Hvert år bliver millioner smittet med hepatitis B, og hundredtusinder dør. Særligt små børn er i risikogruppen. I fattige lande bliver mange ikke vaccineret mod den farlige virus, fordi vaccinen er dyr og skal opbevares under særlige forhold. Derfor arbejder forskere på at fremstille en oral vaccine i dråbe- eller pulverform. Vaccination, der gives gennem munden, er nemlig billigere og nemmere at håndtere end indsprøjtninger. Men det har indtil videre voldt forskerne besvær at udvikle en oral vaccine mod Hepatitis B, som er effektiv nok.

Et forskerhold anført af fysikere ved Niels Bohr Instituttet og Universidade de São Paulo har nu introduceret en teknik til lægemiddel-verdenen, som netop kan udmunde i en optimal hepatitis B-vaccine i dråbeform.

"Vi har brugt en teknologi, som normalt bruges i faststoffysikken, til at undersøge hvordan vaccinen opfører sig inde i en bestemt type indkapsling. Og det har givet afgørende information, som man ikke har kunnet få på andre måder. Når vi forskere kommer ud af vores komfortzoner og bruger hinandens viden på tværs af fagligheder, kan der opstå helt nye muligheder," siger Heloisa Bordallo, lektor ved Niels Bohr Institutet og en af de to hovedforfattere til forskningsartiklen, der netop er publiceret i Scientific Reports.

Tredimensionel indsigt

En stor udfordring ved at lave en oral vaccine er at indkapsle den i et materiale, som sørger for, at det barske miljø i vores fordøjelsessystem ikke ødelægger vaccinen, før den når frem til sit bestemmelsessted i kroppen. Det danske forskerholds samarbejdspartnere på Butantan Institute i Brasilien har længe vidst, at silica-materialet SBA-15 egner sig til at indkapsle hepatitis B-vaccine i, men de har ikke vidst, præcist hvordan materialet beskytter vaccinen. De har heller ikke kendt årsagen til, at vaccinen under deres forsøg ikke altid var helt effektiv nok.

Her kom det danske fysikerhold ind i billedet. Via en særlig teknik, hvor man kombinerer røntgenstråling med neutronstråling kunne forskerne fra Niels Bohr Institutet frembringe 3D-billeder af silicaens indre. Denne teknik er helt ny, når det drejer sig om at udvikle lægemidler. Dermed kunne forskerne se, hvordan vaccinen opfører sig inde i silicaen helt ned på partikelskala. De kunne bl.a. se, at vaccinen havde en tendens til at klumpe sig sammen inde i silicaen, hvilket gør den mindre effektiv.

"Nu ved vi, hvad der gør vaccinen mindre effektiv, og hvordan vi optimerer den. Vi ved præcis, hvilken mængde vaccine, der skal puttes ind i silica-indkapslingen, for at den virker bedst muligt i kroppen, og de kliniske forsøg kan nu fortolkes bedre," forklarer Heloisa Bordallo.

Slut med hævelser og betændelse

Især i tredjeverdenslande vil vaccinen have store fordele, forklarer den anden hovedforfatter, Martin K. Rasmussen, der er tidligere studerende ved Niels Bohr Instituttet og nu ph.d.-studerende ved DTU:

"Alene det at slippe for at stikke nåle i armene på små børn er en fordel. Man slipper også for at sterilisere nåle og for bivirkninger som hævelse og betændelse. Modsat den vaccine, man bruger i dag, er det heller ikke nødvendigt at opbevare denne type vaccine ved køleskabstemperatur. Så udgifterne bliver mindre og administrationen lettere."

Det er forskernes håb, at 3D-teknologien også skal bruges til at udvikle oral vaccine mod flere typer sygdomme. De brasilianske samarbejdspartneres mål er at fremstille en 6-i-1-vaccine i oral form mod difteri, stivkrampe, kighoste, polio, Hib og hepatitis B. Vaccinen mod difteri og stivkrampe er allerede under udvikling.

FAKTA

· Studiet er foregået i samarbejde med Institute of Physics, Universidade de São Paulo, Brasilien; Virology Laboratory, Butantan Institute, Brasilien; Immunochemistry Laboratory, Butantan Institute, Brasilien; Danmarks Tekniske Universitet; Helmholtz Center Berlin for Materials and Energy, Tyskland; Paul Scherrer Institute, Schweiz; ESRF -The European Synchrotron, ID16B, Frankrig ogEuropean Spallation Source (ESS), Sverige.

· Forskningen er finansieret af Danscatt; São Paulo Research Foundation, FAPESP; European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Frankrig; Bundesministerium für Bildung und Forschung, Tyskland.

· Artiklen er udgivet i det videnskabelige tidsskrift Scientific Reports: https://tinyurl.com/y6r8ajzp

· Ifølge WHO er omkring 257 millioner mennesker i dag smittet med hepatitis B. I 2015 døde 887.000 mennesker som følge af hepatitis B.