COVID-19 telah membuka banyak peluang bagi berbagai lembaga untuk meracik komponen vaksin baru dan menguji pendekatan teknologi mutakhir. Saat uji klinis vaksin Pfizer/BioNTech dan Moderna memasuki fase akhir, data menunjukkan efikasi luar biasa sebesar 95% yang memberikan harapan kuat bagi masyarakat sejak pandemi melanda. Tak lama berselang, upaya melawan virus SARS-CoV-2 terbukti berhasil membuka potensi besar teknologi mRNA.
Teknologi mRNA mungkin terkesan baru bagi masyarakat umum, namun sesungguhnya inovasi ini telah dirintis dan diteliti para ilmuwan sejak lama. Teknologi ini tidak hanya terbukti sangat aman dan efektif melawan SARS-CoV-2, tetapi juga menjanjikan perlindungan terhadap berbagai penyakit menular lainnya.
Gambar 1. Cara Kerja Vaksin mRNA.
Sumber: Paparan National Institutes of Health pada sidang Senat AS (09 September 2020).
Dalam konteks COVID-19, vaksin mRNA menginstruksikan sel tubuh untuk memproduksi protein yang memicu respons kekebalan, membentuk antibodi pelindung dari infeksi di masa mendatang.
Sejarah vaksin mRNA bermula sejak awal dekade 1990-an, ketika Katalin Karikó—peneliti dari University of Pennsylvania—mulai menguji teknologi mRNA sebagai bentuk terapi gen (klik di sini untuk mengetahui cara kerja terapi gen).
Gambar 2. Linimasa Penemuan Utama dalam Terapi RNA.
Banyak penemuan penting yang menjadi fondasi berdirinya bidang terapi RNA (Gbr. 2). Sejak saat itu, berbagai penelitian dan eksperimen yang berkembang selama bertahun-tahun mengantarkan pada pesatnya pemanfaatan teknologi mRNA saat ini.
Berbeda dengan vaksin tradisional yang memerlukan waktu berbulan-bulan melalui pembiakan virus yang dilemahkan, vaksin RNA dapat diproduksi jauh lebih cepat menggunakan sekuens genetik patogen dan komponen lainnya. Berikut adalah beberapa aplikasi penting teknologi mRNA.
Pengobatan untuk Kanker Kolorektal
Penelitian mengenai potensi teknologi mRNA dalam mencegah kekambuhan kanker kolorektal terus berjalan. Pembedahan merupakan pengobatan standar bagi pasien kanker kolorektal, namun sel kanker dapat tertinggal di dalam tubuh setelah tumor diangkat. Sel-sel residual ini melepaskan DNA ke aliran darah, yang dikenal sebagai circulating tumor DNA (ctDNA). Jaringan tumor dikirim ke laboratorium khusus untuk mengidentifikasi mutasi genetik yang memicu pertumbuhan kanker. Setelah mutasi teridentifikasi dan diurutkan berdasarkan frekuensinya, vaksin mRNA dirancang berdasarkan urutan tersebut. mRNA memerintahkan sel pasien untuk memproduksi fragmen protein spesifik sesuai mutasi tumor. Sistem kekebalan tubuh kemudian melacak dan memusnahkan sisa-sisa sel tumor yang beredar.
Gambar 3. Desain Vaksin mRNA.
Peluang Terapi Penyakit Autoimun
Peneliti Jerman memanfaatkan teknologi mRNA untuk mereduksi aktivitas penyakit pada mencit dengan Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE), penyakit yang serupa dengan multipel sklerosis. Pasien umumnya diberi obat imunosupresif untuk mengendalikan gejala, namun obat ini memiliki efek samping. Oleh karena itu, tim peneliti merancang vaksin mRNA yang meningkatkan toleransi sel imun dan menekan kerusakan jaringan tanpa melemahkan fungsi kekebalan tubuh normal.
Gambar 4. Induksi Toleransi Melalui Vaksin mRNA Antiinflamasi.
