De vaccins van de toekomst zien eruit als klittenband. Pas als je inzoomt, kun je zien dat er nog steeds naalden aan te pas komen. In plaats van een hele grote naald, zoals nu, krijg je dan een tot tientallen naaldjes in je lijf geprikt. Ze zijn wel flink kleiner: afhankelijk van het type zijn ze één tot minder dan een tiende millimeter lang.
Prikken is pijnloos, en je hebt veel kleinere hoeveelheden medicijn of vaccin nodig. In het ideale geval produceert een fabrikant enorme stickervellen met micronaaldvaccins. Iedereen zet een plakkertje bij zichzelf, en zo kan je heel de wereld vaccineren zonder dat er ook maar een verpleegkundige aan te pas komt.
Dat laatste zit er voorlopig nog niet in, ontdekte farmacoloog Koen van der Maaden, die woensdag promoveerde op het gebruik van micronaaldjes voor vaccins. ‘Iedereen duwt de naalden met een andere kracht erin, en daardoor prikken ze beter of slechter. Ik heb vijftien vrijwilligers gevraagd om zelf een patch aan te brengen, en hun pogingen vergeleken met een apparaatje dat dat altijd met precies dezelfde kracht en snelheid doet. Bij handmatig prikken komt er maar dertig tot tachtig procent van de naaldjes in de huid; dat beïnvloedt natuurlijk de mate van afgifte. Met een applicator is die variatie veel minder, en de efficiëntie veel hoger, tot wel 98 procent. Zo’n apparaatje heb je dus wel echt nodig.’
Voor de kosten maakt dat weinig uit, stelt Van der Maaden gerust: ‘In principe werkt zo’n applicator met een veertje. Dat zit ook in een pen, en wat kost een pen nou helemaal? Een paar cent? En dan schiet je - beng! - de naaldjes erin.’
In zijn proefschrift beschrijft Van der Maaden allerlei verschillende soorten micronaaldjes. Sommige worden geëtst uit silicium, vergelijkbaar met de fabricage van computerchips. Hij heeft nog zelf zijn eigen holle naaldjes uit kwarts gemaakt, verstopt achter een soort lasmasker om zich te beschermen tegen het levensgevaarlijke fluorzuur dat daarbij nodig is. ‘Je kunt ook oplosbare naalden maken: je maakt dan een malletje, en daarin laat je de vloeistof met je medicijn of vaccin stollen. Je middel is dan de naald zelf, en die verdwijnt langzaam in de huid. Het nadeel is dat je het natuurlijk nooit zo scherp krijgt als metaal, kwarts of silicium.’
Zijn de naalden eenmaal door de hoornlaag van de huid heen, dan komen ze in de daaronder liggende epidermis, en daar bevinden zich veel zogeheten antigeen presenterende cellen. Die vertellen het immuunsysteem wat het moet aanvallen. Je huid is dus niet een soort leren condoom die alle troep aan de binnenkant bij elkaar houdt; het is een belangrijk orgaan van je immuunsysteem. Dat maakt micronaalden speciaal geschikt om vaccins mee toe te dienen. Dat kan je doen met holle naaldjes waar een vaccin doorheen stroomt, of door een vaccin op de naalden te smeren. Voor die tweede aanpak ontwikkelde Van der Maaden een mooie truc.
‘Normaal gesproken zit het vaccin als een dikke laag om de naaldjes heen. Dat heeft als nadeel dat de naalden daardoor minder scherp zijn, waardoor ze minder goed prikken en dus ook minder vaccin afgeven.’ Van der Maaden werkt in plaats daarvan met ultradunne laagjes. Het vaccin moet aan het naaldje blijven plakken, tot het in de patiënt komt, en dan moet het eraf. Daarom bracht hij eerst een flinterdun laagje aan van moleculen die afhankelijk van de zuurgraad een andere elektrische lading hebben. ‘Zogeheten pyridinegroepen zijn positief geladen in een licht zure omgeving. Het vaccin dat ik wilde gebruiken, is negatief geladen. Als ik dus zo’n met pyridine bewerkt naaldje in een zure omgeving houd en mijn vaccin toevoeg, gaat dat heel efficiënt op de naalden zitten.’ De epidermis is echter juist niet zuur, maar een piepklein beetje basisch. ‘In de huid verliezen die pyridine-groepen dus hun positieve lading. Daardoor laat het vaccin los, en komt het in de huid terecht.’
De eerste proeven met micronaalden stammen alweer uit de jaren negentig, en langzaam maar zeker rukken ze op. In Amerika is er een griepprik te koop die één micronaald gebruikt. ‘En er bestaat een cosmetisch product met micronaalden, waarvan de fabrikant zegt dat het helpt tegen rimpels’, aldus een sceptische Van der Maaden.
‘Er worden nu de eerste stappen gedaan om vaccins met micronaalden te testen op menselijke vrijwilligers. De Amerikaanse Food and Drug Administration, die beslist over de toelating van medicijnen op de Amerikaanse markt, heeft dit jaar voor het eerst bekendgemaakt wat ze van micronaalden vinden. Ze vinden het belangrijk dat de resultaten van experimenten ermee reproduceerbaar zijn, en ze vinden dat er geen naaldjes achter mogen blijven na vaccinatie. Waarschijnlijk floepen ze er gewoon uit door de spierbewegingen, maar dat moet wel eerst echt bewezen zijn.’ (BB)
Koen van der Maaden
Microneedle-mediated Vaccine Delivery
Promotie: 10 december