Di Balik Suntikan Vaksin

Fakta Mengejutkan tentang Tantangan Produksi Vaksin Skala Besar!

 

Semua orang bicara soal pentingnya vaksin—tapi tahukah Anda betapa rumit dan penuh tantangan proses pembuatannya? Efektivitas vaksin sebagai alat kesehatan masyarakat sangat bergantung pada distribusi luas ke jutaan orang, mulai dari anak-anak hingga dewasa. Namun, di balik kemudahan satu kali suntik, tersembunyi proses produksi yang kompleks dan penuh hambatan: mulai dari teknologi canggih, penyimpanan ekstrem, hingga risiko kontaminasi. Artikel ini akan membongkar seluk-beluk produksi vaksin, dari tahap isolasi antigen hingga tantangan global rantai pasok—yang semuanya menentukan apakah vaksin bisa menyelamatkan jutaan nyawa atau gagal di tengah jalan.

 

Efektivitas vaksin sebagai alat kesehatan masyarakat bergantung pada pemberiannya secara luas kepada populasi besar, yang mencakup anak-anak dan dewasa. Hal ini memerlukan produksi vaksin dalam skala besar, suatu proses yang seringkali menghadirkan tantangan yang signifikan.

 

Tahapan Produksi Vaksin

 

Produksi vaksin melibatkan beberapa tahapan utama. Proses manufaktur ini meliputi:

• Persiapan Antigen (inaktivasi/atenuasi): Tahap ini berfokus pada pembuatan komponen antigen vaksin. Ini dapat melibatkan inaktivasi/pembunuhan patogen (misalnya, Hepatitis A, flu), pelemahannya, atau produksi komponen antigenik spesifik.

• Pemurnian: Antigen yang telah disiapkan kemudian dimurnikan untuk menghilangkan bahan yang tidak diinginkan dan memastikan kualitas serta keamanannya.

• Formulasi: Antigen yang telah dimurnikan dikombinasikan dengan bahan-bahan lain, seperti adjuvan (untuk meningkatkan respons imun), stabilisator (untuk mempertahankan potensi vaksin), dan pengawet (untuk mencegah kontaminasi bakteri), untuk membuat sediaan vaksin akhir.

 

Tantangan dalam produksi vaksin skala besar

 

Produksi vaksin menggunakan beragam teknologi yang beragam dan terus berkembang, mulai dari metode tradisional hingga pendekatan mutakhir seperti partikel mirip virus, vaksin mRNA, dan sistem berbasis tanaman.

 

Pengembangan vaksin modern memanfaatkan teknologi-teknologi baru ini untuk menciptakan vaksin yang lebih aman dan lebih efektif sekaligus meningkatkan stabilitas, formulasi, dan pengiriman [1].

 

Teknologi vaksin baru, seperti vaksin berbasis vektor virus dan asam nukleat, sangat penting untuk memungkinkan pengembangan yang cepat dan produksi skala besar guna memerangi ancaman pandemi dan bakteri yang resistan antibiotik [2] secara efektif.

 

Masing-masing teknologi baru ini menghadirkan tantangan dan keunggulan unik terkait keamanan, biaya, dan skalabilitas. Tantangan utama meliputi kompleksitas manufaktur, optimalisasi pengujian, dan keterbatasan kapasitas manufaktur global [3].

 

Misalnya, penggunaan vaksin berbasis mRNA secara global (misalnya, Pfizer, Moderna) saat ini dibatasi oleh persyaratan penyimpanan ultradingin. Hal ini menyoroti perlunya strategi untuk meningkatkan stabilitas pada suhu yang lebih tinggi, terutama untuk negara-negara dengan sumber daya terbatas [4]. Kegagalan dalam menangani masalah rantai pasokan vaksin secara memadai dapat secara signifikan mengurangi dampak dari vaksin yang paling efektif sekalipun [5].

 

Produksi antigen mikroba

 

Tahap awal produksi vaksin melibatkan pembuatan antigen dari mikroba target. Hal ini dapat dicapai melalui berbagai metode.

 

Virus, misalnya, dapat dikultur dalam sel primer, seperti telur ayam (seperti dalam produksi vaksin influenza), atau dalam galur sel atau sel manusia yang dikultur (misalnya, untuk Hepatitis A). Antigen bakteri, seperti yang digunakan dalam vaksin Haemophilus influenzae tipe b, seringkali diproduksi dalam bioreaktor.

 

Atau, antigen tersebut dapat berupa toksin atau toksoid yang berasal dari organisme (misalnya, difteri atau tetanus), atau dapat terdiri dari komponen spesifik mikroorganisme. Komponen-komponen ini, termasuk protein atau bagian lain, dapat diproduksi menggunakan teknologi rekombinan dalam sistem seperti khamir, bakteri, atau kultur sel. Vaksin hidup yang dilemahkan dibuat dengan melemahkan bakteri atau virus menggunakan metode seperti perlakuan kimia atau panas (misalnya, MMR, demam kuning).

 

Isolasi antigen

 

Setelah pembuatan antigen, antigen diisolasi dari sel atau media tempat antigen tersebut diproduksi. Virus hidup yang dilemahkan mungkin memerlukan pemurnian lebih lanjut yang minimal.

 

Namun, protein rekombinan biasanya menjalani prosedur pemurnian yang ekstensif, seringkali melibatkan ultrafiltrasi dan berbagai bentuk kromatografi kolom, sebelum layak untuk diberikan.

 

Adjuvan, penstabil, dan pengawet vaksin

 

Proses pengembangan dan produksi vaksin dapat menjadi tantangan karena potensi inkompatibilitas dan interaksi antara berbagai antigen dan komponen vaksin lainnya.

 

Setelah produksi dan pemurnian antigen, vaksin diformulasikan dengan menggabungkan antigen dengan adjuvan, penstabil, dan pengawet.

 

Adjuvan ditambahkan untuk meningkatkan respons imun terhadap antigen. Misalnya, adjuvan aluminium mencapai peningkatan ini dengan memodulasi fungsi sel sentinel, seperti makrofag dan sel dendritik, yang menginduksi polarisasi dan aktivasinya [6]. Stabilisator seperti laktalbumin hidrolisat-sukrosa (LS) atau trehalosa dihidrat (TD) memperpanjang masa simpan vaksin dengan mempertahankan titer virus yang dibutuhkan untuk periode yang lebih lama selama rekonstitusi [7].

 

Pengawet juga penting untuk meningkatkan masa simpan produk. Selain itu, pengawet seperti 2-fenoksietanol sangat penting untuk mencegah kontaminasi mikroba dalam vial vaksin multidosis [8].

 

Kontrol kualitas dan keamanan dalam pembuatan vaksin

 

Produk harus dilindungi dari kontaminasi udara, air, dan manusia. Sebaliknya, lingkungan harus dilindungi dari tumpahan antigen.

Oleh karena itu, perhatian yang cermat terhadap integritas produk dan keamanan lingkungan sangat penting dalam seluruh proses pembuatan vaksin.

