Bagaimana ilmu vaksin dapat membantu mengatasi resistensi antimikroba

Dalam kemampuannya untuk memberikan perlindungan substansial terhadap efek terburuk dari virus corona baru, vaksin adalah tiket kita keluar dari pandemi Covid-19 – tetapi penelitian menunjukkan bahwa vaksin juga dapat membantu kita mengatasi ancaman mendesak lainnya terhadap kesehatan masyarakat: resistensi antimikroba.

Resistensi antimikroba (AMR), yang terjadi ketika patogen seperti bakteri dan virus tidak lagi merespons pengobatan, adalah salah satu dari 10 ancaman global teratas Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) bagi kemanusiaan. Perserikatan Bangsa-Bangsa telah memperingatkan bahwa infeksi yang resistan terhadap obat, yang sebagian besar didorong oleh penyalahgunaan dan penggunaan antibiotik yang berlebihan, dapat membunuh 10 juta orang per tahun pada tahun 2050 – mengancam masa depan di mana infeksi yang dulunya mudah disembuhkan menjadi tidak dapat diobati.

Kebutuhan untuk bertindak atas AMR jelas – tetapi solusinya tidak sesederhana membuat obat-obatan baru. Tidak ada kelas antibiotik baru yang ditemukan sejak 1980-an, dan laporan WHO tahun lalu menemukan bahwa saluran klinis antibakteri saat ini dan antibiotik yang baru-baru ini disetujui “tidak cukup untuk mengatasi tantangan” pertumbuhan AMR.

Menurut laporan baru-baru ini, lebih dari 38% dari 72 program obat antibiotik saat ini sedang berlangsung di target AS Sulit dan TBC, menyisakan hanya 44 obat yang mengatasi bakteri penyebab penyakit lainnya.

Sementara antibiotik yang tersedia semakin tidak memadai, ada kekurangan insentif keuangan yang serius bagi perusahaan obat untuk mencoba dan memproduksi yang baru, yang dapat menelan biaya hingga $ 1,5 miliar. Tingkat kegagalan yang tinggi dan penggunaan antimikroba baru yang terbatas membuat antibiotik menjadi pasar yang tidak menarik.

Wangxue Chen, peneliti utama di Dewan Riset Nasional Kanada, mengatakan meskipun ada tantangan ilmiah dan keuangan yang terkait dengan pengembangan vaksin untuk AMR – misalnya, populasi target yang relatif kecil untuk vaksinasi – ini tetap merupakan pendekatan yang menjanjikan untuk mengatasi infeksi yang resistan terhadap obat. Misalnya, vaksin mRNA, kata Chen, dapat menawarkan solusi untuk kendala yang dihadapi para peneliti saat ini dalam mengembangkan vaksin melawan patogen AMR.

Dengan populasi global yang sangat membutuhkan alternatif antibiotik, para peneliti dan perusahaan farmasi sedang menjajaki berbagai cara untuk menerapkan teknologi vaksin dalam memerangi AMR.

Perbankan pada vaksin untuk menghindari resistensi antimikroba di kemudian hari

Salah satu cara paling sederhana ilmu vaksin dapat membantu mengatasi AMR adalah dengan mencegah infeksi yang seharusnya dapat diobati – dengan tepat atau tidak – dengan antibiotik. Vaksin telah dikembangkan untuk sejumlah penyakit bakteri termasuk pneumonia, penyakit meningokokus, TBC, dan kolera.

Vaksin yang menargetkan infeksi non-bakteri juga berperan dalam mengurangi penggunaan antibiotik; misalnya, dengan mencegah penyakit yang dapat menyebabkan infeksi sekunder yang memerlukan pengobatan antibiotik.

GlaxoSmithKline (GSK) yang berbasis di Inggris, misalnya, sedang mengembangkan vaksin yang menargetkan virus pernapasan umum RSV, dan infeksi bakteri yang disebabkan oleh shigella, Staph aureusdan Mycobacterium tuberculosis, dalam upaya untuk lebih mengurangi ketergantungan global pada antibiotik. Produsen obat tersebut juga menjajaki kemungkinan penggunaan kembali vaksin meningitis Bexsero untuk melindungi terhadap gonore, infeksi bakteri menular seksual yang semakin resisten terhadap antibiotik.

