It's a pleasure to be here in Edinburgh, Scotland, the birthplace of the needle and syringe. Less than a mile from here in this direction, in 1853 a Scotsman filed his very first patent on the needle and syringe. His name was Alexander Wood, and it was at the Royal College of Physicians. This is the patent. What blows my mind when I look at it even today is that it looks almost identical to the needle in use today. Yet, it's 160 years old.
C'est un honneur d'être ici à Édimbourg, en Écosse, le lieu de naissance de l'aiguille et de la seringue. À moins d'un kilomètre d'ici, dans cette direction, en 1853, un Écossais a déposé sont tout premier brevet sur l'aiguille et la seringue. Il s'appelait Alexander Wood et c'était au Collège Royal de Médecine. Voilà le brevet. Ce qui me dépasse quand je le regarde encore aujourd'hui, c'est qu'elle est presque identique à l'aiguille en usage aujourd'hui. Pourtant, elle est vieille de 160 ans.
So we turn to the field of vaccines. Most vaccines are delivered with the needle and syringe, this 160-year-old technology. And credit where it's due -- on many levels, vaccines are a successful technology. After clean water and sanitation, vaccines are the one technology that has increased our life span the most. That's a pretty hard act to beat.
Donc, nous nous tournons vers le domaine des vaccins. La plupart des vaccins sont livrés avec l'aiguille et la seringue, cette technologie vieille de 160 ans. Pour lui rendre son dû, à plusieurs niveaux, les vaccins sont une technologie réussie. Après l'eau potable et l'assainissement, la vaccination est la technologie qui a augmenté le plus notre durée de vie. C'est un record assez difficile à battre.
But just like any other technology, vaccines have their shortcomings, and the needle and syringe is a key part within that narrative -- this old technology. So let's start with the obvious: Many of us don't like the needle and syringe. I share that view. However, 20 percent of the population have a thing called needle phobia. That's more than disliking the needle; that is actively avoiding being vaccinated because of needle phobia. And that's problematic in terms of the rollout of vaccines.
Mais comme toute autre technologie, les vaccins ont leurs défauts ; l'aiguille et la seringue sont un élément clé dans ce récit, cette vieille technologie. Commençons donc par le plus évident : beaucoup d'entre nous n'aiment pas l'aiguille et la seringue. Je partage ce point de vue. Toutefois, 20 % de la population souffre de quelque chose appelé la phobie des aiguilles. C'est plus que ne pas aimer l'aiguille ; c'est activement éviter d'être vacciné à cause de la phobie des aiguilles. C'est problématique en termes de déploiement de vaccins.
Now, related to this is another key issue, which is needlestick injuries. And the WHO has figures that suggest about 1.3 million deaths per year take place due to cross-contamination with needlestick injuries. These are early deaths that take place.
Maintenant, lié à cela, il y a une autre question clé, ce qui est les blessures par piqûre d'aiguille. L'OMS a des chiffres qui suggèrent environ 1,3 millions de décès par an ont lieu en raison de la contamination croisée à cause des blessures par piqûre d'aiguille. Ce sont des décès précoces qui ont lieu.
Now, these are two things that you probably may have heard of, but there are two other shortcomings of the needle and syringe you may not have heard about. One is it could be holding back the next generation of vaccines in terms of their immune responses. And the second is that it could be responsible for the problem of the cold chain that I'll tell you about as well.
Maintenant, ce sont deux choses dont vous avez probablement entendu parler, mais il existe deux autres insuffisances de l'aiguille et la seringue dont vous n'avez probablement entendu parler. L'une est qu'il pourrait empêcher la prochaine génération de vaccins en termes de leurs réponses immunitaires. La seconde est qu'il pourrait être responsable pour le problème de la chaîne du froid dont je vais vous parler également.