Terapi Gen
Terapi gen merupakan strategi penting untuk mengobati sel-sel yang rusak. Namun, terapi gen konvensional dapat menimbulkan sejumlah risiko. Studi yang dilakukan oleh para peneliti di Graduate School of Medicine University of Tokyo memanfaatkan sistem penghantaran misel polimer (DDS) untuk membangun sistem penghantaran mRNA baru. Dengan mRNA, tim peneliti berhasil memicu regenerasi jaringan serat saraf penciuman dan memulihkan fungsi penciuman pada hewan uji. Hal ini membuka peluang penerapan terapi gen berbasis mRNA pada berbagai gangguan neurologis.
Gambar 5. Terapi Gen Menggunakan Nanomesin Bermuatan mRNA.
Penanganan Penyakit Lyme Akibat Gigitan Kutu
Virus Powassan yang mengancam jiwa belum memiliki metode pencegahan maupun pengobatan khusus. Virus yang ditularkan melalui gigitan kutu ini dapat menyebabkan ensefalitis pada manusia dan beredar di kawasan Amerika Utara serta Rusia. Vaksin baru untuk virus Powassan tersusun atas mRNA virus yang dienkapsulasi dalam nanopartikel lipid, menghasilkan partikel subviral yang membangun respons imun protektif. Vaksin berbasis mRNA ini menunjukkan hasil yang sangat baik, bersifat sangat imunogenik, dan memberikan perlindungan silang terhadap berbagai anggota famili virus tersebut.
Gambar 6. Vaksin mRNA Melindungi Mencit dari Infeksi Flavivirus Tular-Kutu.
AC2-4S9-NS
LA2-4A2-E
Kabinet Keamanan Hayati (BSC) Esco digunakan secara aktif dalam produksi vaksin mRNA COVID-19 di AS. Kami siap menjadi mitra andal dalam menyediakan BSC dan peralatan laboratorium mutakhir untuk riset mRNA Anda. Esco menawarkan waktu pengiriman cepat 1 minggu untuk unit standar serta tenggat waktu kompetitif untuk unit kustom sesuai kebutuhan spesifik Anda.
Referensi:
[1] Sistem baru terapi gen menggunakan messenger RNA. (2015, 3 Maret). Universitas Tokyo.
https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/articles/a_00351.html
[2] Carter, D. (2021). Aplikasi vaksin mRNA pada perawatan kanker. Pusat Kanker MD Anderson.
https://www.mdanderson.org/cancerwise/can-mrna-vaccines-like-those-used-for-covid-19-be-used-in-cancer-care.h00-159457689.html
[3] Copur, M. S. (2021). Vaksin mRNA: era baru imunoterapi kanker.
https://www.cancernetwork.com/view/messenger-rna-vaccines-beckoning-of-a-new-era-in-cancer-immunotherapy
[4] Mungkinkah vaksin mRNA memberikan perlindungan terhadap virus baru tular-kutu? (2019). Infectious Diseases Hub.
https://www.id-hub.com/2018/12/18/mrna-vaccine-protective-emerging-tick-borne-viruses/
[5] Fox, M. (2021). Terbukti efektif melawan virus corona, potensi besar mRNA ke depan.
https://edition.cnn.com/2021/06/01/health/mrna-vaccines-covid-future/index.html
[6] Institut Autoimun. (28 Januari 2021). Potensi terapi mRNA untuk penyakit autoimun.
https://www.autoimmuneinstitute.org/articles/mrna-treatment-multiple-sclerosis/
[7] Kim, Y.K. (2020). Terapi RNA: perkembangan terkini dan masa depan. Repositori Ilmiah.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7250668/
[8] VanBlargan, L. et al. (2018). Proteksi vaksin mRNA terhadap infeksi flavivirus.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6353567/#abs0015title
[9] Wardell, C. (2021). Vaksin mRNA dan toleransi sistem imun.
https://www.nature.com/articles/s41587-021-00880-0
[10] Zon, G. (24 Juni 2019). Peningkatan kasus penyakit Lyme dalam laporan kesehatan.
http://zon.trilinkbiotech.com/2019/06/25/surge-in-lyme-disease-cases-reported-to-u-s-congress-as-a-serious-health-concern/