As vacinas devem ser armazenadas em condições específicas para evitar degradação. Essas condições geralmente são definidas pelo fabricante. Ao longo das etapas de fabricação, distribuição, armazenamento e, finalmente, administração, essas condições devem ser rigorosamente seguidas, e esse processo é conhecido como cadeia do frio.
Se a cadeia do frio for rompida em qualquer ponto durante o transporte ou armazenamento, por meio da exposição a extremos de temperatura, a potência da vacina pode ser reduzida ou a vacina pode se tornar completamente ineficaz.
A grande maioria das vacinas deve ser refrigerada entre 2 e 8 graus Celsius, com uma média preferível de 5 graus Celsius e mínimas flutuações. Refrigeradores de laboratório especialmente projetados são geralmente usados para esse fim. Esses refrigeradores apresentam flutuações de temperatura minimais ao longo dos dias e das estações, não apresentam extremos de temperatura em nenhuma superfície interna e podem ter uma tela externa de temperatura que registra automaticamente a temperatura interna em intervalos de tempo específicos.
Muitas vacinas vivas toleram congelamento. Dependendo das instruções específicas do fabricante, algumas vacinas vivas são congeladas entre -15 e -50 graus Celsius.
A maioria das vacinas não replicantes, como vírus ou bactérias inativadas, subunidades proteicas purificadas, antígenos de carboidratos e antígenos de proteínas recombinantes, são administradas juntamente com adjuvantes, como sais de alumínio. Os sais de alumínio têm sido utilizados em vacinas ao redor do mundo por quase um século. Os sais de alumínio formam uma ligação iônica com o antígeno na vacina, melhorando enormemente a estabilidade e a potência.
Nos últimos anos, adjuvantes de sais de alumínio foram utilizados para aumentar a resposta imunológica do hospedeiro após a administração junto com uma vacina. Os sais de alumínio atuam sobre monócitos, macrófagos e granulócitos para induzir citocinas, gerando um ambiente imunostimulante local. Eles também podem induzir necrose local de células estromais, causando a liberação de ácido úrico que, por sua vez, ativa os inflamassomas.
De qualquer forma, os sais de alumínio são altamente sensíveis a danos causados por congelamento, uma vez que os ciclos de congelamento-descongelamento causam agregação e sedimentação das partículas coloides. Altas temperaturas causam quase nenhum efeito na estrutura do gel de alumínio.
De fato, os danos por congelamento geralmente têm um impacto muito maior do que os danos relacionados ao calor nas vacinas, embora a maioria dos fabricantes recomende não permitir que fiquem em temperatura ambiente por mais de trinta minutos, exceto em alguns casos especiais. Em temperaturas extremas, próximas e acima de 45 graus Celsius, as proteínas presentes na vacina se desnaturalizam relativamente rápido, perdendo completamente a potência à medida que a estrutura do antígeno já não está presente.
Kumar et al. (1982) descobriram que uma vacina contra o tétano poderia sobreviver a temperaturas de 35 graus Celsius por várias semanas, enquanto a 45 graus Celsius houve uma perda de 5% na potência por dia durante as duas primeiras semanas de armazenamento. Quando exposta a temperaturas de 60 graus Celsius, a vacina se tornou completamente ineficaz após três a cinco horas. Por outro lado, quando armazenada a -30 graus Celsius por doze horas, uma vacina contra o tétano perdeu cerca de 30% da potência.
As proteínas presentes dentro da vacina podem ser diretamente danificadas por ciclos de congelamento-descongelamento por vários mecanismos. Durante o congelamento rápido, pequenos cristais de gelo se formam, o que necessariamente apresenta uma área de superfície maior para as proteínas e, portanto, é mais provável que entrem em contato, causando danos e desdobramentos parciais.
Cristais de gelo maiores causam danos mais drásticos, engolindo as proteínas e potencialmente danificando o recipiente da vacina. Durante o descongelamento, o processo de recristalização exerce tensão e estresse de cisalhamento sobre as proteínas.
Armazenar vacinas em temperaturas frias também reduz a necessidade de outros conservantes e diminui o risco de crescimento bacteriano dentro da vacina. Vários outros produtos químicos podem estar presentes em uma vacina, como vestígios de antibióticos do processo de fabricação, estabilizadores como sorbitol e reguladores de acidez como histidina, todos os quais podem ser afetados por temperaturas extremas.
