Bioteknologi

Generasi Selanjutnya dari Vaksin

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Pengungkapan: Securities.io dapat menerima kompensasi saat Anda memakai tautan ke produk yang kami ulas. Hal ini tidak memengaruhi penilaian editorial kami. Kami bukan penasihat investasi terdaftar; ini bukan saran investasi. Baca pengungkapan afiliasi kami.

Kekuatan Vaksin

Since their invention in the 19th century, vaccines have been a massive healthcare revolution. In part, they drastically reduced mortality from deadly diseases, with no less 154 juta nyawa yang diselamatkan selama 50 tahun terakhir, menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO).

Vaksin juga telah sepenuhnya memberantas penyakit mengerikan yang disebut cacar, yang diperkirakan telah membunuh 500 juta orang dalam 100 tahun terakhir keberadaannya.

Target selanjutnya yang mungkin dihilangkan adalah polio, dengan sisa-sisa polio endemik terakhir di Pakistan dan Afghanistan. Polio dulu membunuh setengah juta orang setiap tahun sebelum adanya vaksinasi.

Dan, tentu saja, pandemi terbaru telah menempatkan gerakan pro- dan anti-vaksin di garis depan wacana publik, dengan teknologi vaksin mRNA membuat debut spektakuler ke pasar dan kesadaran publik.

Meskipun keberhasilan ini, penyakit menular masih menyumbang sekitar 40% dari semua kematian yang tercatat di dunia. Sebagian, hal ini disebabkan oleh cakupan vaksinasi yang tidak memadai di negara berkembang yang miskin, namun juga karena beberapa penyakit masih menolak upaya pengembangan vaksin melawannya.

Hal ini mungkin berubah berkat banyak teknologi baru yang bersatu untuk menciptakan generasi vaksin baru.

Sumber: Phrma

Cara Kerja Vaksin

The base principle of a vaccine is to “train” the immune system before it encounters a dangerous disease caused by a virus or bacteria (the pathogen).

This works by presenting to the body either part of the pathogenic (“disease-causing”) bacteria or virus (the antigen) or the full pathogen, which is either killed or weakened so it cannot cause the disease.

When it is done, the body’s immune system starts developing proteins called antibodies. These antibodies “click” to specific parts of the pathogen or antigen, recognizing it in the same way a key and lock work.

Sumber: Cusabio

It is the specificity of the antigen-antibody interaction that allows for the antibody to neutralize the pathogen and protect the person against the disease.

You can also watch this 3min video animating these base principles of vaccination:

For some diseases, like smallpox, this worked so well that we managed to fully exterminate the disease.

But others are trickier. Here are some of the methods pathogens can use to escape vaccines and the immune system:

  • Antigen yang sangat bervariasi. Strategi ini digunakan oleh virus flu dan flu biasa, dengan begitu banyak varian sehingga setiap tahun, flu musiman menjadi “penyakit baru” dari sudut pandang vaksin dan sistem kekebalan.
  • Konsentrasi rendah dan bersembunyi. Beberapa penyakit sangat ahli bersembunyi dari sistem kekebalan. Mereka biasanya menyebabkan penyakit kronis, tetapi jika sistem kekebalan tidak dapat menemukannya, vaksinasi menjadi kurang berguna atau bahkan tidak berhasil sama sekali.
  • Menetralkan sistem kekebalan. Secara paling menonjol, ini cara kerja HIV, yang secara langsung menyerang sistem produksi antibodi tubuh.
  • Serangan cepat. Beberapa penyakit menyerang begitu cepat sehingga tubuh tidak memiliki waktu untuk bereaksi dan menghasilkan cukup antibodi tepat waktu. Ini terutama menjadi masalah pada penyakit sangat agresif & mematikan seperti Ebola.

Target Selanjutnya untuk Vaksinasi

Infeksi kronis

Seperti disebutkan di atas, segmen penyakit yang secara keseluruhan menolak upaya pengembangan vaksin adalah penyakit kronis.

Karena penyakit ini berevolusi untuk menciptakan infeksi yang tetap di bawah ambang yang akan memicu respons kekebalan yang efektif, sulit membuat vaksin yang berhasil. Ini mencakup beberapa pembunuh utama global.

Malaria

Terdapat 249 juta kasus malaria pada tahun 2022, menyebabkan sekitar 600.000 kematian per tahun, dengan mayoritas korban anak di bawah usia 5 tahun. Ini juga merupakan penyakit yang sangat melemahkan, menyebabkan kehilangan hari sekolah dan kerja, kehilangan energi, pendapatan, dan peluang ekonomi, sekaligus menjadi penyebab dan diperparah oleh kondisi ekonomi yang buruk.