 

REFERENSI

1.     Josefsberg, J., & Buckland, B. (2012). Vaccine process technology. Biotechnology and Bioengineering, 109. https://doi.org/10.1002/bit.24493.

2.     Rauch, S., Jasny, E., Schmidt, K., & Petsch, B. (2018). New Vaccine Technologies to Combat Outbreak Situations. Frontiers in Immunology, 9. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.01963.

3.     Ejeta, F. (2022). Challenges of Developing Novel Vaccines and Large Scale Production Issues. J Drug Res Dev, 8(2), 2470-1009. https://doi.org/10.16966/2470-1009.171.

4.     Uddin, M., & Roni, M. (2021). Challenges of Storage and Stability of mRNA-Based COVID-19 Vaccines. Vaccines, 9. https://doi.org/10.3390/vaccines9091033.

5.     Lee, B., & Haidari, L. (2017). The importance of vaccine supply chains to everyone in the vaccine world. Vaccine, 35 35 Pt A, 4475-4479. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2017.05.096.

6.     Danielsson, R., & Eriksson, H. (2021). Aluminium adjuvants in vaccines - A way to modulate the immune response. Seminars in cell & developmental biology. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2020.12.008.

7.     Sarkar, J., Sreenivasa, B., Singh, R., Dhar, P., & Bandyopadhyay, S. (2003). Comparative efficacy of various chemical stabilizers on the thermostability of a live-attenuated peste des petits ruminants (PPR) vaccine. Vaccine, 21 32, 4728-35. https://doi.org/10.1016/S0264-410X(03)00512-7.

8.     Khandke, L., Yang, C., Krylova, K., Jansen, K., & Rashidbaigi, A. (2011). Preservative of choice for Prev(e)nar 13™ in a multi-dose formulation. Vaccine, 29 41, 7144-53. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2011.05.074.

 

SUMBER:

Dr. Luis Vaschetto, Ph.D. Vaccine Production. https://www.news-medical.net/health/Vaccine-Production.aspx

Respons Imun Vaksin DNA

Vaksin DNA bekerja dengan cara mengirimkan DNA yang mengode antigen tertentu ke dalam tubuh, sehingga sel-sel tubuh memproduksi antigen tersebut. Antigen ini kemudian memicu respons imun, mirip seperti vaksin tradisional

 

Respons imun vaksin DNA yang mirip dengan vaksin konvensional, berikut adalah penjabaran lebih rinci:

1.Penghantaran dan Penyerapan:

• Vaksin DNA biasanya diberikan melalui injeksi intramuskular (i.m.), alat tembak gen (gene gun), atau metode lainnya.
• DNA, yang umumnya berbentuk plasmid, masuk ke dalam sel-sel jaringan tempat injeksi.
• DNA ini diserap oleh berbagai jenis sel, termasuk sel otot dan sel penyaji antigen (APC) seperti sel dendritik dan makrofag.

2.Ekspresi Gen dan Produksi Antigen:

• Setelah berada di dalam sel, DNA plasmid ditranskripsi menjadi messenger RNA (mRNA).
• mRNA kemudian diterjemahkan menjadi protein antigen target, yaitu protein spesifik yang dirancang untuk memicu respons imun.
• Antigen ini diproduksi di dalam sel inang.

3.Penyajian Antigen:

• Antigen yang telah diproduksi kemudian diproses dan disajikan di permukaan sel, umumnya oleh molekul MHC (major histocompatibility complex).
• Molekul MHC kelas I, yang ditemukan pada semua sel berinti, menyajikan antigen kepada sel T sitotoksik, yang dapat membunuh sel-sel yang terinfeksi antigen target.
• Molekul MHC kelas II, yang terutama terdapat pada APC, menyajikan antigen kepada sel T penolong, yang membantu mengaktifkan sel imun lainnya.

4.Respons Imun:

• Kompleks antigen-MHC di permukaan sel berinteraksi dengan sel T (baik penolong maupun sitotoksik).
• Interaksi ini mengaktifkan sistem imun, yang menghasilkan antibodi dan mengaktifkan sel T yang dapat mengenali dan menghancurkan antigen.
• Respons imun ini juga dapat melibatkan aktivasi sel B, yang memproduksi antibodi untuk menetralkan antigen target.

5.Respons Memori:

• Respons imun terhadap vaksin DNA juga dapat menghasilkan sel memori, yang memberikan perlindungan jangka panjang terhadap paparan antigen di masa mendatang.
• Sel memori ini dapat segera aktif dan memulai respons imun jika tubuh kembali mengalami paparan antigen tersebut.

 

Kesimpulan:

Vaksin DNA bekerja dengan memberikan cetak biru kepada tubuh untuk memproduksi antigen tertentu, yang kemudian memicu respons imun yang kuat dan tahan lama terhadap antigen tersebut.

Vaksin DNA

Vaksin DNA bekerja dengan cara mengantarkan DNA yang mengkode antigen tertentu ke dalam tubuh, sehingga mendorong sel-sel tubuh untuk memproduksi antigen tersebut. Antigen ini kemudian memicu respons imun, serupa dengan vaksin tradisional.

 

Berikut ini penjelasan rinci mengenai mekanismenya:

 

1. Pengantaran dan Penyerapan:

• Vaksin DNA umumnya diberikan melalui injeksi intramuskular (i.m.), alat penembak gen (gene gun), atau metode lainnya.

• DNA, biasanya dalam bentuk plasmid, masuk ke dalam sel-sel jaringan tempat injeksi dilakukan.

• DNA ini diserap oleh berbagai jenis sel, termasuk sel otot dan sel penyaji antigen (APC) seperti sel dendritik dan makrofag.

2. Ekspresi Gen dan Produksi Antigen:

• Setelah berada di dalam sel, DNA plasmid ditranskripsi menjadi RNA duta (mRNA).

• mRNA tersebut kemudian diterjemahkan menjadi protein antigen target, yaitu protein spesifik yang dirancang untuk memicu respons imun.

• Antigen ini diproduksi di dalam sel inang.

3. Penyajian Antigen:

• Antigen yang dihasilkan kemudian diproses dan disajikan di permukaan sel, biasanya oleh molekul MHC (major histocompatibility complex).

• MHC kelas I, yang terdapat pada semua sel berinti, menyajikan antigen kepada sel T sitotoksik, yang dapat menghancurkan sel-sel yang mengandung antigen target.

• MHC kelas II, yang terutama terdapat pada APC, menyajikan antigen kepada sel T helper, yang akan membantu mengaktifkan sel-sel imun lainnya.

4. Respons Imun:

• Kompleks antigen-MHC di permukaan sel akan berinteraksi dengan sel T (baik T helper maupun T sitotoksik).

• Interaksi ini mengaktifkan sistem imun, yang kemudian menghasilkan antibodi dan mengaktifkan sel T yang dapat mengenali serta menghancurkan antigen.

