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Impfstoffe und Immunisierung: Entwicklung eines Impfstoffs gegen Badesalze unter Verwendung eines Mikropartikel-Abgabesystems - Keegan Braz Gomes, Kevin Murnane und Martin JD Souza - Mercer University, USA

Keegan Braz Gomes, Kevin Murnane und Martin JD Souza

Einleitung: Drogensucht ist in den Vereinigten Staaten eine ernste Epidemie, die täglich Tausende von Todesfällen verursacht. In den letzten Jahren greifen immer mehr Menschen zu synthetischen Cathinonen oder „Badesalzen“, da diese häufig als billige Ersatzstoffe für teurere Drogen wie Kokain und Methamphetamin vermarktet werden. Um dieses Gesundheitsproblem zu bekämpfen, wird daher ein antistimulierender Mikropartikelimpfstoff vorgeschlagen. In der Vergangenheit wurde gezeigt, dass Mikropartikelsysteme die adaptive Immunität verbessern und verlängern, wenn sie zur Verabreichung von Impfstoffen verwendet werden. Der Impfstoff wird so formuliert, dass er auf ein synthetisches Cathinon, Alpha-Pyrrolidinopropiophenon (?-PPP), abzielt, wodurch der Körper eine adaptive Immunität gegen das Medikament aufbaut. Daher wurde ein Mikropartikelsystem entwickelt und getestet, um festzustellen, ob es in Zukunft bei der Verabreichung eines antistimulierenden Arzneimittelimpfstoffs sicher und wirksam sein könnte. Methode: Eine Mikropartikelmatrix wurde formuliert, indem BSA über Nacht mit Glutaraldehyd vernetzt wurde. Nicht umgesetztes Glutaraldehyd wurde neutralisiert, bevor das Tensid Tween 80 und das Medikament ?-PPP in einer Konzentration von 10 % hinzugefügt wurden. Anschließend wurde die Formulierung mit einem Büchi-Sprühtrockner sprühgetrocknet. Anschließend wurden die Mikropartikel hinsichtlich ihrer physikochemischen Eigenschaften wie Form, Ladung und Größe untersucht. Anschließend wurde ein Stickoxid-Test durchgeführt, um die Immunogenität der Leer- und Impfstoffpartikel in vitro qualitativ zu bestimmen. Für die Vivo-Studie wurden 17 Swiss-Webster-Mäuse in die folgenden Gruppen unterteilt: 1) Medikament MP (?-PPP-Medikament in Mikropartikeln), 2) Leer-MP (Leer-Mikropartikel) und 3) Kontrolle (Kochsalzlösung). Für alle Mikropartikelgruppen wurden die Partikel mit Tween in Kochsalzlösung suspendiert und in Woche 0 (Primärimpfung), Woche 3 (Auffrischimpfung Nr. 1), Woche 6 (Auffrischimpfung Nr. 2) und Woche 29 (Auffrischimpfung Nr. 3) subkutan verabreicht. Die Kontrollgruppe erhielt für denselben Zeitraum wie oben angegeben nur Kochsalzlösung. Gleichzeitig mit der jeweiligen Behandlung wurde jeder Maus eine Reihe von Dosen (mg/kg) ?-PPP verabreicht: 18, 30, 56, 78 und 100 mg/kg (über mehrere Wochen) und sie wurde in ein Open Field-Überwachungssystem für die Bewegungsaktivität mit Lichtstrahlanordnungen in den X-, Y- und Z-Achsen gesetzt. Das Open Field-Überwachungssystem zeichnete viele Komponenten der Bewegungsaktivität auf. Für die Bewegungsanalyse wurde die Spitzenaktivität (als Reaktion auf das Medikament) jeder Maus sowie die Aktivität über einen längeren Zeitraum unter Verwendung von Parametern wie ambulanten, stereotypischen und vertikalen Zählungen aufgezeichnet. Die Ergebnisse wurden dann verwendet, um Trends und statistische Unterschiede zwischen den Gruppen zu extrapolieren. Psychotisches Verhalten wurde auch bei einer Dosis von 78 mg/kg mithilfe einer Videokamera beobachtet. Ergebnisse: Die erzeugten Mikropartikel hatten einen durchschnittlichen Durchmesser von 3 µm und ein negatives Zetapotential. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Mikropartikelmatrix (für beide MP-Gruppen) selbst nicht immunogen war. In vivo, nachdem die Dosis-Wirkungs-Kurve bei allen Mäusen erstellt wurde,die Wirkungen von ?-PPP in verschiedenen Gruppen wurden extrapoliert. Innerhalb der Kontrollgruppe wurde für den Dosisbereich eine typische ambulante Spitzendosis-Wirkungskurve beobachtet. Es wurde auch beobachtet, dass die Spitzenaktivität für die Kontrollgruppe bei 56 mg/kg nur geringfügig von der Spitzenaktivität der Gruppen „Leeres MP“ und „Medikamenten-MP“ abwich, die bei 30 mg/kg beobachtet wurde. Zusätzlich wurden ambulante, vertikale und stereotypische Zählungen über mehrere Dosen hinweg verglichen. Außerdem zeigten die Gruppen bei höheren Dosen ähnliche Psychosen. Schlussfolgerung: Daher wurde festgestellt, dass das Mikropartikel-Abgabesystem ein geeigneter Ansatz für die potenzielle Verabreichung eines Anti-?-PPP-Impfstoffs ist. Dies liegt hauptsächlich daran, dass es keine signifikanten Unterschiede in den Verhaltensergebnissen zwischen den Gruppen gibt, die die Mikropartikelsystembehandlung erhalten haben und denen, die sie nicht erhalten haben. Daher verändert das Mikropartikelsystem mit eingekapseltem Medikament das Verhalten nicht und verursacht keine atypischen oder nachteiligen Auswirkungen bei den Mäusen, wenn es gleichzeitig mit dem reinen Medikament verabreicht wird. Daher wird diese Sicherheitsbewertung dabei helfen, diese Formulierung in Zukunft zu einem Anti-PPP-Impfstoff weiterzuentwickeln, indem -PPP an einen BSA-Träger konjugiert, in eine Mikropartikelmatrix eingekapselt und dann zur Behandlung einer Arzneimittelabhängigkeit verabreicht wird.