Sebagai contoh, di Mozambik, malaria menjadi penyebab 45% konsultasi rawat jalan dan 24% rawat inap rumah sakit pada tahun 2015.

“Biaya rumah tangga median yang terkait dengan malaria tidak komplikasi mewakili antara 10% (US$ 1,63) dan 21% (US$ 3,46) dari pengeluaran bulanan sebuah keluarga di Zambézia, sementara biaya kasus berat (US$ 64,90 dan US$ 81,08) melebihi rata-rata pengeluaran bulanan per kapita lebih dari tiga kali lipat.”

Malaria Journal

Malaria disebabkan oleh parasit yang bersembunyi di hati pasien dan ditularkan melalui gigitan nyamuk. Ia juga memiliki lebih dari 60 gen antigen yang bervariasi dan beralih di antara mereka untuk bersembunyi lebih jauh dari sistem kekebalan.

Hingga baru-baru ini, vaksin malaria sulit dikembangkan, sehingga upaya utama mengendalikan penyakit ini difokuskan pada penargetan nyamuk. Obat juga merupakan kemungkinan, namun parasit cenderung mengembangkan resistensi terhadap molekul yang sebelumnya efektif.

Vaksin yang Akhirnya Tersedia

Pada tahun 2021, WHO merekomendasikan penggunaan luas RTS, sebuah vaksin malaria untuk anak-anak di daerah terdampak, yang diproduksi oleh raksasa farmasi GSK. Pada tahun 2023, vaksin malaria kedua (R21/Matrix-M), yang dibuat oleh Universitas Oxford, disetujui.

Kedua vaksin malaria yang disetujui tidak sepenuhnya mencegah penyakit, tetapi secara radikal mengurangi keparahan gejala dan risiko kematian. Vaksin ini menggunakan protein buatan dan partikel mirip virus.

Di antara kandidat untuk vaksin baru yang lebih efisien adalah vaksin PfSPZ yang sedang dikembangkan oleh Sanaria. Saat ini berada di Fase 2 uji klinis dan menggunakan versi parasit seluruhnya yang dimodifikasi secara genetik.

“Hanya vaksin sporozoit P. falciparum dari Sanaria yang mencapai >90% efektivitas vaksin terhadap infeksi malaria manusia yang dikontrol”

Sanaria

 HIV/AIDS

HIV, virus yang menyebabkan AIDS, menulari 39 juta orang pada tahun 2022, menyebabkan 630.000 kematian. Meskipun pasien dapat melihat penurunan mortalitas dan kualitas hidup yang lebih tinggi dengan menggunakan obat anti-HIV, penyembuhan dan pemberantasan penyakit ini kemungkinan memerlukan vaksin.

Dengan menyerang sel CD4, bagian dari sistem kekebalan, virus berhasil menghindari deteksi hingga terlambat.

Vaksin sangat sulit dikembangkan, dan masih belum jelas apa yang akan berhasil.

Di antara upaya penting dan potensi penyembuhan yang sedang dikembangkan adalah:

Lainnya

Akan terlalu panjang untuk membahas semua inisiatif vaksin yang ada. Anda dapat membaca lebih lanjut tentangnya dalam laporan 11 halaman ini.

Among the other important diseases with active efforts made to develop a vaccine against them are:

  • Dengue
  • Hookworm
  • Leishmaniasis
  • Cytomegalovirus (herpes)
  • Lyme disease
  • Shingles

Infeksi agresif

Penyakit baru dan pola infeksi agresif dapat membanjiri sistem kekebalan dan menyebabkan tingkat kematian yang sangat tinggi pada pasien yang terinfeksi.

Salah satu contoh adalah Ebola dan demam berdarah lainnya, dengan tingkat kematian 30-50%. Saat ini ada 2 vaksin Ebola, Ervebo milik Merck yang disetujui pada 2019, dan Zabdeno+Mvabea milik Johnson & Johnson (JNJ ).

Tentu saja, contoh lain adalah coronavirus, penyebab pandemi COVID-19, tetapi juga wabah mematikan sebelumnya seperti Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) dan 2002-2004 Severe acute respiratory syndrome (SARS).