• Respons imun juga dapat melibatkan aktivasi sel B, yang memproduksi antibodi untuk menetralkan antigen target.

5. Pembentukan Memori Imun:

• Respons imun terhadap vaksin DNA juga dapat menghasilkan sel memori, yang memberikan perlindungan jangka panjang terhadap paparan antigen di masa depan.

• Sel memori ini dapat dengan cepat diaktifkan dan memulai respons imun bila tubuh kembali menemukan antigen yang sama.

Kesimpulan:

Secara sederhana, vaksin DNA bekerja dengan memberikan "cetak biru" kepada tubuh untuk memproduksi antigen tertentu, yang kemudian akan memicu respons imun yang kuat dan tahan lama terhadap antigen tersebut.

 

Vaksin Inaktif

Vaksin inaktif (atau vaksin mati) adalah jenis vaksin yang mengandung patogen (seperti virus atau bakteri) yang telah dimatikan atau diinaktivasi, sehingga tidak dapat bereplikasi atau menyebabkan penyakit. Sebaliknya, vaksin hidup menggunakan patogen yang masih hidup (namun hampir selalu dilemahkan atau attenuated). Patogen untuk vaksin inaktif dikembangkan dalam kondisi yang terkontrol dan dimatikan sebagai upaya untuk mengurangi infektivitas, sehingga mencegah infeksi akibat vaksin tersebut (1).

 

Vaksin inaktif pertama kali dikembangkan pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20 untuk penyakit kolera, pes, dan tifus (2). Pada tahun 1897, ilmuwan Jepang mengembangkan vaksin inaktif untuk penyakit pes. Pada tahun 1950-an, Jonas Salk menciptakan vaksin inaktif untuk virus polio, yang menjadi vaksin pertama yang aman dan efektif melawan penyakit polio. Saat ini, vaksin inaktif tersedia untuk berbagai patogen, termasuk influenza, polio (IPV), rabies, hepatitis A, CoronaVac, Covaxin, dan pertusis (3)(4).

 

Karena patogen yang diinaktivasi cenderung menghasilkan respons imun yang lebih lemah dibandingkan patogen hidup, beberapa vaksin inaktif memerlukan adjuvan imunologis serta suntikan penguat (booster) berulang untuk menghasilkan respons imun yang efektif terhadap patogen tersebut (1)(5)(6). Vaksin hidup yang dilemahkan umumnya lebih disukai untuk individu yang sehat, karena satu dosis biasanya cukup aman dan sangat efektif. Namun, beberapa orang tidak dapat menerima vaksin hidup karena patogen masih terlalu berisiko bagi mereka (misalnya, lansia atau individu dengan imunodefisiensi). Bagi kelompok ini, vaksin inaktif dapat memberikan perlindungan [butuh referensi].

 

Mekanisme

Partikel patogen dimusnahkan dan tidak dapat bereplikasi, namun tetap mempertahankan sebagian integritasnya agar dapat dikenali oleh sistem imun dan memicu respons imun adaptif (7)(8). Bila diproduksi dengan benar, vaksin ini tidak menimbulkan infeksi, namun proses inaktivasi yang tidak sempurna dapat menyebabkan partikel patogen tetap utuh dan infeksius.

 

Ketika vaksin disuntikkan, antigen akan diambil oleh sel penyaji antigen (antigen-presenting cell/APC) dan dibawa ke kelenjar getah bening regional pada individu yang divaksinasi. APC akan menampilkan bagian dari antigen tersebut (epitop) di permukaannya bersama molekul kompleks histokompatibilitas utama (MHC). APC kemudian dapat berinteraksi dengan dan mengaktivasi sel T. Sel T penolong (helper T cell) yang dihasilkan akan merangsang respons imun yang dimediasi antibodi atau sel, dan membentuk respons adaptif yang spesifik terhadap antigen (9)(10). Proses ini membentuk memori imunologis terhadap patogen tertentu dan memungkinkan sistem imun merespons lebih cepat dan efektif saat terpapar kembali (7)(9)(10).

 

Vaksin inaktif cenderung menghasilkan respons imun yang terutama dimediasi oleh antibodi (3)(11). Namun, pemilihan adjuvan yang tepat dapat memungkinkan vaksin inaktif untuk merangsang respons imun yang lebih kuat yang dimediasi oleh sel (1)(8).

 

Dampak Sosial

Penggunaan vaksin inaktif telah membantu mengurangi angka kesakitan dan kematian akibat penyakit seperti tetanus, difteri, dan pertusis, sehingga menciptakan masyarakat yang lebih sehat dan stabil. Kesehatan masyarakat meningkat, terutama di negara maju yang memiliki cakupan vaksinasi tinggi, sehingga tercapai kekebalan kelompok (herd immunity) (12).

 

Penurunan angka kejadian penyakit seperti polio, hepatitis A, dan influenza mengurangi jumlah penderita penyakit yang melemahkan, sehingga meningkatkan produktivitas sosial. Keluarga tidak lagi harus merawat anggota keluarga yang menderita penyakit berat, dan anak-anak dapat bersekolah tanpa ketakutan tertular penyakit. Vaksin inaktif turut meningkatkan kepercayaan masyarakat terhadap sistem kesehatan masyarakat, sehingga vaksinasi menjadi praktik yang normal, seperti vaksin flu tahunan dan imunisasi anak rutin, terutama di negara-negara maju (12).

 

Jenis

Vaksin inaktif dapat dibedakan berdasarkan metode yang digunakan untuk mematikan patogen (5)(1):

• Vaksin patogen utuh yang diinaktivasi, diproduksi dengan mematikan seluruh patogen menggunakan panas, bahan kimia, atau radiasi (6), meskipun hanya formaldehida dan beta-propiolakton yang secara luas digunakan dalam vaksin manusia (13)(14).
• Vaksin virus terpecah (split virus), diproduksi dengan menggunakan deterjen untuk mengganggu selubung virus (5)(15). Teknik ini umum digunakan dalam pengembangan banyak vaksin influenza (16).

 

Sebagian kecil sumber menggunakan istilah vaksin inaktif secara luas untuk mencakup semua vaksin non-hidup. Berdasarkan definisi ini, vaksin inaktif juga mencakup vaksin subunit dan vaksin toksoid (3)(9).

