Vaccinul Comirnaty, realizat de Pfizer/BioNTech prezinta un dezavantaj considerabil din punct de vedere al conditiilor de pastrare, intrucat are nevoie de temperaturi extrem de scazute pentru a-si mentine proprietatile (-80°C).

Acest lucru constituie de altfel principalul neajuns in contextul dinamicilor de logistica, transport si distibutie a vaccinului, mai cu seama in conditiile in care beneficiarii nu erau pregatiti pentru a avea la dispozitie containere frigorifice corespunzatoare, spre a depozita si pastra in siguranta un numar suficient de doze destinate campaniilor de vaccinare in masa – o veritabila provocare pentru competentele organizative ale structurilor implicate in acest proces.

Este vorba despre ultracongelatoare profesionale proiectate si realizate in scopul pastrarii anumitor produse sanitare si/sau materiale biologice termosensibile, care au fost utilizate mai mult in laborator, in domeniul cercetarii si pentru efectuarea de teste industriale; pana in prezent niciun vaccin nu a avut nevoie de o temperatura atat de scazuta pentru pastrarea in conditii optime.

In realitate a existat in trecut o situatie similara, desi nu atat de pretentioasa precum impune Comirnaty din punct de vedere al conditiilor termice de pastrare: este vorba despre perioada in care primul vaccin antirujeolic era in mod obligatoriu inghetat si inainte de administrare trebuia dezghetat si dizolvat, apoi injectat intr-un interval scurt pentru a nu se degrada. In prezent nimeni nu mai foloseste insa acea varianta.

Dar de ce Comirnaty are nevoie de aceasta conditie aparent bizara ce impune o temperatura atat de scazuta? Ei bine, iata in cele ce urmeaza, o serie intreaga de explicatii menite sa risipeasca nedumeririle celor ce si-au pus aceasta intrebare.

 

Temperaturile criogenice si aplicatiile lor in medicina

Temperaturile criogenice prezinta o plaja larga de aplicatii in domeniul medical, fiind utilizate atat in deomeniul tehnologiilor specifice cat si la nivelul aparaturilor complexe la nivelul carora sunt exploatate anumite carcateristici ale superconductorilor.

Una din cele mai promitatoare si mai intrigante metode de stocare a materialelor biologice este constituita tocmai de criogenie (frigul adanc): tratamentul ce utilizeaza temperaturi scazute pentru a permite stocarea celulelor pe o perioada indelungata, mentinand in acelasi timp inalterate caracteristicile lor vitale.

Este vorba mai exact despre faptul ca sub 140 K (circa -133°C), nu se identfica la nivelul materialului celular decat doua pseudo-stari: cea de vitrificare si cea de cristalizare – in acest mod, vascozitatea sporita impiedica fenomenul de difuziune si blocheaza absolut orice reactie chimica.

Criogenia este utilizata de o buna bucata de vreme in domeniul medicinei veterinare, in scopul stocarii (gratie azotului lichid) a gametilor masculini prelevati de la diferite specii de animale (indeosebi in zootehnie), pentru a fi utilizati intr-o faza succesiva in procese de fecundatie artificiala, dar constituie o excelenta solutie si in ceea ce priveste pastrarea de embrioni pe lungi perioade de timp.

Racirea celulelor si embrionilor se realizeaza lent (1K/minut sau chiar mai lent) si in prezenta anumitor substante denumite crioprotectori – cele ce au misiunea de a evita degradarea materilului organic din pricina fenomenelor osmotice care tind sa modifice concentratia plasmei celulare pe masura ce apa din jurul celulelor se solidifica.

Si in criochirurgie se folosesc proprietatile deosebite ale materialelor organice: in momentul in care racirea celulelor se efectueaza cu viteze deosebit de mari (aproximativ cu 106 K/secunda in tehnicile de obtinere a pseudo-starii de vitrificare), lichidele din interior nu au posibilitatea de a se revarsa inafara ci prin inghetare provoaca ruptura membranelor celulare.

Acest fenomen este exploatat in scopul asportarii celulelor bolnave fara a produce leziuni in zonele de circumferinta.

Pentru vitrificarea unui organism se procedeaza practic prin inlocuirea sangelui cu o solutie care prezinta un elevat continut de substante chimice (crioprotectorii) care previn formarea efectiva a ghetii, la o viteza extrema de racire a tesuturilor.

Nu putine sunt volumele si chiar fanteziile cinematografice dedicate domeniului criogeniei care trateaza posibilitatea prezervarii trupurilor omenesti in medii extrem de reci, cu intentia de a fi „readuse la viata” intr-un viitor mai mult sau mai putin indepartat, cand tehnologiile futuriste ar putea permite recuperarea in totalitate a functiilor acestora.

Oricat ar parea de surprinzator, exista deja sute de persoane (oameni de stiinta, miliardari sau celebritati) care au fost deja „puse la pastrare” in capsule dedicate, dupa au decedat, nadajduindu-se ca vor putea fi readuse la viata intr-un moment ulterior, peste ani, cand progresul tehnologic va permite acest lucru, desi inca nu se stie cu exactitate ce sanse de reusita vor avea.

In opinia criobiologului Kenneth Storey din cadrul Universitatii Carleton (Canada), este putin probabil sa se obtina vitrificarea cu succes a unui intreg organism uman:

Este posibila vitrificarea unei singure celule umane cu sanse reale de a fi recuperata pe deplin intr-o faza succesiva sau chiar a unor straturi intregi de celule umane, dar vitrificarea intregului organism nu este posibila deocamdata – este vorba despre un numar imens de celule, un ansamblu complex caruia nu i se poate schimba suficient de rapid temperatura”, sustine specialistul.