Teknologi Vaksin Baru

Generasi vaksin sebelumnya didasarkan pada beberapa teknik, seperti menggunakan bagian virus/bakteri yang dilemahkan, versi lengkap yang mati, hanya fragmen, atau baru-baru ini antigen yang diekspresikan ke vektor lain melalui modifikasi genetik.

Modern biosciences are now coming with many new potential modes of vaccination.

Vaksin mRNA

Widely promoted and very quickly adopted because of the COVID-19 pandemic, mRNA vaccines have a powerful advantage over traditional vaccines.

Alih-alih perlahan mencari cara menonaktifkan virus secara aman, atau cara memodifikasi vektor lain secara efisien, ia dapat langsung “memprogram” penyembuhan dalam hanya 3-4 minggu. Hal ini karena kode mRNA dapat langsung ditulis begitu genom virus target diketahui, sesuatu yang tercapai pada minggu pertama identifikasi Covid-19.

Vaksin COVID lain ada selama pandemi, tetapi siklus pengembangan cepat vaksin mRNA menjadikannya solusi sempurna untuk penyakit baru.

Lebih banyak vaksin mRNA kini dalam pengembangan, terutama oleh 2 perusahaan yang paling diuntungkan dari penjualan vaksin mRNA selama pandemi.

Vaksin Asam Nukleat

Meskipun secara teknis, vaksin mRNA adalah sub-kategori vaksin asam nukleat, teknologinya lebih luas dan mencakup beberapa jenis vaksin potensial lainnya.

Yang pertama adalah vaksin DNA, yang menggunakan molekul DNA alih-alih RNA. Lebih dari 160 vaksin DNA berbeda saat ini sedang diuji dalam uji klinis manusia di Amerika Serikat. Diperkirakan 62% dari uji coba ini didedikasikan untuk vaksin kanker dan 33% diterapkan pada vaksin melawan virus imunodefisiensi manusia (HIV).

Menghasilkan Vaksin di Peternakan

Kita terbiasa menganggap vaksin sebagai seluruh atau bagian dari virus/bakteri. Bahkan vaksin berbasis antigen diproduksi dengan memperbanyak antigen ini dalam organisme uniseluler.

Namun hal ini mungkin berubah seiring kemajuan modifikasi genetik, dengan harapan suatu hari menghasilkan bahan vaksin seperti cara kita menumbuhkan makanan.

Vaksin berbasis tanaman dapat menumbuhkan komponen vaksin di ladang terbuka atau rumah kaca. Ini akan secara radikal mengurangi biaya produksi.

Masalahnya adalah sebagian besar antigen tidak akan diproduksi di tanaman seperti pada bakteri atau virus, karena biokimia seluler yang berbeda, terutama gula yang ditambahkan pada protein.

Bidang yang lebih menjanjikan daripada menumbuhkan vaksin di tanaman seperti jagung atau gandum adalah menggunakan mikroalga. Teknologi ini kini mulai digunakan untuk vaksin hewan, dan dinding sel mikroalga menyediakan “kapsul” yang sudah ada sehingga vaksin dapat dimakan alih-alih memerlukan pemurnian dan injeksi

Organopartikel

Mengubah teknologi fundamental produksi vaksin bukan satu-satunya cara untuk meningkatkan vaksin.

Sebagai contoh, sebagian besar vaksin menggunakan “adjuvan,” senyawa kimia yang meningkatkan sistem kekebalan. Namun, ini dapat menyebabkan efek samping yang tidak diinginkan karena mereka merangsang SEMUA reaksi imun, bukan hanya yang dimaksudkan oleh vaksin.

Sebaliknya, publikasi terbaru oleh tim riset dari MIT mungkin telah menemukan solusi untuk meningkatkan efektivitas vaksin dengan menggunakan jenis adjuvan baru yang memanfaatkan nanoteknologi.

Mereka menggunakan nanopartikel kerangka logam-organik (MOF), yang berfungsi sebagai adjuvan, meningkatkan reaksi imun spesifik alih-alih reaksi umum seperti pada adjuvan klasik. Kami membahas penemuan ini lebih detail dalam artikel kami “Boosting Efficacy of Vaccine through Metal-Organic Nanoparticles”

Suntikan Flu Campuran

Siklus pengembangan yang lebih kuat atau lebih cepat mungkin masih meninggalkan virus yang sangat bervariasi seperti flu musiman tanpa vaksin yang sepenuhnya efisien.

Ini karena vaksin ini menargetkan antigen yang sangat bervariasi, memungkinkan virus dengan cepat menghindari kekebalan yang diperoleh.