 

Contoh

Jenis vaksin inaktif meliputi (17):

• Viral:
• Vaksin polio suntik (vaksin Salk)
• Vaksin hepatitis A
• Vaksin rabies
• Sebagian besar vaksin influenza
• Vaksin ensefalitis akibat gigitan kutu (tick-borne encephalitis)
• Beberapa vaksin COVID-19: CoronaVac, Covaxin, QazVac, Sinopharm BIBP, Sinopharm WIBP, TURKOVAC, CoviVac
• Bakterial:
• Vaksin tifus suntik
• Vaksin kolera
• Vaksin pes
• Vaksin pertusis sel utuh (whole-cell pertussis)

 

Kelebihan dan Kekurangan

 

Kelebihan:

• Patogen yang diinaktivasi lebih stabil dibandingkan patogen hidup. Stabilitas ini memudahkan penyimpanan dan distribusi vaksin inaktif (9)(18)(19).
• Tidak seperti vaksin hidup yang dilemahkan, vaksin inaktif tidak dapat kembali menjadi bentuk virulen dan menyebabkan penyakit (7)(11). Misalnya, terdapat beberapa kasus langka di mana virus polio hidup dalam vaksin oral polio (OPV) menjadi virulen kembali, sehingga vaksin polio inaktif (IPV) menggantikan OPV di banyak negara yang telah mengendalikan transmisi virus polio liar (7)(10).
• Tidak seperti vaksin hidup yang dilemahkan, vaksin inaktif tidak bereplikasi dan tidak dikontraindikasikan untuk individu dengan gangguan sistem imun (7)(8)(9).
• Tidak seperti vaksin hidup yang dilemahkan, vaksin inaktivasi tidak dapat bereplikasi dan tidak dikontraindikasikan bagi individu dengan gangguan sistem imun (7)(8)(9).

 

Kekurangan

·    Vaksin inaktivasi memiliki kemampuan yang lebih rendah dalam menghasilkan respons imun yang kuat untuk memberikan kekebalan jangka panjang dibandingkan dengan vaksin hidup yang dilemahkan. Oleh karena itu, adjuvan dan suntikan penguat (booster) sering kali diperlukan untuk membentuk dan mempertahankan kekebalan yang protektif (3)(11)(18).

·   

P   Ada pembuatan vaksin yang berasal dari organisme utuh yang dimatikan, patogen harus dikultur terlebih dahulu dan kemudian diinaktivasi. Proses ini memperlambat produksi vaksin jika dibandingkan dengan vaksin genetik (7)(10)(9).

·  

    Vaksin inaktivasi cenderung menghasilkan kekebalan yang kurang tahan lama, sehingga sering kali membutuhkan beberapa dosis, yang dapat menjadi tantangan dalam kesehatan masyarakat. Sebagai contoh, vaksin influenza memerlukan pembaruan dan pemberian ulang setiap tahun, sementara vaksin hepatitis A biasanya memerlukan dua dosis yang diberikan dalam rentang waktu enam bulan.

 

 

Referensi

1. Petrovsky N, Aguilar JC (October 2004). "Vaccine adjuvants: current state and future trends". Immunology and Cell Biology. 82 (5): 488–496. doi:10.1111/j.0818-9641.2004.01272.x. PMID 15479434. S2CID 154670.
2. Plotkin SA, Plotkin SL (October 2011). "The development of vaccines: how the past led to the future". Nature Reviews. Microbiology. 9 (12) (published 2011-10-03): 889–893. doi:10.1038/nrmicro2668. PMID 21963800. S2CID 32506969.
3.  Wodi AP, Morelli V (2021). "Chapter 1: Principles of Vaccination" (PDF). In Hall E, Wodi AP, Hamborsky J, Morelli V, Schilllie S (eds.). Epidemiology and Prevention of Vaccine-Preventable Diseases (14th ed.). Washington, D.C.: Public Health Foundation, Centers for Disease Control and Prevention.
4. Brown, Jonathan (1997). The History of Medicine: A Scandalously Short Introduction (1st ed.). W.W. Norton & Company. pp. 1–530. ISBN 978-0-393-31611-7.
5.  WHO Expert Committee on Biological Standardization (19 June 2019). "Influenza". World Health Organization (WHO). Retrieved 22 October 2021.
6.  "Types of Vaccines". Vaccines.gov. U.S. Department of Health and Human Services. 23 July 2013. Archived from the original on 9 June 2013. Retrieved 16 May 2016.
7.  Vetter V, Denizer G, Friedland LR, Krishnan J, Shapiro M (March 2018). "Understanding modern-day vaccines: what you need to know". Annals of Medicine. 50 (2): 110–120. doi:10.1080/07853890.2017.1407035. PMID 29172780. S2CID 25514266.
8.  Slifka MK, Amanna I (May 2014). "How advances in immunology provide insight into improving vaccine efficacy". Vaccine. 32 (25): 2948–2957. doi:10.1016/j.vaccine.2014.03.078. PMC 4096845. PMID 24709587.
9.  Pollard AJ, Bijker EM (February 2021). "A guide to vaccinology: from basic principles to new developments". Nature Reviews. Immunology. 21 (2): 83–100. doi:10.1038/s41577-020-00479-7. PMC 7754704. PMID 33353987.
10.  Karch CP, Burkhard P (November 2016). "Vaccine technologies: From whole organisms to rationally designed protein assemblies". Biochemical Pharmacology. 120: 1–14. doi:10.1016/j.bcp.2016.05.001. PMC 5079805. PMID 27157411.
11.  Pecetta, Simone; Ahmed, S. Sohail; Ellis, Ronald; Rappuoli, Rino (2023). "Technologies for Making New Vaccines". Plotkin's Vaccines. pp. 1350–1373.e9. doi:10.1016/B978-0-323-79058-1.00067-0. ISBN 978-0-323-79058-1.
12.  Oshinsky, David M. (2005). Polio: An American Story. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-515294-4.^{[page needed]}
13. Sanders B, Koldijk M, Schuitemaker H (2015). "Inactivated Viral Vaccines". Vaccine Analysis: Strategies, Principles, and Control. pp. 45–80. doi:10.1007/978-3-662-45024-6_2. ISBN 978-3-662-45023-9. PMC 7189890. S2CID 81212732.
14. Hotez, Peter J.; Bottazzi, Maria Elena (27 January 2022). "Whole Inactivated Virus and Protein-Based COVID-19 Vaccines". Annual Review of Medicine. 73 (1): 55–64. doi:10.1146/annurev-med-042420-113212. ISSN 0066-4219. PMID 34637324. S2CID 238747462.
15. Chen J, Wang J, Zhang J, Ly H (2021). "Advances in Development and Application of Influenza Vaccines". Frontiers in Immunology. 12: 711997. doi:10.3389/fimmu.2021.711997. PMC 8313855. PMID 34326849.
16. Gemmill I, Young K, et al. (National Advisory Committee on Immunization (NACI)) (May 2018). "Summary of the NACI literature review on the comparative effectiveness and immunogenicity of subunit and split virus inactivated influenza vaccines in older adults". Can Commun Dis Rep. 44 (6): 129–133. doi:10.14745/ccdr.v44i06a02. PMC 6449119.
17. Ghaffar A, Haqqi T. "Immunization". Immunology. The Board of Trustees of the University of South Carolina. Archived from the original on 26 February 2014. Retrieved 2009-03-10.
18.  Clem AS (January 2011). "Fundamentals of vaccine immunology". Journal of Global Infectious Diseases. 3 (1): 73–78. doi:10.4103/0974-777X.77299. PMC 3068582. PMID 21572612.
19. "Inactivated whole-cell (killed antigen) vaccines - WHO Vaccine Safety Basics". vaccine-safety-training.org. World Health Organization (WHO). Retrieved 2021-11-11.