Di seberang kolam, Johnson & Johnson (J&J) sedang mengembangkan vaksin untuk strain yang berbahaya dan semakin resisten E.coli. Patogen ekstraintestinal Escherichia coli (ExPEC) dapat menyebabkan infeksi parah dan bahkan fatal yang sangat berbahaya bagi orang dewasa yang lebih tua, dan perawatan yang ada menjadi tidak efektif. Kandidat vaksin J&J, ExPEC9V, saat ini sedang diselidiki dalam studi Fase III pada orang dewasa berusia 60 tahun ke atas dengan riwayat infeksi saluran kemih dalam dua tahun terakhir.

Infeksi saluran kemih (ISK), biasanya disebabkan oleh: E.coli bakteri, adalah salah satu infeksi paling umum yang biasanya diobati dengan antibiotik. Tetapi bakteri penyebab infeksi menunjukkan peningkatan resistensi terhadap obat – artinya prevalensi ISK harus dikurangi, dan cepat.

Uromune, dikembangkan oleh perusahaan farmasi Spanyol Inmunotek, adalah vaksin sublingual yang dirancang untuk mencegah ISK berulang atau kronis. Vaksin, diberikan sebagai semprotan, mengandung seluruh versi tidak aktif dari empat patogen paling umum di balik ISK: E.coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgarisdan Enterococcus faecalis. Uromune saat ini dalam studi Tahap III dan hanya tersedia di negara-negara tertentu di bawah program pasien, tetapi penelitian klinis menunjukkan bahwa vaksin secara signifikan mengurangi kekambuhan infeksi.

Pendekatan lain adalah dengan memanfaatkan vaksinologi terbalik, yang melibatkan penyaringan seluruh genom patogen secara komputasi untuk mengidentifikasi antigen protein yang dapat berfungsi sebagai kandidat vaksin potensial. Dengan memulai dengan informasi genom patogen, peneliti dapat memilih antigen yang menunjukkan sifat yang paling diinginkan untuk diuji dalam model praklinis.

Metode penemuan vaksin terbalik ini telah melihat keberhasilan dalam jab Bexsero Meningitis B yang sangat efektif, dan kandidat vaksin untuk ExPEC dan Pseudomonas aeruginosa juga telah dieksplorasi menggunakan pendekatan ini.

Modul Umum untuk Membran Antigen (GMMA)

Semua bakteri memiliki membran sel bagian dalam dan dinding sel untuk melindungi diri mereka sendiri, tetapi bakteri Gram-negatif memiliki lapisan luar tambahan yang melepaskan vesikel dengan komposisi yang sama persis dengan membran sel. Para ilmuwan mampu merekayasa bakteri untuk menghasilkan sejumlah besar vesikel ini, yang menjadi dasar teknologi GMMA.

Karena GMMA meniru sel bakteri yang telah melepaskannya, mereka dapat digunakan dalam vaksin untuk menyajikan antigen kunci yang ditemukan pada bakteri dan secara efektif memperkuat sistem kekebalan melawan infeksi. Sebagai bagian dari proses rekayasa, peneliti juga dapat mengurangi reaktivitas GMMA agar lebih aman untuk digunakan dalam vaksin.

Giulia Giordano adalah pakar utama pengembangan vaksin di GMMA di GSK. Dia mengatakan karena GMMA mudah diproduksi, dimurnikan, dan diproduksi dalam skala besar, vaksin berdasarkan teknologi menjanjikan sebagai sarana untuk mencegah infeksi yang disebabkan oleh patogen Gram-negatif yang resistan terhadap obat. Ini sangat penting bagi negara-negara berpenghasilan rendah dan negara-negara yang tidak memiliki fasilitas manufaktur skala besar.

Vaksin shigellosis berbasis GMMA dari GSK, saat ini dalam uji coba Fase I/II, sejauh ini telah ditoleransi dengan baik dan imunogenik dalam penelitian. Shigellosis adalah penyakit diare paling mematikan kedua di antara anak-anak di bawah lima tahun, dan bayi berusia sembilan bulan adalah kelompok usia sasaran utama perusahaan untuk suntikan.