I'm going to tell you about some work that my team and I are doing in Australia at the University of Queensland on a technology designed to tackle those four problems. And that technology is called the Nanopatch. Now, this is a specimen of the Nanopatch. To the naked eye it just looks like a square smaller than a postage stamp, but under a microscope what you see are thousands of tiny projections that are invisible to the human eye. And there's about 4,000 projections on this particular square compared to the needle. And I've designed those projections to serve a key role, which is to work with the skin's immune system. So that's a very important function tied in with the Nanopatch.
Je vais vous parler un peu du travail que mon équipe et moi faisons en Australie à l'Université du Queensland sur une technologie conçue pour s'attaquer à ces quatre problèmes. Cette technologie s'appelle le Nanopatch. Maintenant, il s'agit d'un spécimen de Nanopatch. À l'œil nu, cela ressemble à un carré plus petit qu'un timbre-poste, mais sous un microscope ce que vous voyez sont des milliers de petites projections qui sont invisibles à l'œil humain. Il y a environ 4 000 projections sur cette surface-ci, comparée à la taille de l'aiguille. J'ai conçu ces projections pour jouer un rôle clé, qui est de fonctionner avec le système immunitaire de la peau. C'est donc une fonction très importante
Now we make the Nanopatch with a technique called deep reactive ion etching. And this particular technique is one that's been borrowed from the semiconductor industry, and therefore is low cost and can be rolled out in large numbers.
liée avec le Nanopatch. Maintenant, nous faisons le Nanopatch avec une technique appelée la gravure ionique réactive profonde. Cette technique particulière est celle qui a été empruntée à l'industrie des semi-conducteurs, et est donc à faible coût
Now we dry-coat vaccines to the projections of the Nanopatch and apply it to the skin. Now, the simplest form of application is using our finger, but our finger has some limitations, so we've devised an applicator. And it's a very simple device -- you could call it a sophisticated finger. It's a spring-operated device. What we do is when we apply the Nanopatch to the skin as so -- (Click) -- immediately a few things happen. So firstly, the projections on the Nanopatch breach through the tough outer layer and the vaccine is very quickly released -- within less than a minute, in fact. Then we can take the Nanopatch off and discard it. And indeed we can make a reuse of the applicator itself.
et peut être déployée à grande échelle. Maintenant, nous séchons les vaccins en projections du Nanopatch et nous l'appliquons à la peau. Maintenant, la forme la plus simple d'application est à l'aide de notre doigt, mais notre doigt a quelques limitations, donc nous avons conçu un applicateur, C'est un dispositif très simple, vous pourriez l'appeler un doigt sophistiqué. Il s'agit d'un dispositif à ressort. Ce qu'on fait lorsque nous appliquons le Nanopatch à la peau est comme si, (Déclic) immédiatement, des choses se passent. Donc, premièrement, les projections sur le Nanopatch traversent la couche extérieure la plus résistante et le vaccin est très rapidement libéré, en moins d'une minute, en fait. Ensuite, nous pouvons retirer le Nanopatch et le jeter. En effet, nous pouvons faire une réutilisation de l'applicateur lui-même.
So that gives you an idea of the Nanopatch, and immediately you can see some key advantages. We've talked about it being needle-free -- these are projections that you can't even see -- and, of course, we get around the needle phobia issue as well.
Cela vous donne une idée du Nanopatch, et immédiatement, vous pouvez voir quelques avantages clés. Nous avons parlé de l'absence d'aiguille, ce sont des projections que vous ne pouvez même pas voir; et, bien sûr, nous contournons aussi la question de la phobie des aiguilles.
Now, if we take a step back and think about these other two really important advantages: One is improved immune responses through delivery, and the second is getting rid of the cold chain.
Maintenant, si nous prenons un peu de recul et nous pensons à ces deux autres avantages vraiment importants : premièrement, les réponses immunitaires s'améliorent grâce à la distribution, et deuxièmement on se débarrasse de la chaîne du froid.
So let's start with the first one, this immunogenicity idea. It takes a little while to get our heads around, but I'll try to explain it in simple terms. So I'll take a step back and explain to you how vaccines work in a simple way. So vaccines work by introducing into our body a thing called an antigen which is a safe form of a germ. Now that safe germ, that antigen, tricks our body into mounting an immune response, learning and remembering how to deal with intruders. When the real intruder comes along the body quickly mounts an immune response to deal with that vaccine and neutralizes the infection. So it does that well.