 

Vaksin hidup yang dilemahkan

Vaksin hidup yang dilemahkan bekerja dengan cara memasukkan bentuk virus atau bakteri yang telah dilemahkan dan dimodifikasi (disebut antigen) yang menyebabkan penyakit. Antigen ini memicu respons imun dalam tubuh, sehingga tubuh belajar mengenali dan melawan penyakit yang sebenarnya jika suatu saat terpapar. Bentuk patogen yang dilemahkan memungkinkan sistem imun membentuk memori yang kuat tanpa menyebabkan penyakit secara utuh.

 

Berikut penjelasan lebih rinci mengenai mekanismenya:

 

1.     Pelemahan patogen:

Vaksin hidup yang dilemahkan dibuat dengan mengambil virus atau bakteri tipe liar dan melemahkannya di laboratorium, biasanya melalui proses pengkulturan berulang. Proses pelemahan ini disebut atenuasi, yang bertujuan agar vaksin aman untuk diberikan, namun tetap mampu merangsang respons imun.

 

2.     Replikasi dan penyajian antigen:

Patogen yang dilemahkan akan bereplikasi di dalam tubuh orang yang divaksinasi, tetapi tidak menyebabkan penyakit berat. Selama proses replikasi ini, sel-sel imun tubuh mengenali antigen dari patogen yang dilemahkan, baik yang ditampilkan di permukaan sel yang terinfeksi maupun yang dilepaskan ke dalam aliran darah.

 

3.     Respons sistem imun:

Sistem imun mengenali antigen tersebut sebagai benda asing dan mulai merespons. Respons ini mencakup produksi antibodi dan aktivasi sel T, yang sangat penting untuk membentuk kekebalan jangka panjang.

 

4.     Pembentukan sel memori:

Sistem imun juga membentuk sel memori yang "mengingat" antigen spesifik dari patogen yang dilemahkan. Sel memori ini dapat dengan cepat mengenali dan menetralisasi patogen jika sewaktu-waktu masuk kembali ke dalam tubuh, sehingga memberikan perlindungan yang tahan lama terhadap penyakit.

 

5.     Kekebalan jangka panjang:

Sel memori dapat bertahan dalam tubuh selama bertahun-tahun, memungkinkan terjadinya respons imun yang cepat dan kuat saat terjadi paparan ulang terhadap patogen penyebab penyakit yang sebenarnya. Inilah prinsip dasar vaksinasi, yaitu melatih tubuh untuk melindungi diri dari penyakit tertentu tanpa harus mengalami gejala penyakit yang sebenarnya.

 

x

Teori Vaksinasi

 

Vaksinasi adalah tindakan imunisasi yang disengaja terhadap suatu organisme untuk melindunginya dari infeksi oleh agen penyakit. Vaksinasi juga dapat berarti imunisasi seseorang terhadap agen apa pun yang mampu memicu respons imun. Agen pemicu ini bisa berupa organisme infeksius, molekul berukuran sedang (misalnya, toksin protein), atau bahkan bagian dari protein tubuh sendiri (misalnya, untuk merangsang respons imun terhadap tumor). Kemajuan yang diantisipasi dalam biologi sel, imunologi, genetika molekuler, genomik, dan kekebalan seluler akan sangat mempercepat produksi vaksin yang murah, aman, dan efektif.

Vaksin bekerja dengan mempersiapkan sistem imun untuk mengenali dan menyerang zat asing atau antigen. Setelah suatu organisme divaksinasi, ia menjadi kebal karena mengandung populasi sel yang membawa molekul pengenal antigen tertentu di permukaan mereka, yang diproduksi oleh atau merupakan bagian dari agen infeksius. Antigen sering kali, meskipun tidak selalu, berupa protein yang dikode oleh genom agen infeksius; antigen juga dapat berupa molekul lain, seperti karbohidrat kompleks.

RESPONS IMUN

Teknologi vaksinasi telah dikembangkan jauh sebelum ilmu pengetahuan di baliknya dipahami. Pada akhir abad ke-19, pengamatan bahwa seseorang yang pernah terinfeksi atau terpapar agen penyakit menjadi kebal terhadapnya, kemudian dibuktikan melalui eksperimen yang ketat. Respons tubuh terhadap agen asing ini dikenal sebagai respons imun. Fakta bahwa respons imun berlangsung lebih cepat dan lebih kuat pada infeksi kedua dibanding infeksi pertama, menunjukkan bahwa tubuh “mengingat” infeksi sebelumnya dan bagaimana cara mengatasinya. Inilah yang dikenal sebagai memori imunologis. Sistem dalam tubuh yang bertanggung jawab atas respons imun ini disebut sistem imun.

Beragam jenis sel darah putih yang mengatur dan menjalankan respons kompleks ini bersirkulasi bebas di dalam darah, sehingga mudah untuk diteliti; karena alasan ini dan lainnya, kemajuan pemahaman tentang respons imun pada abad ke-20 sangat pesat. Peningkatan pengetahuan ilmiah ini dimanfaatkan dalam berbagai metode canggih untuk memanfaatkan sistem imun demi mencapai tujuan tertentu.

Dalam gambaran buku teks, sistem imun terbagi menjadi dua cabang: satu menggunakan antibodi untuk mengenali dan membantu menghancurkan agen asing (dikenal juga sebagai cabang B-sel, kekebalan humoral, atau kekebalan serum), dan satu lagi menggunakan sel (dikenal sebagai cabang T-sel atau kekebalan berbasis sel). Di bawah ini dijelaskan versi ringkas dari jalannya respons imun “tipikal”.

Cabang B-Sel

Beberapa organisme asing bersirkulasi dalam darah dan getah bening. Di limpa, antigen dari virus tertentu dikenali oleh antibodi yang terdapat di permukaan B-sel tertentu. Ketika B-sel ini mulai membelah, mereka membentuk klon dari sel-sel yang berasal dari B-sel pendiri yang mengenali antigen tersebut (seleksi klonal). Banyak dari sel-sel ini mulai menghasilkan antibodi mutan, beberapa di antaranya memiliki ikatan yang lebih kuat dengan antigen. Antibodi yang lebih kuat ini menyebabkan proliferasi sel lebih lanjut. Semakin lama antigen berada dalam tubuh, semakin banyak sel yang menghasilkan antibodi dengan daya ikat tinggi.

Jika agen asing adalah virus, antibodi yang bersirkulasi akan menetralkan virus dengan mengikatnya dan membentuk kompleks besar (kompleks imun) yang akan dibersihkan dari darah. Jika agen asing adalah bakteri, pembentukan kompleks juga terjadi, dan ikatan antibodi terhadap bakteri besar akan memicu serangkaian reaksi kompleks protein terhadap protein lainnya (cascade komplemen), yang akhirnya melubangi bakteri dan membunuhnya karena gangguan osmotik.

