Partikel Inovatif: Vaksin mRNA Lebih Efisien, Dosis & Biaya Turun

Key Points:

• Peneliti MIT mengembangkan partikel nano lipid (LNP) baru yang sangat efisien untuk pengiriman vaksin mRNA.
• LNP ini mampu menghasilkan respons imun yang sama dengan dosis 100 kali lebih rendah dibandingkan material yang disetujui FDA.
• Potensi penurunan dosis ini dapat mengurangi biaya produksi vaksin secara signifikan, membuatnya lebih terjangkau.
• Partikel AMG1541 memiliki struktur siklik dan kelompok ester yang meningkatkan efisiensi pengiriman mRNA dan biodegradabilitasnya.
• Keunggulan LNP baru ini termasuk kemampuan 'endosomal escape' yang lebih baik dan akumulasi yang lebih efektif di kelenjar getah bening.
• Teknologi ini memiliki potensi luas untuk berbagai vaksin (flu, Covid-19, HIV) dan dapat mempercepat respons terhadap pandemi di masa depan, termasuk di Indonesia.

Revolusi Vaksin mRNA: Terobosan dari MIT untuk Indonesia

Dunia medis kembali dihebohkan dengan sebuah inovasi signifikan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para peneliti di sana berhasil mengembangkan partikel pengantar atau delivery particle baru yang berpotensi merevolusi produksi vaksin mRNA. Inovasi ini tidak hanya menjanjikan vaksin yang lebih efektif, tetapi juga berpeluang besar untuk menekan biaya per dosis vaksin secara drastis, sebuah kabar gembira yang sangat relevan bagi negara-negara berkembang seperti Indonesia dalam upaya pemerataan akses kesehatan.

Dalam studi yang dilakukan pada tikus, para ilmuwan menunjukkan bahwa vaksin influenza mRNA yang diantarkan dengan nanopartikel lipid (LNP) inovatif mereka mampu menghasilkan respons imun yang setara dengan vaksin mRNA yang diantarkan menggunakan material yang telah disetujui FDA. Yang menakjubkan, hal ini dicapai hanya dengan sekitar 1/100 dari dosis yang biasanya diperlukan. Bayangkan implikasinya: produksi vaksin yang jauh lebih efisien dan terjangkau.

Tantangan Biaya dan Dosis Vaksin mRNA Global

Vaksin mRNA, yang dikenal berkat keberhasilannya dalam mengatasi pandemi Covid-19, memang memiliki efektivitas yang tinggi. Namun, salah satu tantangan utamanya adalah biaya produksi yang relatif tinggi. Daniel Anderson, seorang profesor di Departemen Teknik Kimia MIT, menyoroti aspek ini. "Salah satu tantangan dengan vaksin mRNA adalah biayanya," kata Anderson. "Ketika Anda memikirkan biaya pembuatan vaksin yang dapat didistribusikan secara luas, itu bisa sangat besar. Tujuan kami adalah mencoba membuat nanopartikel yang dapat memberikan respons vaksin yang aman dan efektif tetapi dengan dosis yang jauh lebih rendah."

Bagi Indonesia, yang memiliki populasi besar dan tantangan geografis dalam distribusi, pengurangan biaya per dosis adalah kunci untuk mencapai cakupan vaksinasi yang lebih luas dan merata. Jika teknologi ini dapat diterapkan pada vaksin Covid-19 atau penyakit menular lainnya, dampaknya terhadap program kesehatan masyarakat di Indonesia akan sangat positif, membuka jalan bagi akses yang lebih baik bagi seluruh lapisan masyarakat.

Mekanisme Pengiriman mRNA yang Lebih Cerdas

Untuk melindungi vaksin mRNA agar tidak rusak dalam tubuh setelah disuntikkan, ia dikemas dalam struktur bola lemak mikroskopis yang dikenal sebagai nanopartikel lipid (LNP). Bola-bola lemak ini berperan krusial dalam membantu mRNA masuk ke dalam sel, sehingga dapat diterjemahkan menjadi fragmen protein dari patogen seperti influenza atau SARS-CoV-2. Protein inilah yang kemudian memicu respons imun tubuh.

Dalam penelitian terbaru ini, tim MIT berfokus untuk mengembangkan partikel yang mampu memicu respons imun yang kuat, tetapi dengan dosis yang lebih rendah daripada partikel yang saat ini digunakan untuk vaksin mRNA Covid-19. Selain berpotensi menurunkan biaya per dosis, pendekatan ini juga diharapkan dapat mengurangi potensi efek samping yang mungkin timbul, meningkatkan profil keamanan vaksin secara keseluruhan.

AMG1541: LNP Unggulan dengan Efisiensi Tinggi

LNP umumnya terdiri dari lima elemen: lipid yang dapat terionisasi, kolesterol, fosfolipid pembantu, lipid polietilen glikol, dan mRNA. Dalam studi ini, para peneliti memusatkan perhatian pada lipid yang dapat terionisasi, yang memainkan peran kunci dalam menentukan kekuatan vaksin. Berbekal pemahaman mereka tentang struktur kimia yang dapat meningkatkan efisiensi pengiriman, para peneliti merancang perpustakaan lipid terionisasi baru. Lipid-lipid ini memiliki struktur siklik, yang dikenal dapat membantu meningkatkan pengiriman mRNA, serta kelompok kimia yang disebut ester, yang diyakini dapat meningkatkan kemampuan biodegradasi.

