Jadwal Dua Dosis Dapat Membuat Vaksin HIV Lebih Efektif  

20 September 2024, 49 kali dilihat Blog

Jadwal dua dosis dapat membuat vaksin HIV lebih efektif  

Tanggal: 20 September 2024, Massachusetts Institute of Technology  

 

Para peneliti telah menunjukkan bahwa mereka dapat menghasilkan respons kekebalan yang kuat terhadap HIV dengan dua dosis vaksin yang diberikan dengan jeda satu minggu.  

Salah satu alasan utama mengapa sulit mengembangkan vaksin HIV yang efektif adalah virus ini bermutasi dengan sangat cepat, sehingga memungkinkan virus tersebut menghindari respons antibodi yang dihasilkan oleh vaksin.  

Beberapa tahun yang lalu, peneliti MIT menunjukkan bahwa pemberian serangkaian dosis vaksin HIV yang meningkat selama periode dua minggu dapat membantu mengatasi sebagian tantangan tersebut dengan menghasilkan antibodi penetral dalam jumlah yang lebih besar. Namun, rejimen vaksin multidosis yang diberikan dalam waktu singkat tidak praktis untuk kampanye vaksinasi massal.  

Dalam studi baru ini, para peneliti menemukan bahwa mereka dapat mencapai respons kekebalan yang serupa hanya dengan dua dosis yang diberikan dengan jeda satu minggu. Dosis pertama, yang jauh lebih kecil, mempersiapkan sistem kekebalan untuk merespons dosis kedua yang lebih besar dengan lebih kuat.  

Studi ini, yang dilakukan dengan menggabungkan pemodelan komputasi dan eksperimen pada tikus, menggunakan protein amplop HIV sebagai vaksin. Versi vaksin satu dosis ini sekarang sedang dalam uji klinis, dan para peneliti berharap dapat membentuk kelompok studi lain yang akan menerima vaksin dengan jadwal dua dosis.  

"Dengan menggabungkan ilmu fisika dan ilmu kehidupan, kami menjawab beberapa pertanyaan dasar tentang imunologi yang membantu mengembangkan jadwal dua dosis ini untuk meniru rejimen multidosis," kata Arup Chakraborty, Profesor di John M. Deutch Institute di MIT dan anggota Institute for Medical Engineering and Science MIT serta Ragon Institute di MIT, MGH, dan Universitas Harvard.  

Pendekatan ini juga dapat digeneralisasi untuk vaksin penyakit lain, tambah Chakraborty.  

Chakraborty dan Darrell Irvine, mantan profesor teknik biologi dan ilmu material serta teknik di MIT yang sekarang menjadi profesor imunologi dan mikrobiologi di Scripps Research Institute, adalah penulis senior dari studi ini, yang diterbitkan di Science Immunology. Peneliti utama makalah ini adalah Sachin Bhagchandani PhD '23 dan Leerang Yang PhD '24.

Antibodi Penetral

Setiap tahun, HIV menginfeksi lebih dari 1 juta orang di seluruh dunia, dan sebagian dari mereka tidak memiliki akses ke obat antivirus. Vaksin yang efektif dapat mencegah banyak infeksi tersebut. Salah satu vaksin yang menjanjikan dan saat ini dalam uji klinis terdiri dari protein HIV yang disebut trimer amplop, bersama dengan nanopartikel yang disebut SMNP. Nanopartikel ini, yang dikembangkan oleh laboratorium Irvine, berfungsi sebagai adjuvan yang membantu merekrut respons sel B yang lebih kuat terhadap vaksin.

 

Dalam uji klinis, vaksin ini dan vaksin eksperimental lainnya diberikan hanya dalam satu dosis. Namun, semakin banyak bukti menunjukkan bahwa serangkaian dosis lebih efektif dalam menghasilkan antibodi penetral luas. Para peneliti percaya bahwa rejimen tujuh dosis bekerja dengan baik karena meniru apa yang terjadi ketika tubuh terpapar virus: sistem kekebalan tubuh membangun respons yang kuat saat lebih banyak protein virus, atau antigen, menumpuk di tubuh.

Dalam studi baru ini, tim MIT menyelidiki bagaimana respons ini berkembang dan mengeksplorasi apakah mereka bisa mencapai efek yang sama dengan menggunakan jumlah dosis vaksin yang lebih sedikit.

"Memberikan tujuh dosis tidaklah memungkinkan untuk vaksinasi massal," kata Bhagchandani. "Kami ingin mengidentifikasi beberapa elemen penting yang diperlukan untuk keberhasilan peningkatan dosis ini, dan mengeksplorasi apakah pengetahuan tersebut memungkinkan kami mengurangi jumlah dosis."

Para peneliti memulai dengan membandingkan efek dari satu, dua, tiga, empat, lima, enam, atau tujuh dosis, semuanya diberikan selama periode 12 hari. Mereka awalnya menemukan bahwa sementara tiga atau lebih dosis menghasilkan respons antibodi yang kuat, dua dosis tidak. Namun, dengan mengubah interval dan rasio dosis, para peneliti menemukan bahwa memberikan 20 persen dari vaksin pada dosis pertama dan 80 persen pada dosis kedua, tujuh hari kemudian, menghasilkan respons yang sama baiknya dengan jadwal tujuh dosis.