Setelah infeksi berlalu, sejumlah kecil B-sel akan tetap ada dan membawa antibodi terbaik di permukaannya. Jika agen asing muncul kembali, sel-sel memori ini akan segera berkembang biak. Maka pada paparan kedua, respons dimulai dari tahap akhir proses sebelumnya, bukan dari awal.

Cabang T-Sel

Beberapa partikel bakteri dan virus ditelan oleh sel penyaji antigen (APC), seperti makrofag dan sel dendritik, yang kemudian memecah protein virus dan menampilkan potongannya di permukaan sel. APC ini kemudian bertemu dengan sel lain, termasuk subtipe T-helper (Th1). Beberapa Th1 memiliki molekul di permukaannya yang secara kebetulan dapat mengenali potongan protein virus ini. Th1 kemudian menghasilkan protein terlarut (seperti interleukin-2 atau IL-2) yang merangsang T-sel pembunuh (Tk atau cytotoxic T-cells/Tc) untuk berkembang biak.

Jika suatu sel terinfeksi virus, maka beberapa protein yang dihasilkannya dikode oleh virus tersebut. Sel ini akan menampilkan potongan protein virus di permukaannya melalui molekul HLA kelas I. Tk memiliki reseptor sel T (TCR) di permukaannya. TCR memiliki berbagai bentuk; beberapa TCR pada Tk dapat mengenali kompleks antara HLA kelas I dan antigen virus. Ketika Tk mengenali antigen ini, mereka diaktifkan. Di bawah pengaruh IL-2 dari Th1, Tk akan berkembang biak dan menjadi pembunuh aktif.

Ketika pembunuh aktif bertemu sel asing yang sesuai, ia akan menempel, melubangi, dan membunuh sel tersebut. Bila respons imun berjalan optimal, sel yang terinfeksi dapat dihancurkan sebelum virus memperbanyak diri. Tk yang telah diaktifkan akan bertahan. Jika terjadi infeksi ulang, mereka segera berkembang biak kembali dan respons berlanjut dari tahap akhir proses sebelumnya.

Setelah vaksinasi, organisme dianggap kebal, artinya ia tidak mudah terinfeksi ulang oleh agen penyakit. Kekebalan ini berarti bahwa tubuh mengandung populasi sel yang membawa molekul pengenal antigen di permukaannya. Antigen didefinisikan secara fungsional sebagai molekul atau bagian molekul yang dikenali dan direspons oleh sistem imun. Antigen sering, tetapi tidak selalu, berupa protein dari genom agen infeksius; bisa juga berupa molekul lain seperti karbohidrat kompleks.

Respons imun ini dapat dianggap sebagai sistem pertahanan identifikasi-kawan-atau-lawan (IFF) yang sangat canggih. Sistem imun merupakan contoh jaringan terdistribusi yang mampu melakukan tugas kompleks (pengakuan agen asing, pengambilan keputusan, pelaksanaan aksi). Respons ini tangguh, berlapis, dan tidak hierarkis.

Komunikasi antar komponen sistem imun berlangsung melalui dua cara: (1) kontak antarsel, yang menyampaikan potongan molekul (dengan makna tinggi), dan (2) sekresi protein (~100 jenis protein), yang akan diterima jika sel penerima memiliki reseptor yang sesuai dan konsentrasi protein cukup tinggi. Meskipun sel lokal lebih terpengaruh, komunikasi ini tidak memiliki arah tetap, dan komponen sistem tidak memiliki orientasi atau posisi yang tetap satu sama lain. Kombinasi sinyal lambat, komunikasi terbatas, pengambilan keputusan terdesentralisasi, dan respons yang tepat waktu menjadikan sistem imun unik dibanding sistem buatan manusia mana pun.

PENGEMBANGAN DAN PRODUKSI VAKSIN

Perkembangan terbaru dalam biologi sel, imunologi, genetika molekuler, dan genomik yang relevan dengan militer kemungkinan akan menghasilkan produk vaksin yang lebih sederhana (misalnya protein virus rekombinan atau DNA pengkode protein tersebut), menghasilkan respons imun protektif terhadap berbagai patogen, serta memungkinkan produksi vaksin melalui proses yang cepat, murah, dan andal.

Secara umum, enam jenis vaksin yang digunakan saat ini adalah:

1.Organisme infeksius yang dimatikan (vaksin inaktif)

2.Organisme infeksius alami yang secara genetik dekat dengan patogen (misalnya, virus cowpox untuk vaksin cacar)

3.Organisme infeksius hidup yang dilemahkan (vaksin hidup yang dilemahkan)

4.Vaksin subunit

5.Vaksin berbasis sel atau virus

6.Vaksin DNA

Dampak bioteknologi pada tipe 3, 4, 5, dan 6 dijelaskan di bawah ini. Dampak pada adjuvan—zat tambahan dalam vaksin untuk memperkuat respons imun—juga dibahas. Bagian akhir membahas bagaimana kemajuan bioteknologi dapat membuka cara baru untuk menciptakan kekebalan.

Vaksin Hidup yang Dilemahkan

Vaksin dilemahkan secara konvensional dibuat dengan menumbuhkan bakteri atau virus selama banyak generasi dalam inang yang berbeda dari inang aslinya. Karena lingkungan seleksi berbeda, patogen mengalami mutasi untuk menyesuaikan diri dengan inang baru dan menjadi kurang cocok untuk inang aslinya. Misalnya, untuk membuat vaksin flu, strain flu baru ditumbuhkan berulang kali dalam telur ayam. Mutasi yang membuat virus lebih cocok hidup di telur ayam justru membuatnya kurang virulen di manusia. Mutan yang dilemahkan ini digunakan sebagai vaksin.

Belakangan ini, pendekatan klasik ini dilengkapi dengan teknik mutasi acak atau terarah. Virus yang dibuat sensitif terhadap suhu, misalnya, cenderung tumbuh lebih buruk dalam tubuh inangnya. Mutagenesis terarah pada gen antigenik virus juga lazim dilakukan. Gen yang tidak penting untuk pertumbuhan tetapi memiliki fungsi imun dapat dihapus, dan virus hasil mutasi ini diuji kemampuannya membentuk kekebalan. Pendekatan serupa juga dapat diterapkan pada patogen bakteri.

 

Vaksin Subunit

Pada abad lalu, ilmu biologi berfokus pada molekul-molekul individual yang bertanggung jawab terhadap penyakit dan kekebalan. Saat ini, industri vaksin sebagian besar telah beralih dari penggunaan organisme utuh yang telah dimatikan atau dilemahkan ke vaksin yang hanya mengandung molekul-molekul kunci yang cukup untuk memberikan kekebalan. Ilmu genomik kini mendorong ilmu dan praktik vaksinasi hingga ke tingkat gen yang mengatur kekebalan.