Peneliti kini menemukan bahwa mereka dapat memaksa sistem kekebalan fokus pada bagian lain yang kurang bervariasi dari virus. Kami membahas cara ini dengan menggabungkan 80.000 versi mutasi virus flu dalam artikel kami “Flu Shots Can be Shot in the Dark – Scientists are Looking to Shed Light on a New Approach”.

Logistik & Pengiriman yang Lebih Baik

Peningkatan lain yang dapat dilakukan terkait vaksin berkaitan dengan logistik dan metode administrasi. Banyak kampanye vaksinasi dipengaruhi oleh logistik, penyimpanan dingin, kebutuhan tenaga medis untuk menyuntikkan vaksin, dll.

Sebagai contoh, peneliti Cambridge menemukan cara menjebak partikel virus dalam lapisan tipis kaca gula, memungkinkan penyimpanan pada suhu hingga 113°F selama enam bulan.

Seperti dibahas di atas, vaksin berbasis alga dapat diberikan secara oral, seperti pil vitamin.

Opsi lain bisa berupa patch mikroarray vaksin (vaccine-MAPs), juga dikenal sebagai patch microneedle. Pilihan tanpa suntikan ini tidak menyakitkan dan dapat meningkatkan tantangan logistik serta kepatuhan sambil mempercepat administrasi vaksin.

Catatan Vaksin Digital

Terakhir, teknologi dapat membantu memantau status vaksinasi individu dan seluruh populasi. Catatan digital dapat membantu pembuat keputusan merancang kampanye vaksinasi yang lebih baik, mengantisipasi epidemi, dan meningkatkan tingkat vaksinasi.

Vaksin untuk Penyakit Tidak Menular

Meskipun mungkin tidak secara teknis “vaksin,” ada banyak perawatan mirip vaksin baru yang sedang dikembangkan untuk mencegah kematian dengan memodifikasi kimia tubuh atau sistem kekebalan.

Vaksin Kanker

Karena kanker dengan cepat menjadi penyebab kematian yang lebih besar daripada penyakit menular di seluruh dunia, perawatan yang lebih baik menjadi semakin penting.

Secara teknis, beberapa vaksin kanker sudah ada untuk kanker yang dipicu oleh penyakit menular, seperti HPV dan Hepatitis B.

Kategori lain adalah vaksin kanker terapeutik. Mereka berusaha membuat sistem kekebalan bereaksi terhadap sel kanker seperti terhadap patogen menular.

Ini dilakukan dengan merangsang reaksi imun terhadap antigen yang terdapat pada sel kanker.

Saat ini, beberapa vaksin kanker telah disetujui untuk kanker prostat dan kandung kemih, serta melanoma.

Lebih banyak sedang dalam pengembangan untuk hampir setiap jenis kanker, terutama yang resisten terhadap terapi yang tersedia saat ini, seperti kanker pankreas.

Vaksin Anti-Penuaan

Salah satu kemungkinan melawan penuaan adalah menciptakan sel Induced-Pluripotent Stem (iPS), dengan potensi besar untuk memperbaiki dan meremajakan jaringan tubuh. Reprogramming ini dapat dicapai melalui reprogramming genetik sementara, mengandalkan metode berbasis mRNA.

Metode ini sangat mirip dengan vaksin mRNA, kecuali targetnya bukan menciptakan kekebalan melainkan memodifikasi sel target secara sementara.

Kami membahas reprogramming sel sementara dan teknologi anti-penuaan potensial lainnya dalam artikel kami “Aging is a Part of Life – That Doesn’t Mean We Can’t Put Up a Fight”.

Vaksin Alzheimer

Dengan populasi yang menua, Alzheimer menjadi kekhawatiran kesehatan publik yang meningkat.

Perusahaan Amerika Vaxxinity melaporkan keberhasilan uji fase 2 UB-311, yang menargetkan bentuk amiloid beta beracun di otak, yang tidak hanya memicu respons imun tetapi juga menunjukkan keamanan.

Banyak vaksin Alzheimer potensial lainnya sedang dalam uji coba, dengan yang lain menargetkan protein amiloid, serta menargetkan protein tau, atau peradangan.

Diabetes

Diabetes tipe-1 adalah penyakit autoimun di mana sistem kekebalan tubuh menargetkan sel penghasil insulin di pankreas. Jadi masuk akal bahwa “vaksin” yang memodulasi kekebalan dapat berpotensi mencegah penyakit ini.