Setelah menciptakan dan menyaring banyak kombinasi struktur partikel ini pada tikus, mereka menguji mana yang paling efektif dalam mengantarkan gen untuk luciferase, protein bioluminesen. Dari serangkaian pengujian tersebut, LNP terbaik yang muncul diberi nama AMG1541. Salah satu fitur utama dari LNP baru ini adalah efektivitasnya yang lebih tinggi dalam mengatasi hambatan utama untuk partikel pengantar, yaitu 'endosomal escape'. Setelah LNP masuk ke dalam sel, mereka terisolasi dalam kompartemen seluler yang disebut endosom. LNP harus berhasil keluar dari endosom ini untuk dapat melepaskan mRNA. Partikel AMG1541 terbukti melakukannya jauh lebih efektif daripada LNP yang ada saat ini.

Keuntungan lain dari LNP baru ini adalah adanya kelompok ester pada 'ekor' partikel yang membuatnya dapat terurai setelah berhasil mengantarkan muatannya. Ini berarti partikel dapat dibersihkan dari tubuh dengan cepat, yang diyakini para peneliti dapat mengurangi efek samping dari vaksin. Aspek biodegradabilitas ini sangat penting untuk keamanan jangka panjang, khususnya jika vaksinasi perlu dilakukan secara berulang.

Dampak Signifikan: Dosis Lebih Rendah, Imunitas Optimal

Untuk menunjukkan potensi aplikasi LNP AMG1541, para peneliti menggunakannya untuk mengantarkan vaksin influenza mRNA pada tikus. Mereka membandingkan efektivitas vaksin ini dengan vaksin flu yang dibuat menggunakan lipid SM-102, yang disetujui FDA dan digunakan oleh Moderna dalam vaksin Covid-19-nya. Hasilnya sangat menjanjikan: tikus yang divaksinasi dengan partikel baru menghasilkan respons antibodi yang sama dengan tikus yang divaksinasi dengan partikel SM-102, namun hanya membutuhkan 1/100 dosis untuk menghasilkan respons tersebut.

"Dosisnya hampir seratus kali lebih rendah, tetapi Anda menghasilkan jumlah antibodi yang sama, sehingga dapat menurunkan dosis secara signifikan. Jika ini dapat diterjemahkan ke manusia, seharusnya juga dapat menurunkan biaya secara signifikan," kata Arnab Rudra, salah satu penulis utama studi tersebut. Pengurangan dosis yang begitu besar ini tentu akan memiliki dampak ekonomi yang masif, memungkinkan lebih banyak negara, termasuk Indonesia, untuk membeli dan mendistribusikan vaksin dengan anggaran yang lebih efisien.

Target Sel Imun dan Ketersediaan di Kelenjar Getah Bening

Eksperimen lebih lanjut mengungkapkan bahwa LNP baru ini lebih baik dalam mengantarkan muatannya ke jenis sel imun kritis yang disebut sel penyaji antigen. Sel-sel ini bertugas memecah antigen asing dan menampilkannya di permukaan sel, yang kemudian memberi sinyal kepada sel imun lainnya seperti sel B dan sel T untuk menjadi aktif melawan antigen tersebut. Dengan menargetkan sel-sel ini secara lebih efisien, LNP AMG1541 dapat memicu respons imun yang lebih kuat dan tahan lama.

Selain itu, LNP baru ini juga lebih mungkin terakumulasi di kelenjar getah bening, tempat di mana mereka bertemu dengan lebih banyak sel imun. Akumulasi yang lebih tinggi di kelenjar getah bening ini berperan penting dalam mengoptimalkan respons imun adaptif tubuh, memastikan perlindungan yang maksimal.

Potensi Luas untuk Masa Depan Vaksin di Indonesia

Para peneliti menyatakan bahwa penggunaan partikel ini untuk mengantarkan vaksin flu mRNA dapat memungkinkan pengembang vaksin untuk lebih baik menyesuaikan diri dengan jenis-jenis flu yang beredar setiap musim dingin. "Dengan vaksin flu tradisional, mereka harus mulai diproduksi hampir setahun sebelumnya," kata Kaelan Reed, seorang mahasiswa pascasarjana MIT. "Dengan mRNA, Anda dapat mulai memproduksinya jauh lebih lambat di musim dan mendapatkan perkiraan yang lebih akurat tentang jenis-jenis yang akan beredar, dan itu dapat membantu meningkatkan kemanjuran vaksin flu." Fleksibilitas ini sangat berharga, terutama dalam menghadapi varian virus yang terus bermutasi.

Lebih jauh lagi, partikel ini juga dapat diadaptasi untuk vaksin Covid-19, HIV, atau penyakit menular lainnya. Potensi aplikasinya sangat luas, membuka era baru dalam pengembangan vaksin yang lebih cepat, efisien, dan terjangkau. "Kami telah menemukan bahwa mereka bekerja jauh lebih baik daripada apa pun yang telah dilaporkan sejauh ini. Itulah mengapa, untuk setiap vaksin intramuskular, kami berpikir bahwa platform LNP kami dapat digunakan untuk mengembangkan vaksin untuk sejumlah penyakit," kata Akash Gupta, seorang ilmuwan peneliti di Koch Institute.

Bagi Indonesia, inovasi ini bisa menjadi game-changer. Dengan biaya produksi yang lebih rendah dan dosis yang lebih efisien, pemerintah dan lembaga kesehatan di Indonesia dapat memperluas cakupan imunisasi, melindungi lebih banyak warga dari berbagai ancaman penyakit menular. Ini bukan hanya tentang efisiensi ilmiah, tetapi juga tentang keadilan kesehatan dan pembangunan berkelanjutan. Penelitian yang didanai oleh Sanofi, National Institutes of Health, Marble Center for Cancer Nanomedicine, dan Koch Institute Support (core) Grant dari National Cancer Institute ini membuka harapan baru bagi masa depan kesehatan global, dengan manfaat nyata yang dapat dirasakan hingga ke pelosok Indonesia.