 

Sebagian besar vaksin modern adalah vaksin subunit, yaitu vaksin yang mengandung satu atau lebih molekul atau bagian dari molekul yang memiliki sifat imunologis dari suatu organisme dan mampu memicu respons kekebalan. Secara umum, proses pembuatan vaksin subunit untuk suatu organisme melibatkan identifikasi organisme yang telah terinfeksi dan sembuh guna mengetahui antigen mana yang memicu respons kekebalan. Antigen tersebut, yang umumnya berupa protein, kemudian diproduksi melalui teknologi rekombinan dalam bakteri, ragi, atau sel hewan yang dikultur. Protein rekombinan ini kemudian dicampur dengan adjuvan dan disuntikkan ke hewan uji untuk melihat apakah vaksin tersebut mampu memberikan kekebalan. Berdasarkan hasil uji ini, kombinasi antigen dan adjuvan dapat disesuaikan. Selanjutnya, dilakukan uji coba pada manusia.

 

Teknologi DNA rekombinan dan imunologi telah berhasil digunakan dalam pencarian antigen permukaan suatu patogen dan pengembangan vaksin rekombinan untuk hepatitis B. Peralatan dan metodologi untuk konsep ini telah terbukti dan dapat diterapkan pada sistem lainnya.

Peralihan dari vaksin flu yang ditumbuhkan dalam telur ayam atau vaksin vaccinia dari pustula sapi ke kultur organisme murni secara in vitro dan kemudian ke protein rekombinan dari organisme tersebut menghasilkan vaksin yang lebih murni dan terdefinisi dengan baik. Produk vaksin yang lebih sederhana, seperti protein rekombinan dan DNA, umumnya lebih mudah diproduksi dan dikarakterisasi. Oleh karena itu, proses produksi yang konsisten dan dapat diulang mungkin dapat dikembangkan dengan biaya dan waktu yang wajar. Sebagai contoh, Amerika Serikat memiliki kapasitas kultur sel yang jauh lebih besar untuk memproduksi protein rekombinan dan plasmid DNA (dengan tingkat biosafety GLSP/BL-1) dibandingkan kapasitas untuk memproduksi vaksin dari agen infeksius patogenik (BL-2+).

 

Mengingat kompleksitas penyediaan vaksin untuk kebutuhan militer, strategi produksi sebaiknya dipertimbangkan sejak tahap awal pengembangan. Teknik genomik menjanjikan kemudahan dalam mengidentifikasi molekul antigenik kandidat. Protein antigenik biasanya terletak di permukaan bakteri, dan protein yang diekspresikan di permukaan saat bakteri tumbuh dalam sel kemungkinan besar mencakup hampir seluruh protein yang memicu respons kekebalan. Demikian pula, antigen dapat ditemukan pada protein yang disekresikan oleh patogen serta gen-gen yang ditranskripsi ke dalam mRNA selama infeksi. Sebagai contoh, untuk bakteri yang tumbuh dalam sel manusia, cukup dengan menganalisis urutan genomnya, kita dapat mengidentifikasi protein yang mungkin diekspresikan di permukaannya. Subset protein yang diekspresikan saat tumbuh dalam sel dapat diidentifikasi melalui analisis ekspresi mRNA, yang kemungkinan besar mencakup kandidat antigen terbaik. Seiring dengan kemajuan teknologi, proses analisis ini akan semakin cepat—misalnya, teknologi sekuensing DNA menggunakan nanopori memungkinkan pembacaan genom bakteri secara keseluruhan dalam waktu yang jauh lebih singkat.

Vaksin Berbasis Sel dan Virus

Pada vaksin berbasis sel, sel atau virus yang tidak menyebabkan penyakit dimodifikasi secara genetik untuk menampilkan molekul antigenik, biasanya berupa protein antigenik dari organisme infeksius. Sel-sel ini dapat berupa bakteri yang menguntungkan (misalnya, yang biasanya hidup di saluran pernapasan atau pencernaan), atau bakteri yang agak patogenik namun hanya menyebabkan infeksi ringan dan menggantikan flora yang ada selama beberapa hari. Sel yang telah dimodifikasi ini digunakan sebagai vaksin untuk memicu respons kekebalan.

 

Meskipun telah dilakukan sejumlah penelitian di bidang ini—banyak di antaranya didanai oleh Program Penanggulangan Patogen Tidak Konvensional dari DARPA—belum ada vaksin berbasis sel yang disetujui untuk digunakan melawan penyakit infeksi. Namun, pendekatan ini telah digunakan dalam terapi kanker untuk mieloma. Saat ini, cukup umum untuk mengambil sel tumor dari pasien, menumbuhkannya di laboratorium, lalu menyuntikkannya kembali ke tubuh pasien untuk memicu sistem kekebalan menyerang sel kanker tersebut. Efektivitas vaksin ini dapat ditingkatkan dengan menyisipkan DNA ke dalam sel tumor yang mengarahkan produksi protein yang meningkatkan sifat antigenik sel kanker. Pendekatan ini terbukti sangat berhasil pada leukemia dan limfoma dewasa, dengan tingkat kesembuhan 50–80% pada pasien yang sebelumnya diperkirakan tidak akan bertahan. Namun, uji coba ini masih terbatas pada beberapa lusin orang.

Pendekatan menjanjikan lainnya adalah penggunaan vektor virus (virus yang dimodifikasi secara genetik) untuk membawa antigen yang memberikan kekebalan terhadap beberapa penyakit infeksi sekaligus dalam satu vaksin. Sebagai contoh, vaccinia (virus cacar sapi) yang digunakan untuk imunisasi terhadap cacar memiliki genom DNA ganda berukuran besar dengan cukup banyak bagian DNA yang dapat digantikan oleh DNA asing yang mengkodekan antigen lain. Vaksin vaccinia rekombinan telah diproduksi sejak 1980-an berdasarkan prinsip ini. Vaksin yang mengandung beberapa antigen sekaligus berpotensi memberikan kekebalan terhadap berbagai infeksi dengan biaya sangat rendah per dosis, misalnya $0,25.

Vaksin DNA

 

Vaksin DNA merupakan jenis vaksin baru yang sangat menjanjikan. Karena DNA jauh lebih mudah dimanipulasi dibandingkan protein atau organisme hidup, pengembangan vaksin DNA membuka kemungkinan untuk membuat dan mendistribusikan vaksin baru atau vaksin terhadap patogen baru hanya dalam hitungan minggu setelah patogen tersebut diidentifikasi.

 

Salah satu pendekatan (dikembangkan di University of Texas Southwestern Medical Center) melibatkan pembuatan fragmen DNA dari genom patogen menggunakan PCR untuk mengarahkan sintesis protein antigenik. Potongan DNA ini dicampur dengan DNA lain yang mengkode protein sitokin seperti interleukin-12 yang merangsang sistem kekebalan. Bola emas kecil dengan permukaan agak kasar dicampur dengan DNA ini, lalu ditembakkan ke kulit hewan yang akan diimunisasi menggunakan "gene gun". Sebagian DNA akan diambil oleh sel dendritik di kulit dan disajikan ke sistem kekebalan untuk memicu respons imun.

