Banyak vaksin, termasuk vaksin untuk melawan hepatitis B dan batuk rejan, terdiri dari fragmen protein virus atau bakteri. Vaksin ini sering kali mengandung molekul lain yang disebut bahan pembantu yang membantu meningkatkan respons sistem kekebalan terhadap protein.
Sebagian besar bahan pembantu ini terdiri dari garam aluminium atau molekul lain yang menginduksi respons imun non-spesifik. Sebuah tim peneliti MIT kini telah menunjukkan bahwa jenis nanopartikel yang disebut kerangka organik logam (MOF) juga dapat memicu respons imun yang kuat dengan mengaktifkan sistem kekebalan bawaan – garis pertahanan pertama tubuh melawan patogen apa pun – melalui protein seluler yang disebut toll. reseptor.
Dalam penelitian pada tikus, para peneliti menunjukkan bahwa MOF ini berhasil merangkum dan mengirimkan sebagian protein lonjakan SARS-CoV-2, sekaligus bertindak sebagai bahan pembantu setelah MOF terdegradasi di dalam sel.
Meskipun diperlukan lebih banyak upaya untuk menyesuaikan partikel-partikel ini untuk digunakan sebagai vaksin, penelitian menunjukkan bahwa jenis struktur ini mungkin berguna untuk menghasilkan respons kekebalan yang kuat, kata para peneliti.
“Memahami bagaimana kendaraan penghantar obat dapat meningkatkan respons imun adjuvan adalah sesuatu yang bisa sangat berguna dalam merancang vaksin baru,” kata Ana Jaklenec, peneliti utama di Institut Koch untuk Penelitian Kanker Integratif MIT dan salah satu penulis utama penelitian baru ini. vaksin. studi.
Robert Langer, seorang profesor MIT dan rekan Koch Institute, dan Dan Barouch, direktur Pusat Penelitian Virologi dan Vaksin di Beth Israel Deaconess Medical Center dan seorang profesor di Harvard Medical School, juga merupakan penulis utama makalah ini, yang diterbitkan hari ini di Kemajuan ilmu pengetahuan. Penulis utama makalah ini adalah mantan postdoc MIT dan Rekan Ibn Khaldun Shahad Alsaiari.
Aktivasi kekebalan
Dalam studi ini, para peneliti fokus pada MOF yang disebut ZIF-8, yang terdiri dari kisi unit tetrahedral yang dibentuk oleh ion seng yang terikat pada empat molekul imidazol, suatu senyawa organik. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa ZIF-8 dapat secara signifikan meningkatkan respon imun, namun bagaimana tepatnya partikel tersebut mengaktifkan sistem imun masih belum diketahui.
Untuk mencoba mengetahuinya, tim MIT menciptakan vaksin eksperimental yang terdiri dari protein pengikat reseptor (RBD) SARS-CoV-2 yang tertanam dalam partikel ZIF-8. Partikel-partikel ini berdiameter antara 100 dan 200 nanometer, ukuran yang memungkinkan mereka memasuki kelenjar getah bening tubuh secara langsung atau melalui sel kekebalan seperti makrofag.
Begitu partikel memasuki sel, MOF memecah dan melepaskan protein virus. Para peneliti menemukan bahwa komponen imidazol kemudian mengaktifkan reseptor seperti tol (TLRs), yang membantu merangsang respon imun bawaan.
“Proses ini analog dengan pembentukan tim operasi rahasia pada tingkat molekuler yang mentransfer unsur-unsur penting virus Covid-19 ke sistem kekebalan tubuh, di mana mereka dapat mengaktifkan respons imun spesifik untuk meningkatkan efektivitas vaksin,” kata Alsaiari.
Pengurutan RNA sel kelenjar getah bening menunjukkan bahwa tikus yang diinokulasi dengan partikel ZIF-8 yang membawa protein virus mengaktifkan jalur TLR yang dikenal sebagai TLR-7 dengan kuat, sehingga menghasilkan produksi sitokin dan molekul lain yang lebih besar yang terlibat dalam peradangan.
Tikus yang diinokulasi dengan partikel ini menghasilkan respons yang jauh lebih kuat terhadap protein virus dibandingkan tikus yang hanya diberi protein saja.
“Kami tidak hanya mengirimkan protein dengan cara yang lebih terkontrol melalui nanopartikel, namun struktur komposisi partikel ini juga bertindak sebagai bahan pembantu,” kata Jaklenec. “Kami mampu mencapai respons yang sangat spesifik terhadap protein Covid dan dengan efek hemat dosis dibandingkan dengan hanya menggunakan protein untuk vaksinasi.”
Akses terhadap vaksin
Meskipun penelitian ini dan penelitian lainnya telah menunjukkan kemampuan imunogenik ZIF-8, masih banyak penelitian yang perlu dilakukan untuk mengevaluasi keamanan partikel dan potensi untuk meningkatkannya untuk produksi skala besar. Jika ZIF-8 tidak dikembangkan sebagai pembawa vaksin, temuan penelitian ini akan membantu mengarahkan para peneliti untuk mengembangkan nanopartikel serupa yang dapat digunakan untuk menghasilkan vaksin subunit, kata Jaklenec.
“Kebanyakan vaksin subunit biasanya memiliki dua komponen terpisah: antigen dan bahan pembantu,” kata Jaklenec. “Merancang vaksin baru yang menggunakan nanopartikel dengan gugus kimia spesifik yang tidak hanya membantu pengiriman antigen tetapi juga dapat mengaktifkan jalur kekebalan spesifik berpotensi meningkatkan kemanjuran vaksin.”
Salah satu keuntungan mengembangkan vaksin subunit untuk Covid-19 adalah bahwa vaksin tersebut biasanya lebih mudah dan murah untuk diproduksi dibandingkan vaksin mRNA, sehingga membuatnya lebih mudah untuk didistribusikan ke seluruh dunia, kata para peneliti.
“Vaksin subunit sudah ada sejak lama dan cenderung lebih murah untuk diproduksi, sehingga membuka akses yang lebih baik terhadap vaksin, terutama di masa pandemi,” kata Jaklenec.
Penelitian ini didanai oleh Ibn Khaldun Fellowships for Saudi Arabian Women dan sebagian oleh Koch Institute Support Grant dari US National Cancer Institute.
+ There are no comments
Add yours