Commençons donc avec le premier avantage, cette idée d'immunogénicité. Il faut un peu de temps pour mieux comprendre, mais je vais essayer d'expliquer en termes simples. Donc, je vais prendre un peu de recul et vous expliquer comment les vaccins fonctionnent d'une manière simple. Donc, les vaccins fonctionnent en introduisant dans notre corps une chose appelée antigène qui est une forme sure d'un germe. Maintenant, ce germe sûr, cet antigène, trompe notre corps pour accumuler une réponse immunitaire, et ainsi en apprenant et en mémorisant la façon de traiter les intrus. Lorsque le véritable intrus arrive, le corps augmente rapidement une réponse immunitaire pour faire face à ce vaccin et neutralise l'infection. Donc, il fait ça bien.
Now, the way it's done today with the needle and syringe, most vaccines are delivered that way -- with this old technology and the needle. But it could be argued that the needle is holding back our immune responses; it's missing our immune sweet spot in the skin. To describe this idea, we need to take a journey through the skin, starting with one of those projections and applying the Nanopatch to the skin. And we see this kind of data. Now, this is real data -- that thing that we can see there is one projection from the Nanopatch that's been applied to the skin and those colors are different layers. Now, to give you an idea of scale, if the needle was shown here, it would be too big. It would be 10 times bigger than the size of that screen, going 10 times deeper as well. It's off the grid entirely. You can see immediately that we have those projections in the skin. That red layer is a tough outer layer of dead skin, but the brown layer and the magenta layer are jammed full of immune cells. As one example, in the brown layer there's a certain type of cell called a Langerhans cell -- every square millimeter of our body is jammed full of those Langerhans cells, those immune cells, and there's others shown as well that we haven't stained in this image. But you can immediately see that the Nanopatch achieves that penetration indeed. We target thousands upon thousands of these particular cells just residing within a hair's width of the surface of the skin.
La façon dont c'est fait aujourd'hui avec l'aiguille et la seringue, la plupart des vaccins sont administrés de cette façon -- avec cette vieille technologie et l'aiguille. Mais on pourrait dire que l'aiguille freine nos réponses immunitaires ; il manque le juste équilibre immunitaire dans la peau. Pour décrire cette idée, nous avons besoin de faire un voyage à travers la peau, en commençant par l'une de ces projections et l'application du Nanopatch à la peau. Nous voyons ce genre de données. Maintenant, il s'agit de données réelles. Nous pouvons voir qu'il y a une projection du Nanopatch qui a été appliquée sur la peau et ces couleurs sont différentes couches. Maintenant, pour vous donner une idée de l'échelle, si l'aiguille était montrée ici, elle serait trop grande. Elle serait 10 fois plus grande que la taille de cet écran, allant aussi 10 fois plus profond. C'est complètement hors échelle. Vous pouvez voir tout de suite que nous avoir ces projections dans la peau. Cette couche rouge est une couche extérieure dure de peau morte, mais la couche brune et la couche magenta sont pleines de cellules immunitaires. À titre d'exemple, dans la couche brune il y a un certain type de cellules appelées une cellule de Langerhans, chaque millimètre carré de notre corps est rempli de ces cellules de Langerhans, ces cellules immunitaires, et il y en a d'autres présentés aussi que nous avons pas coloriées dans cette image. Mais vous pouvez tout de suite voir que le Nanopatch réussit en effet à pénétrer. Nous ciblons des milliers et des milliers de ces cellules particulières résidant juste sous la surface de la peau, à une profondeur égale à l'épaisseur d'un poil.
Now, as the guy that's invented this thing and designed it to do that, I found that exciting. But so what? So what if you've targeted cells? In the world of vaccines, what does that mean? The world of vaccines is getting better. It's getting more systematic. However, you still don't really know if a vaccine is going to work until you roll your sleeves up and vaccinate and wait. It's a gambler's game even today.