 

Vaccinul pe baza de ARN-mesager si fragilitatile sale

Desi in cazul vaccinului Comirnaty nu este vorba despre aplicarea unor tehnici efective de criogenie, proprietatile componentelor sale nu pot fi mentinute fara o racire adecvata in congelatoare farmaceutice speciale.

Spre deosebire de vaccinurile bazate pe virusi inactivi sau care au in componenta particule virus-similare (Vlp), subunitati proteice sau ADN, care pot fi pastrate si transportate la temperaturi cuprinse intre 2 si 8°C, respectiv aproape la fel ca cele regasite intr-un frigider obisnuit, vaccinurile realizate pe baza de ARN impun utilizarea unor containere frigorifice in masura sa asigure temperaturi cu mult mai scazute.

Comirnaty trebuie stocat la -80°C, iar dupa decongelare este stabil timp de cinci zile la temperaturi cuprinse intre 2 si 8°C sau maxim doua ore la o temperatura de pana la 30°C ”, se precizeaza la nivelul portalului oficial al Guvernului Romaniei, la sectiunea „Vaccinarea Covid-19”.

Nerespectarea acestui imperativ conduce la distrugerea ARNm-ului si respectiv la inutilitatea vaccinului – riscul ca ARN-ul mesager sa nu reuseasca sa-si indeplineasca sarcina inainte de a se degrada este practic inevitabil fara o temperatura adecvata.

Aceasta conditie speciala se datoreaza nu numai considerabilei instabilitati termice a moleculei de ARN (ADN-ul se pastreaza in schimb excelent la numai cateva grade peste zero), ci si puternicei sensibilitati la caldura a nanoparticulelor care se degradeaza in timp, cu cat temperatura se apropie mai mult de cea a unui congelator clasic.

Potrivit datelor indicate intr-un raport publicat de Pfizer/BioNTech la nivelul revistei de specialitate Science,

substantele utilizate pentru realizarea vaccinului Comirnaty includ filamente de ARN-mesager (ARNm) inglobate in particule lipidice, care au nevoie de parametri ambientali deosebit de rigizi din punct de vedere termic, pentru a-si pastra stabilitatea”.

In speta, toate elementele ce intra in compozitia vaccinului Comirnaty au fost combinate astfel incat produsul final sa se adapteze si sa interactioneze cu organismul uman intr-un mod cat mai natural cu putinta, fara a interveni la nivel de modificari ale patrimoniului genetic al subiectului – o conditie ce a impus caracteristici speciale, fara precedent in contextul vaccinurilor dezvoltate in laborator pentru om.

 

Cercetari efectuate si proiecte de viitor

Cand specialistii laboratoarelor Pfizer/BioNTech au obtinut primele rezultate incununate de succes in materie de vaccin anti-Covid-19, au realizat ca pentru a finaliza produsul Comirnaty vor intampina dificultati din pricina acestui neajuns reprezentat de conditiile speciale de pastrare la temperaturi extrem de scazute, dar urgenta era atat de imperativa, incat timpii de autorizare pentru utilizare la nivel global au fost accelerati la maxim.

Cu siguranta, intr-un viitor nu tocmai indepartat vor fi puse la punct formule net imbunatatite de vaccin si totodata si de recipienti speciali pentru pastrare, astfel incat nu numai ca handicapul logistic, de transport si de distributie va fi depasit cu siguranta, ci si posibilitatea optarii pentru o serie intreaga de alternative, de care in prezent nu dispunem.

Vaccinurile in general constituie o resursa extraordinara impotriva bolilor: au un pret relativ scazut, salveaza milioane de vieti si prezinta o eficacitate net superioara pana si fata de cele mai apreciate medicamente, oferind totodata un enorm potential in domeniul prevenirii pandemiilor, chiar si in cazurile unor mutatii ale agentilor infectivi”, remarca Rino Rappuoli in lucrarea „I vaccini dell’era globale. Come si progettano, da che cosa ci difendono, perche sono sicuri” (2009).

Concurenta acerba existenta la nivel international in domeniul farmaceutic precum si avantajele exploatarii datelor, informatiilor si experientelor acumulate de producatorii care au lanasat deja vaccinuri anti-Covid-19, vor contribui desigur in mod spectaculos la o efervescanta dinamica a procesului de dezvoltare a unui vaccin pe deplin functional, accesibil si mult mai putin pretentios decat Comirnaty, dar deocamdata acest produs este unicul in masura sa actioneze ca scut impotriva pandemiei cu o eficacitate de 95% (cel produs de Moderna prezinta o eficacitate de 94,1%).

In domeniul cercetarilor de laborator si a producerii de vaccinuri, practic nu exista limite de explorare: din nefericire virusii „invata” sa atace organismul uman in variate forme, iar omul da o batalie crancena la randul sau pentru a le pune bete in roate; chiar daca nu reuseste imediat, pana la urma tenacitatea si progresele stiintei l-au ajutat sa identifice solutii pentru multe patologii gratie vaccinurilor dezvoltate, dar mai raman inca multe chestiuni de rezolvat in acest context”, scria la randul sau Giorgio Bartolozzi in volumul intitulat „Vaccini e Vaccinazioni” (2015).

 

Bibliografie:

  1. Beaglehole, Robert & Bonita, Ruth – „Epidemiologia di base”, 1997;
  2. Rappuoli, Rino & Vozza, Lisa – „I vaccini dell’era globale. Come si progettano, da che cosa ci difendono, perche sono sicuri”, 2009;
  3. Bartolozzi, Giorgio – „Vaccini e Vaccinazioni”, 2015;
  4. Cipri, Katiuscia – „Sistemi Crio-Refrigerativi di tipo Pulse Tube”, 2019.

(Visited 40 times, 1 visits today)