"Sudah jelas bahwa memahami mekanisme di balik fenomena ini sangat penting untuk terjemahan klinis di masa depan," kata Yang. "Meskipun rasio dosis dan waktu yang ideal mungkin berbeda untuk manusia, prinsip mekanistik dasar di baliknya kemungkinan tetap sama."

Menggunakan model komputasi, para peneliti mengeksplorasi apa yang terjadi dalam setiap skenario pemberian dosis ini. Penelitian ini menunjukkan bahwa ketika semua vaksin diberikan dalam satu dosis, sebagian besar antigen terpotong menjadi fragmen sebelum mencapai kelenjar getah bening. Kelenjar getah bening adalah tempat sel B menjadi aktif untuk menargetkan antigen tertentu, di dalam struktur yang dikenal sebagai pusat germinal.

Ketika hanya sedikit antigen utuh yang mencapai pusat germinal ini, sel B tidak dapat memberikan respons yang kuat terhadap antigen tersebut.

Namun, sejumlah kecil sel B muncul yang menghasilkan antibodi yang menargetkan antigen utuh. Jadi, memberikan jumlah kecil dalam dosis pertama tidak "membuang" banyak antigen tetapi memungkinkan beberapa sel B dan antibodi berkembang. Jika dosis kedua yang lebih besar diberikan satu minggu kemudian, antibodi tersebut mengikat antigen sebelum dipecah dan membawanya ke kelenjar getah bening. Ini memungkinkan lebih banyak sel B terkena antigen tersebut dan pada akhirnya menghasilkan populasi sel B yang besar yang dapat menargetkannya.

"Dosis awal menghasilkan sejumlah kecil antibodi, dan itu cukup untuk kemudian mengikat vaksin dari dosis berikutnya, melindunginya, dan mengarahkannya ke kelenjar getah bening. Itulah bagaimana kami menyadari bahwa kami tidak perlu memberikan tujuh dosis," kata Bhagchandani. "Dosis awal yang kecil akan menghasilkan antibodi ini dan kemudian ketika Anda memberikan dosis yang lebih besar, vaksin tersebut dapat terlindungi karena antibodi itu akan mengikatnya dan mengarahkannya ke kelenjar getah bening."

Peningkatan respons sel T

 

Antigen-antigen tersebut mungkin bertahan di pusat germinal selama berminggu-minggu atau bahkan lebih lama, memungkinkan lebih banyak sel B datang dan terpapar antigen, sehingga lebih mungkin berkembangnya berbagai jenis antibodi.  

Para peneliti juga menemukan bahwa jadwal dua dosis ini menghasilkan respons sel T yang lebih kuat. Dosis pertama mengaktifkan sel dendritik, yang memicu peradangan dan aktivasi sel T. Kemudian, ketika dosis kedua diberikan, lebih banyak sel dendritik yang distimulasi, sehingga lebih meningkatkan respons sel T.  

Secara keseluruhan, rejimen dua dosis ini menghasilkan peningkatan respons sel T sebanyak lima kali lipat dan peningkatan respons antibodi sebanyak 60 kali lipat, dibandingkan dengan dosis tunggal vaksin.  

"Mengurangi strategi 'peningkatan dosis' menjadi dua suntikan membuatnya jauh lebih praktis untuk diimplementasikan secara klinis. Lebih lanjut, sejumlah teknologi sedang dikembangkan yang dapat meniru paparan dua dosis dalam satu suntikan, yang dapat menjadi ideal untuk kampanye vaksinasi massal," kata Irvine.  

Para peneliti saat ini sedang mempelajari strategi vaksin ini pada model primata non-manusia. Mereka juga sedang mengerjakan bahan khusus yang dapat memberikan dosis kedua dalam jangka waktu yang lebih lama, yang dapat semakin meningkatkan respons kekebalan.  

Penelitian ini didanai oleh Hibah Dukungan Institut Koch (inti) dari National Cancer Institute, National Institutes of Health, dan Ragon Institute di MIT, MGH, dan Harvard.

 

Artikel asli: A two-dose schedule could make HIV vaccines more effective

Tautan asli: https://news.mit.edu/2024/two-dose-schedule-could-make-hiv-vaccines-more-effective-0920

Referensi:

1. Sachin H. Bhagchandani, Leerang Yang, Jonathan H. Lam, Laura Maiorino, Elana Ben-Akiva, Kristen A. Rodrigues, Anna Romanov, Heikyung Suh, Aereas Aung, Shengwei Wu, Anika Wadhera, Arup K. Chakraborty, Darrell J. Irvine. Two-dose priming immunization amplifies humoral immunity by synchronizing vaccine delivery with the germinal center response. Science Immunology, 2024; 9 (99) DOI: 10.1126/sciimmunol.adl3755