Étant la personne qui a inventé et conçu cette chose pour faire cela, je trouve ça passionnant. Et alors ? Que se passe-t-il si vous avez des cellules ciblées ? Dans le monde des vaccins, que signifie cela ? Le monde des vaccins est de mieux en mieux. Il devient plus systématique. Cependant, vous ne savez toujours pas vraiment si un vaccin va fonctionner jusqu'à ce que vous remontez vos manches vous vaccinez et vous attendez. C'est un pari, même aujourd'hui.
So, we had to do that gamble. We obtained an influenza vaccine, we applied it to our Nanopatches and we applied the Nanopatches to the skin, and we waited -- and this is in the live animal. We waited a month, and this is what we found out. This is a data slide showing the immune responses that we've generated with a Nanopatch compared to the needle and syringe into muscle. So on the horizontal axis we have the dose shown in nanograms. On the vertical axis we have the immune response generated, and that dashed line indicates the protection threshold. If we're above that line it's considered protective; if we're below that line it's not. So the red line is mostly below that curve and indeed there's only one point that is achieved with the needle that's protective, and that's with a high dose of 6,000 nanograms. But notice immediately the distinctly different curve that we achieve with the blue line. That's what's achieved with the Nanopatch; the delivered dose of the Nanopatch is a completely different immunogenicity curve. That's a real fresh opportunity. Suddenly we have a brand new lever in the world of vaccines. We can push it one way, where we can take a vaccine that works but is too expensive and can get protection with a hundredth of the dose compared to the needle. That can take a vaccine that's suddenly 10 dollars down to 10 cents, and that's particularly important within the developing world.
Donc, nous avons dû prendre ce pari. Nous avons obtenu un vaccin contre la grippe, nous l'avons appliqué à nos Nanopatches et nous avons appliqué les Nanopatches sur la peau, et nous avons attendu -- et c'est dans un animal vivant. Nous avons attendu un mois, et c'est ce que nous avons découvert. Voici une diapo de nos données qui montre les réponses immunitaires que nous avons générées avec un Nanopatch par rapport à l'aiguille et la seringue dans le muscle. Ainsi, sur l'axe horizontal, nous avons la dose représentée en nanogrammes. Sur l'axe vertical, nous avons la réponse immunitaire générée, et la ligne en pointillés indique le seuil de protection. Si nous sommes au-dessus de cette ligne, c'est considéré comme protecteur ; si nous sommes en dessous de cette ligne, ce ne l'est pas. Ainsi, la ligne rouge est la plupart du temps en dessous de cette courbe et en effet il y a qu'un point réalisé avec l'aiguille qui est protecteur, et c'est avec une dose élevée de 6000 nanogrammes. Mais remarquez immédiatement la courbe nettement différente que nous atteignons avec la ligne bleue. Voilà ce qui atteint avec le Nanopatch, la dose délivrée du Nanopatch est une courbe d'immunogénicité complètement différente. C'est une toute nouvelle opportunité. Soudain, nous avons un tout nouveau levier dans le monde des vaccins. Nous pouvons le pousser dans un sens, où nous pouvons prendre un vaccin qui fonctionne, mais qui est trop cher et on peut obtenir une protection avec un centième de la dose par rapport à l'aiguille. Cela peut réduire le prix d'un vaccin soudainement de 10 dollars à 10 cents, et c'est particulièrement important dans le monde en développement.
But there's another angle to this as well -- you can take vaccines that currently don't work and get them over that line and get them protective. And certainly in the world of vaccines that can be important. Let's consider the big three: HIV, malaria, tuberculosis. They're responsible for about 7 million deaths per year, and there is no adequate vaccination method for any of those. So potentially, with this new lever that we have with the Nanopatch, we can help make that happen. We can push that lever to help get those candidate vaccines over the line. Now, of course, we've worked within my lab with many other vaccines that have attained similar responses and similar curves to this, what we've achieved with influenza.