Macrogenics’ TZIELD disetujui pada 2022 dan mengurangi risiko mengembangkan diabetes tipe-1. Meskipun tidak sempurna, ini merupakan langkah besar menuju suatu hari sepenuhnya mencegah perkembangan penyakit atau membalikkan kerusakan yang ditimbulkannya.

Vaksin Peradangan

Vaksin yang menargetkan sitosin manusia, faktor kunci pada asma, ditemukan pada 2023. “Vaksin” lain (sebenarnya antibodi monoklonal) yang menargetkan psoriasis juga sedang dalam pengembangan.

Kemajuan serupa dalam mengelola peradangan dan gangguan autoimun sedang berlangsung, dengan banyak kandidat vaksin yang menargetkan sitokin, antara lain:

Perusahaan Vaksin

1. BioNTech (BTNX)

BioNTech menggandakan investasi pada teknologi yang menjadi inti bisnisnya. Perusahaan di balik vaksin Covid mRNA yang dijual oleh Pfizer kini menggunakan uang yang dihasilkan selama pandemi untuk secara luas memperluas penawarannya.

Saat ini mengembangkan vaksin mRNA untuk shingles, tuberkulosis, malaria, HIV, dan virus herpes. Hal ini menjadikannya perusahaan terkemuka di bidang vaksin mRNA, dengan hanya pesaingnya Moderna (MRNA) yang mengembangkan lebih banyak vaksin mRNA daripada BioNTech.

BioNTech juga mengeksplorasi potensi mRNA untuk kanker, dengan 12 produk kandidat berbeda untuk pengobatan kanker dalam pipeline-nya.

Sumber: BioNTech

Akhirnya, ia juga memiliki dalam pipeline R&D-nya beberapa terapi sel dan perawatan kanker potensial non-mRNA lainnya.

mRNA telah menjadi revolusi dalam terapi infeksi virus. BioNTech menghitung bahwa mRNA akan menjadi revolusi besar yang setara dalam onkologi.

Dengan kehadiran di seluruh spektrum potensi vaksin mRNA, baik untuk penyakit menular maupun kanker, BioNTech memberikan investor eksposur pada keduanya.

2. Immatics

IMTX Grafik Harga

Immatics berusaha memprogram ulang sistem kekebalan untuk menargetkan sel kanker, menjadikannya pemimpin dalam “vaksin” kanker, juga disebut terapi TCR.

Dua langkah fundamental diperlukan:

  • memilih target kanker yang sebenarnya yang secara alami dan spesifik diekspresikan pada tingkat signifikan di tumor.
  • mengembangkan TCR yang tepat dan kuat yang secara spesifik mengenali target kanker terpilih dengan reaktivitas silang minimal atau tidak ada pada jaringan sehat.

Sumber: Immatics

Pipeline R&D perusahaan terbagi antara terapi di mana sel dikumpulkan untuk setiap pasien (autologus) dan terapi “off-the-shelf” (heterologus).

Perusahaan telah membangun rangkaian kemitraan yang kuat, termasuk dengan BMS, Moderna, dan Editas.

Sumber: Immatics

Kemitraan dengan Moderna untuk “kolaborasi multi-platform strategis” dibentuk pada akhir 2023.

Produk Immatics masih pada tahap awal namun memiliki potensi besar, sesuatu yang jelas diakui oleh pemimpin industri seperti BMS dan Moderna.

Terapi kandidat perusahaan menargetkan melanoma dan kanker pada ovarium, paru, rahim, kandung kemih, kepala & leher, serta jenis kanker padat lainnya.

Kesimpulan

Vaccination has changed the world, saving hundreds of millions of lives. And it might soon have an equally large impact, potentially wiping out deadly diseases that have plagued humankind for eons.

Kita mungkin juga akan segera melihat munculnya jenis vaksin baru. Beberapa akan memanfaatkan teknologi baru untuk menargetkan penyakit yang belum pernah ditargetkan oleh vaksin. Atau membuat vaksin yang tidak memerlukan suntikan, tidak menyakitkan, dapat dimakan, lebih murah, dan dapat disimpan pada suhu ruangan.

Akhirnya, pemahaman kita yang semakin dalam tentang sistem kekebalan dan mekanisme peradangan dapat membuka jalan bagi “kuasi-vaksin” yang mencegah atau menyembuhkan penyakit yang beragam seperti Alzheimer, asma, atau diabetes.

mm

Jonathan adalah mantan peneliti biokimia yang bekerja dalam analisis genetik dan uji klinis. Ia kini menjadi analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century'.