Sebuah vaksin yang bisa hambat nyamuk menyebarkan malaria

Tampilan yang diperbesar dari kepompong dan larva nyamuk didalam air. 7th Son Studio/shutterstock

Sebuah vaksin yang bisa hambat nyamuk menyebarkan malaria

Apakah mungkin memberantas malaria?

Ini adalah pertanyaan yang dihadapi banyak peneliti, dan banyak gagasan yang telah diajukan. Malaria mendapatkan banyak perhatian karena penyakit mematikan ini telah menginfeksi 200 juta orang dan membunuh lebih dari 500.000 orang per tahun, dengan bayi-bayi di Afrika yang paling banyak menjadi korban.

Penyakit ini masalah besar bagi umat manusia. Malaria merusak perekonomian dan perkembangan sosial. Menurut Centers for Disease Control and Prevention (Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit) Amerika Serikat, biaya pengobatan malaria di Afrika hampir menyentuh US$12 miliar per tahun. Beberapa laporan telah menunjukkan bahwa diagnosis penyakit malaria hampir mencapai 1.700 kasus setiap tahunnya di Amerika Serikat, biasanya pada mereka yang baru saja bepergian ke wilayah Asia dan Afrika, di mana malaria endemis.

Selama beberapa dekade, para peneliti mengerjakan ide riset baru yang disebut sebagai “vaksin penghambat penularan”. Vaksin ini berbeda dari vaksin umumnya yang melindungi pasien dari serangan penyakit. Bedanya, vaksin ini menghambat penyebaran parasit yang menyebabkan malaria dari inang manusia yang terinfeksi ke nyamuk.

Ketika seorang mendapat vaksin tersebut, antibodi tertentu dihasilkan dalam darah. Saat seekor nyamuk menggigit dan menghisap darah manusia yang terinfeksi, parasit dan antibodi dibawa ke perut nyamuk. Begitu berada di dalam tubuh nyamuk, antibodi tersebut menempel pada parasit dan menghambat perkembangannya. Hal ini mencegah nyamuk untuk menularkannya kepada orang lain.

Konsep ini bagus tapi ini belum diuji dalam skala yang besar.

Cara kerja vaksin menghambat penularan. Siklus penyakit dimulai ketika seekor nyamuk pembawa parasit malaria menggigit orang pertama, dan menginfeksi orang tersebut. Parasit kemudian mereplikasi diri di hati dan menyebar ke dalam darah. Ketika vaksin disuntikkan ke orang yang terinfeksi, vaksin tersebut membuat tubuh menghasilkan antibodi yang kemudian menempel pada parasit baru tersebut. Ketika nyamuk lain menggigit orang yang terinfeksi, maka nyamuk tersebut menghisap parasit sekaligus antibodi. Antibodi tersebut mencegah parasit untuk berkembang, yang berarti bahwa nyamuk tersebut tidak dapat menularkan penyakit. Wei-Chiao Huang, CC BY-SA

Liposom: pembawa vaksin

Cara kerja vaksin adalah dengan memasukkan suatu mikroba penyebab penyakit ke dalam tubuh. Mikroba yang dimasukkan tidak akan sampai menyebabkan penyakit tapi cukup untuk merangsang tubuh mengeluarkan antibodi yang akan menandai mikroba tersebut untuk dimusnahkan.

Untuk membuat suatu vaksin yang kuat yang menghasilkan respon antibodi yang kuat pula, memilih protein yang tepat dari organisme penyebab penyakit menjadi faktor penting. Para ilmuwan menyasar pada protein tertentu yang diproduksi oleh mikroba untuk membuat vaksin. Pada penelitian kami ini, kami memilih protein yang telah diketahui dengan baik yang bernama Pfs25, yang ditemukan di permukaan parasit malaria.

Parasit mengeluarkan protein tersebut pada permukaan tubuhnya saat berkembang di saluran pencernaan nyamuk. Pfs25 yang dipilih sebagai protein target untuk vaksin penghambat penularan telah diuji secara klinis pada uji coba Fase I; namun, perkembangannya terbatas. Hal tersebut karena, dengan sendirinya, protein Pfs25 hanya memicu sedikit produksi antibodi tertentu.

Menggunakan pendekatan lain, beberapa peneliti telah melakukan rekayasa genetika Pfs25 menjadi lebih kuat untuk uji coba klinis lain. Secara umum, pendekatan seperti itu cukup menjanjikan, tapi terdapat risiko yakni protein target tidak benar-benar meniru protein alami yang ada pada parasit.