Mais il y a également un autre angle à cela, vous pouvez prendre les vaccins qui ne fonctionnent pas actuellement et les faire passer au-dessus de cette ligne et faire en sorte qu'ils deviennent protecteurs. Certainement dans le monde des vaccins, cela peut être important. Prenons les trois grands : le VIH, la malaria et la tuberculose. Ils sont responsables d'environ 7 millions de décès par an, et il n'existe pas de méthode adéquate de vaccination pour aucun d'eux. Donc potentiellement, avec ce nouveau levier que nous avons avec le Nanopatch, nous pouvons aider à rendre cela possible. Nous pouvons pousser ce levier pour aider à obtenir les vaccins candidats au-dessus de la ligne. Maintenant, bien sûr, on a travaillé dans mon laboratoire avec de nombreux autres vaccins qui ont atteint des réponses similaires et des courbes similaires à celle-là, résultats que nous avons atteints avec la grippe.
I'd like to now switch to talk about another key shortcoming of today's vaccines, and that is the need to maintain the cold chain. As the name suggests -- the cold chain -- it's the requirements of keeping a vaccine right from production all the way through to when the vaccine is applied, to keep it refrigerated. Now, that presents some logistical challenges but we have ways to do it. This is a slightly extreme case in point but it helps illustrate the logistical challenges, in particular in resource-poor settings, of what's required to get vaccines refrigerated and maintain the cold chain. If the vaccine is too warm the vaccine breaks down, but interestingly it can be too cold and the vaccine can break down as well.
J'aimerais maintenant parler d'une autre lacune importante des vaccins actuels, et c'est la nécessité de maintenir la chaîne du froid. Comme son nom l'indique, la chaîne du froid, ce sont les exigences de maintenir un vaccin réfrigéré à partir du moment de sa production et jusqu'à son application. Maintenant, cela présente des défis logistiques mais nous avons les moyens de le faire. Il s'agit d'un cas un peu extrême mais il permet d'illustrer les défis logistiques, en particulier dans les milieux pauvres en ressources, qui sont nécessaires pour obtenir des vaccins réfrigérés et pour garantir la chaîne du froid. Si le vaccin est trop chaud, le vaccin ne fonctionne pas, mais ce qui est intéressant, c'est qu'il peut aussi être trop froid et le vaccin ne fonctionne pas non plus.
Now, the stakes are very high. The WHO estimates that within Africa, up to half the vaccines used there are considered to not be working properly because at some point the cold chain has fallen over. So it's a big problem, and it's tied in with the needle and syringe because it's a liquid form vaccine, and when it's liquid it needs the refrigeration.
Maintenant, les enjeux sont très élevés. L'OMS estime qu'en Afrique, jusqu'à la moitié des vaccins qui y sont utilisés sont considérés comme défectueux parce qu'à un moment donné, la chaîne du froid a été rompue. Donc, c'est un gros problème et il est lié avec l' aiguille et la seringue parce que c'est un vaccin sous forme liquide, et quand il est liquide, il a besoin de réfrigération.
A key attribute of our Nanopatch is that the vaccine is dry, and when it's dry it doesn't need refrigeration. Within my lab we've shown that we can keep the vaccine stored at 23 degrees Celsius for more than a year without any loss in activity at all. That's an important improvement. (Applause) We're delighted about it as well. And the thing about it is that we have well and truly proven the Nanopatch within the laboratory setting. And as a scientist, I love that and I love science. However, as an engineer, as a biomedical engineer and also as a human being, I'm not going to be satisfied until we've rolled this thing out, taken it out of the lab and got it to people in large numbers and particularly the people that need it the most.