 

Janji terbesar dari teknologi ini adalah kemampuannya untuk melakukan penyaringan terhadap kumpulan gen secara menyeluruh dalam waktu beberapa minggu (bukan tahun). Peneliti dapat mengambil seluruh DNA kandidat pengkode antigen, memecahnya menjadi bagian-bagian kecil, memperbanyaknya dengan PCR, mengekspresikannya pada tikus, dan mengidentifikasi bagian mana yang membuat tikus kebal. (Namun, keterbatasannya adalah bahwa tikus tidak selalu mengalami penyakit yang sama seperti manusia.)

 

Secara konsep, proses identifikasi antigen pada vaksin DNA serupa dengan vaksin subunit, hanya saja seluruh proses dilakukan pada tingkat DNA. Karena DNA lebih mudah dimanipulasi, maka lebih hemat biaya untuk menguji berbagai kombinasi gen yang mungkin memberikan kekebalan, lalu menggabungkan gen-gen yang efektif dalam satu vaksin.

 

DARPA telah banyak berinvestasi dalam teknologi ini. Kapasitas eksperimental Amerika Serikat untuk produksi vaksin secara cepat sebagian besar berasal dari penelitian oleh Departemen Pertahanan (DOD). Saat ini, banyak perusahaan bioteknologi dan farmasi di Amerika Serikat juga mulai mengembangkan vaksin DNA. Militer perlu mengikuti perkembangan ini secara saksama.

 

Adjuvan

Adjuvan adalah zat yang meningkatkan imunogenisitas suatu antigen. Adjuvan dapat bekerja dengan cara meningkatkan jumlah sel penyaji antigen (APC) yang bermigrasi ke lokasi vaksinasi atau dengan mengemulsi protein antigenik agar menjadi sebagian terdenaturasi dan lebih mudah dikenali serta diambil oleh APC. Dalam beberapa hal, penggunaan adjuvan adalah teknologi lama yang telah dikenal selama satu abad. Namun, pemahaman modern tentang sistem imun telah memperkenalkan berbagai molekul seperti interleukin-12 yang dapat merangsang sistem kekebalan melalui mekanisme yang telah diketahui dengan baik. Program vaksinasi militer telah lama menunjukkan minat pada adjuvan dan secara aktif mengikuti perkembangan terbaru di bidang ini.

 

Kekebalan dengan Cara Lain

 

Dua pendekatan lain dalam memberikan kekebalan yang dapat dipengaruhi oleh kemajuan bioteknologi adalah:

 

1.     Imunisasi Pasif

Pemberian antibodi (IgG) dari individu yang kebal akan memberikan kekebalan sementara terhadap suatu patogen, selama antibodi tersebut masih beredar dalam darah penerima. Karena individu tersebut tidak membentuk sel memori, maka kekebalan hanya bertahan selama beberapa minggu. Di awal abad ke-20, serum yang mengandung antibodi ini diambil dari kuda yang disuntik dengan antigen, lalu IgG-nya dimurnikan dari serum. Teknik ini masih digunakan hingga kini, misalnya untuk pencegahan hepatitis A pada wisatawan ke daerah endemis, dengan menyuntikkan gamma globulin dari individu yang telah sembuh dari penyakit tersebut.

Dengan kemajuan teknologi, kini gen pengkode antibodi manusia dapat diisolasi dan diproduksi dalam kultur sel, susu, telur, bahkan tanaman. Amerika Serikat sebaiknya mengembangkan kapasitas darurat untuk memproduksi antibodi dalam jumlah besar baik untuk diagnosis maupun pencegahan. DARPA telah mempertimbangkan untuk mendanai riset ini, dan militer sebaiknya mendukungnya.

 

2.     Stimulasi Kekebalan Bawaan

Sistem kekebalan bawaan (innate) memungkinkan tubuh bereaksi terhadap infeksi tanpa perlu paparan sebelumnya. Misalnya, beberapa sel memiliki reseptor yang mengenali struktur khas bakteri, dan saat struktur tersebut dikenali, sel akan menjadi lebih resisten terhadap infeksi. Mekanisme lain seperti interferon dan sel pembunuh alami (NK) juga berperan dalam kekebalan bawaan. Sistem sitokin yang mengatur respons NK semakin dipahami, meskipun cara NK mengenali sel asing masih belum sepenuhnya jelas. Dalam 25 tahun ke depan, kemungkinan besar pemahaman terhadap mekanisme ini akan meningkat, dan dapat dimanfaatkan untuk memberikan kekebalan atau menghentikan infeksi sejak awal. Teknik-teknik ini kemungkinan masih terlalu eksperimental untuk dikembangkan secara komersial. Saat ini, DARPA merupakan salah satu lembaga utama yang mendanai penelitian menjanjikan ini, dan Angkatan Darat Amerika Serikat sebaiknya mengikuti perkembangannya secara saksama.

 

DAMPAK GLOBAL DARI PENGEMBANGAN OLEH MILITER AMERIKA SERIKAT

Militer Amerika Serikat (U.S. Army) ingin dapat melindungi pasukannya dari penyakit di mana pun mereka dikerahkan. Sebaliknya, industri farmasi membutuhkan proyeksi penjualan tahunan dalam skala ratusan juta dolar per tahun sebelum memutuskan bahwa suatu obat akan cukup menguntungkan untuk dikomersialkan. Kesenjangan antara kebutuhan militer dan insentif industri swasta ini menyebabkan kurangnya pengembangan vaksin dan terapi untuk penyakit yang jarang terjadi atau hanya endemik di daerah tertentu (misalnya, penyakit tropis seperti demam Lassa, Ebola, atau virus Nipah). Namun, jika militer Amerika Serikat mengembangkan teknologi dan infrastruktur untuk memproduksi vaksin dan terapi untuk melindungi tentaranya, maka pengembangan tersebut dapat memiliki dampak global yang signifikan.

 

Misalnya, teknologi pembuatan vaksin DNA dan protein rekombinan, serta pendekatan berbasis genom untuk mengidentifikasi antigen, dapat digunakan tidak hanya untuk penyakit yang menjadi perhatian militer, tetapi juga untuk penyakit yang menjadi ancaman kesehatan masyarakat global. Hal ini bisa membuka jalan bagi pengembangan vaksin untuk penyakit-penyakit yang selama ini diabaikan karena tidak menguntungkan secara komersial. Selain itu, kapasitas produksi vaksin yang dikembangkan untuk tujuan militer juga dapat digunakan untuk merespons keadaan darurat kesehatan masyarakat secara global, seperti pandemi.

 

Dengan demikian, investasi militer dalam bioteknologi tidak hanya memperkuat kesiapsiagaan pertahanan, tetapi juga berpotensi memberikan manfaat yang luas bagi kesehatan masyarakat dunia, terutama di negara-negara berkembang yang paling terdampak oleh penyakit menular. Oleh karena itu, penting bagi militer untuk terus mendukung dan mengikuti perkembangan teknologi vaksin, baik untuk kepentingan nasional maupun kemanusiaan global.