Kami percaya bahwa jenis vaksin baru yang menggunakan liposom mungkin menjadi kandidat yang menjanjikan sebagai pembantu (adjuvant) vaksin penghambat penularan. Adjuvant adalah komponen vaksin lainnya yang meningkatkan respons imun. Liposom adalah bola berongga (vesikel), yang terbuat dari molekul lipid.

Keuntungan liposom, dibandingkan hanya menggunakan protein Pfs25, adalah bahwa liposom dapat mengantarkan lebih banyak protein parasit ke sel imun. Sel-sel ini menyerap vaksin yang dibawa liposom dan memicu produksi antibodi yang lebih banyak yang kemudian menyasar parasit tersebut untuk dihancurkan dan menghambat penyakit ini.

Tim riset Jonathan Lovell telah mengembangkan liposom sebagai vaksin untuk melawan malaria. Pada 2015, tim Dr. Lovell menemukan cara menempelkan protein ke liposom dengan mengaitkannya ke serangkaian asam amino yang disebut histidin-tag. Tag tersebut bekerja sebagai pengait yang menempelkan protein ke liposom.

Dengan menambahkan molekul yang mengandung kobalt, dengan suatu struktur yang mirip dengan vitamin B12, maka struktur protein-liposom tersebut akan menjadi stabil.

Menghentikan penyebaran malaria

Laboratorium tim Lovell telah mengembangkan vaksin berbasis liposom dilapisi kobalt dengan protein parasit menempel di permukaannya.

Cara membuat vaksin berbasis liposom: Protein Pfs25 dikaitkan ke histidin-tag (hijau) dan dicampur bersama dengan liposom yang mengandung kobalt. Kedua bagian bergabung untuk menjadi vaksin yang akan disuntikkan ke tikus. Hasil suntikkan menunjukkan bagaimana ujung dari histidin-tag berinteraksi dengan liposom untuk menjaga protein tetap menempel. CC BY-SA

Membuat vaksin ini cukup sederhana. Setelah kita memiliki campuran liposom dan kobalt, serta molekul Pfs25-histidin, kita tinggal mencampurnya bersama-sama, dan struktur vaksin akan terbentuk secara spontan. Ketika liposom Pfs25 ini disuntikkan ke tikus, hal tersebut akan memicu jumlah produksi antibodi yang tinggi.

Antibodi yang dihasilkan tikus menghambat proses perkembangan parasit di usus nyamuk. Jadi kami berharap bahwa ketika nyamuk yang tidak terinfeksi menggigit seseorang yang terinfeksi malaria, darah yang terhisap mengandung parasit dan antibodi manusia sekaligus yang akan mencegah parasit tersebut berkembang biak di usus nyamuk.

Ketika kami menguji vaksin ini pada tikus, hewan-hewan tersebut terus memproduksi antibodi selama lebih dari 250 hari. Antibodi yang diproduksi sepanjang periode tersebut mencegah perkembangan parasit malaria selama periode itu pula.

Tahap Selanjutnya

Peta penyakit malaria di seluruh dunia pada 2014. Peta peringatan ini dapat digunakan sebagai peringatan untuk daerah wisatawan yang memiliki risiko tinggi penularan malaria. Peteri / Shutterstock.com

Kegunaan lain yang berguna dari liposom kobalt adalah kita dapat mengaitkan berbagai macam protein yang berasal dari berbagai tahap perkembangan parasit untuk menciptakan molekul yang memicu produksi berbagai jenis antibodi–masing-masing antibodi akan menargetkan setiap bagian unik dari parasit. Hasil penelitian kami menunjukkan bahwa lima protein yang berbeda dari malaria dapat melekat pada permukaan liposom.

Antibodi yang dihasilkan tikus yang telah diimunisasi dengan liposom yang membawa banyak protein berhasil menargetkan parasit dari berbagai tahap perkembangannya. Hasilnya tampak menjanjikan. Pada masa depan kami berencana untuk meneliti masalah keamanaan dari vaksin ini dan apakah akan dapat bekerja terhadap berbagai spesies malaria.

Langkah kami selanjutnya adalah menguji vaksin pada hewan lain. Tujuan utamanya adalah untuk melihat bagaimana teknologi ini dapat di uji klinis pada manusia dan menilai apakah teknologi liposom dan strategi menggunakan vaksin penghambat penularan ini efektif untuk mencegah penyebaran malaria.


Artikel ini diterjemahkan dari bahasa Inggris oleh Muhammad Gaffar.

This article was originally published in English