Un attribut clé de notre Nanopatch est que le vaccin est sec, et quand il est sec, il n'a pas besoin d'être réfrigéré. Dans mon laboratoire, nous avons montré que nous pouvons garder le vaccin conservé à 23° C, pendant plus d'un an sans aucune perte d'activité du tout. C'est une amélioration importante. (Applaudissements) Nous en sommes aussi ravis que vous. Et la chose, c'est que nous avons bel et bien prouvé le Nanopatch dans un laboratoire. En tant que scientifique, j'aime ça et j'aime la science. Cependant, en tant qu'ingénieur, en tant qu'ingénieur biomédical et aussi en tant qu'être humain, je ne vais pas être satisfait jusqu'à ce que nous aillons lancé ce projet hors du laboratoire et qu'il arrive jusqu'à de nombreuses personnes et en particulier aux personnes qui en ont le plus besoin.
So we've commenced this particular journey, and we've commenced this journey in an unusual way. We've started with Papua New Guinea.
Nous avons donc entrepris ce voyage particulier, et nous avons amorcé ce voyage d'une manière inhabituelle. Nous avons commencé avec la Papouasie-Nouvelle-Guinée.
Now, Papua New Guinea is an example of a developing world country. It's about the same size as France, but it suffers from many of the key barriers existing within the world of today's vaccines. There's the logistics: Within this country there are only 800 refrigerators to keep vaccines chilled. Many of them are old, like this one in Port Moresby, many of them are breaking down and many are not in the Highlands where they are required. That's a challenge. But also, Papua New Guinea has the world's highest incidence of HPV, human papillomavirus, the cervical cancer [risk factor]. Yet, that vaccine is not available in large numbers because it's too expensive. So for those two reasons, with the attributes of the Nanopatch, we've got into the field and worked with the Nanopatch, and taken it to Papua New Guinea and we'll be following that up shortly.
La Papouasie-Nouvelle-Guinée est l'exemple d'un pays en développement. Elle a à peu près la même taille que la France, mais le pays souffre d'un grand nombre de principaux obstacles existant dans le monde des vaccins actuels. Voici la logistique. Dans ce pays, il y a seulement 800 frigos pour garder les vaccins au froid. Beaucoup d'entre eux sont vieux, comme celui-ci à Port Moresby, beaucoup d'entre eux tombent en panne et beaucoup ne sont pas dans les Highlands là où ils sont nécessaires. C'est un défi. Mais aussi, la Papouasie-Nouvelle-Guinée a le taux la plus élevé au monde de VPH, le virus du papillome humain, le cancer du col de l'utérus. Pourtant, ce vaccin n'est pas disponible dans un grand nombre parce qu'il est trop cher. Donc, pour ces deux raisons, avec les attributs du Nanopatch, nous sommes allés sur le terrain avec le Nanopatch, l'avons introduit en Papouasie-Nouvelle-Guinée, et nous allons suivre les résultats sous peu.
Now, doing this kind of work is not easy. It's challenging, but there's nothing else in the world I'd rather be doing. And as we look ahead I'd like to share with you a thought: It's the thought of a future where the 17 million deaths per year that we currently have due to infectious disease is a historical footnote. And it's a historical footnote that has been achieved by improved, radically improved vaccines. Now standing here today in front of you at the birthplace of the needle and syringe, a device that's 160 years old, I'm presenting to you an alternative approach that could really help make that happen -- and it's the Nanopatch with its attributes of being needle-free, pain-free, the ability for removing the cold chain and improving the immunogenicity. Thank you. (Applause)
Maintenant, faire ce genre de travail n'est pas facile. C'est difficile, mais il n'y a rien au monde que j'aimerais faire à la place. Comme nous regardons vers l'avenir, je voudrais partager avec vous une pensée : c'est la pensée d'un avenir où les 17 millions de décès par an que nous avons actuellement en raison d'une maladie infectieuse est une référence historique. C'est une référence historique qui a été réalisée par l'amélioration, l'amélioration radicale des vaccins. Maintenant être debout ici aujourd'hui devant vous à l'endroit de naissance de l'aiguille et la seringue, un dispositif âgé de 160 ans, et vous présenter une approche alternative qui pourrait vraiment aider à rendre cela possible. Et c'est le Nanopatch avec ses attributs d'être sans aiguille, sans douleur, la capacité de faire sans la chaîne du froid et l'amélioration de l'immunogénicité. Merci. (Applaudissements)