En vandafvisende belægning kan gøre små silkenåle brugbare til at levere vaccinemateriale under vand. Forskere fra MIT og det amerikanske landbrugsministerium har udviklet mikronåle, som kan trænge gennem våd fiskehud og blive siddende, mens fisken svømmer. Metoden er beskrevet i ACS Nano den 2. november.

De indledende dyreforsøg omfatter zebrafisk og unge regnbueørreder. Resultatet er et skridt mod en anden måde at behandle små opdrætsfisk på, men forskerne fremhæver, at systemet stadig skal udvikles, før det kan indgå i storstilet drift på dambrug.

Nålen skal holde til vand, før den skal opløses

Det tekniske problem er enkelt at formulere: En nedbrydelig nål skal bevare sin form længe nok til at komme gennem huden. Hvis vandet opløser eller blødgør materialet for tidligt, bliver både indstikket og afleveringen af indholdet vanskeligere at styre.

Holdets løsning bruger silkefibroin som grundmateriale og et tyndt lag shellak som fugtbarriere. Shellak er en harpiks, der blandt andet anvendes til overfladebehandling af fødevarer og tabletter. Belægningen beskytter nålen, før den sættes i fisken, mens selve systemet efterfølgende kan afgive sit indhold.

Der er udviklet tre udformninger: en skaltype, en type med massiv spids og en hul type. De giver forskellige kombinationer af mekanisk styrke, vandbestandighed og frigivelse. Forskerne undersøger dermed flere egenskaber samtidig, frem for blot at gøre en eksisterende nål mindre.

Små fisk er en særlig udfordring

Vaccination af opdrætsfisk kan kræve håndtering af mange enkelte dyr. Foder og behandling i vandet er andre leveringsveje, men de giver ikke automatisk samme kontrol over den mængde, som hver fisk modtager. Valget af metode er derfor også et spørgsmål om, hvordan behandlingen når frem til det enkelte dyr.

Ifølge MIT’s omtale kan de nye mikronåle bruges til levering under vand hos regnbueørreder helt ned til 1–2 gram. Så små fisk er vanskelige at håndtere med traditionelle injektionssystemer. Studiets førsteforfatter er Meng Li, som har arbejdet på løsningen i Benedetto Marellis forskergruppe.

Det er vigtigt at skelne mellem at kunne aflevere vaccinemateriale og at have en færdig vaccinationsprocedure. En ny leveringsmetode skal både være praktisk at bruge og kunne give en pålidelig behandling. At nålen bliver siddende på en svømmende fisk, er en relevant delprøve, som ikke alene afgør alle de spørgsmål.

Indholdet skal også overleve opbevaring

Forskerne undersøgte desuden, om mikronålene kan bevare DNA-materialets struktur under opbevaring. Efter fire uger under tørre forhold uden for kølekæden havde mindst halvdelen af de indlejrede plasmider bevaret deres supercoilede form, ifølge artiklens resumé.

Plasmider er små DNA-molekyler, og deres form er en målbar egenskab i en sådan stabilitetstest. Fundet skal derfor læses præcist: Det er en undersøgelse af bevaret molekylær struktur under bestemte forhold. Det er ikke dokumentation for, at enhver vaccine kan opbevares uden køling eller bevare fuld virkning i samme tidsrum.

Opbevaring og levering hænger dog tæt sammen i praksis. En løsning, der fungerer ved fisken, skal også kunne transporteres og opbevares frem til brug. Derfor er stabilitet et selvstændigt spørgsmål ved siden af nålens evne til at gennemtrænge huden.

Fra prototype til arbejdsgang

Den mulige gevinst er en mere skånsom og kontrollerbar leveringsvej, særligt til små fisk. Men en brugbar teknologi skal passe ind i hele arbejdsgangen: fremstilling, håndtering, placering af nålene og ensartet frigivelse af indholdet.

Materialer, der bruges i fødevarer, er heller ikke i sig selv en godkendelse af en ny vaccinationsmetode. Sikkerhed og virkning skal vurderes for den konkrete anvendelse. Eksempelvis skal en ensartet dosis vurderes sammen med fiskens størrelse og den tid, nålen faktisk bliver siddende. Ellers er materialets egenskaber alene ikke nok til at beskrive behandlingen. Det nye studie præsenterer en materialeløsning og indledende forsøg; næste skridt er at vise, hvordan den kan omsættes til en robust metode i opdræt.

Kilder og videre læsning

Har du fundet en fejl? Læs om rettelser.