegankelijk zijn. Bij levende muizen deze cellen kunnen beurtelings, migreren naar het lymfestelsel en andere immuuncellen rekruteren om de melanoomtumor aan te vallen. De onderzoekers gaan de pleisters nu testen op melanoomtumoren bij muizen.

"We gebruiken goedkope chemie en een eenvoudig fabricageschema om vaccinatie te transformeren, "zegt Hammond. "Uiteindelijk, we willen een apparaat goedgekeurd en op de markt krijgen."