GMMA mudah diproduksi dan oleh karena itu dapat digunakan untuk membuat vaksin dengan cepat dalam kasus kebutuhan mendesak, Giordano menjelaskan. “Jika ada wabah bakteri resisten antimikroba, GMMA bisa menjadi solusi yang sangat cepat.”

GMMA juga mengandung pola molekuler terkait patogen, yang bertindak sebagai adjuvant untuk merangsang sistem kekebalan – artinya vaksin berbasis GMMA dapat memberikan respons kekebalan yang ditingkatkan tanpa perlu menambahkan zat tambahan.

Karena GMMA menyerupai patogen yang mereka rancang untuk ditargetkan, ini memberi platform ini keunggulan dibandingkan yang lain. “[It] adalah teknologi yang kuat karena memberikan vaksin keuntungan yang sangat unik,” kata Giordano.

Memanfaatkan mRNA

Vaksin Messenger RNA (mRNA) menjadi pusat perhatian selama pandemi Covid-19 ketika Pfizer bersama dengan BioNTech, dan Moderna mengembangkan jab berbasis mRNA terhadap virus, tetapi para peneliti telah mengeksplorasi teknologi ini selama beberapa dekade. Dalam vaksin ini, mRNA yang mengkode antigen spesifik patogen dimasukkan ke dalam sel inang untuk menghasilkan protein yang memicu respons imun terhadap patogen.

“Untuk mengembangkan vaksin AMR, secara teoritis, yang kami butuhkan hanyalah urutan mRNA antigen dari patogen AMR yang diinginkan,” kata Chen.

Seiring dengan keberhasilannya dalam vaksin Covid-19, platform berbasis mRNA bisa menjadi ideal untuk jab yang menargetkan patogen yang resisten. Misalnya, penelitian awal vaksin mRNA terhadap malaria manusia – dua spesies parasit yang telah mengkonfirmasi resistensi terhadap obat antimalaria – baru-baru ini memberikan hasil yang menggembirakan.

Chen juga mengatakan platform vaksin mRNA alternatif seperti yang menggunakan self-amplifying atau trans-amplifying RNA, yang akan dikembangkan dalam beberapa tahun ke depan, dapat memberikan strategi baru untuk mengatasi tantangan yang ada. Para peneliti telah menyelidiki vaksin mRNA yang memperkuat diri sendiri terhadap kelompok A dan kelompok B streptokokus. Tikus yang diimunisasi dalam penelitian ini menghasilkan sejumlah besar antibodi dan respons imun ditemukan menawarkan perlindungan yang konsisten terhadap infeksi bakteri.

“Selain perlindungan yang sangat baik, kemanjuran dan profil keamanan yang baik, kecepatan untuk merancang dan memproduksi vaksin mRNA dengan konstruksi premade, potensi biaya R&D yang rendah, dan persetujuan peraturan yang cepat secara khusus menarik untuk pengembangan vaksin AMR,” kata Chen.

Peluncuran vaksin mRNA yang cepat selama pandemi menunjukkan bahwa tusukan berbasis mRNA dapat dikembangkan dengan aman dan cepat sebagai respons terhadap patogen resisten yang muncul dan wabah penyakit yang resistan terhadap obat. Tetapi fasilitas dan keahlian biomanufaktur khusus diperlukan untuk mewujudkannya, kata Chen.

Giordano dari GSK mengatakan Covid-19 telah menyoroti peran tak ternilai dari vaksin dalam mengatasi ancaman kesehatan masyarakat yang mendesak. “Kita semua telah melihat [during the pandemic] bahwa vaksin itu penting, dan mengetahui bahwa vaksin dapat dikembangkan dan diproduksi dalam waktu singkat, tanpa mengambil jalan pintas untuk keselamatan,” katanya. “Memiliki [the] teknologi siap jika ada kebutuhan – di mana pun di dunia, di negara berpenghasilan rendah atau tinggi – adalah yang terpenting.”

Perusahaan yang berhubungan

Leave a Comment