Kemunculan varian–varian baru dari virus penyebab COVID-19, SARS-CoV-2, dalam dua tahun terakhir menimbulkan keresahan di masyarakat dan kalangan ilmuwan.
Salah satu penyebabnya terungkap dari penelitian terbaru yang menunjukkan bahwa vaksin COVID yang lazim digunakan saat ini tidak memberikan proteksi yang awet terhadap varian Omicron tanpa pemberian dosis booster.
Kita pun mulai bertanya, apakah vaksin COVID-19 generasi pertama ini dapat maksimal melindungi kita dari ancaman varian-varian masa depan? Apakah dosis booster harus terus diberikan?
Kini sejumlah peneliti sedang mengembangkan vaksin universal untuk SARS-CoV-2. Vaksin ini dinilai bisa melindungi manusia dari berbagai varian virus penyebab COVID-19.
Para ilmuwan mencoba strategi “vaksin mosaik” yang menggabungkan konsep vaksin multi-antigen (multivalensi) dan teknologi nanopartikel. Penelitian mereka menunjukkan bahwa vaksin mosaik ini lebih ampuh dibanding vaksin antigen tunggal.
Satu jenis antigen saja tidak cukup
Antigen adalah molekul penanda yang dapat merangsang timbulnya respon imun. Pada dasarnya, vaksinasi adalah proses mengenalkan antigen, dalam hal ini SARS-CoV-2, kepada sistem imun tubuh. Jika kita mengibaratkan sebagai interaksi tentara dan musuh, maka SARS-CoV-2 adalah musuhnya dan sel-sel imun adalah tentara yang bertugas melindungi tubuh.
Pengenalan antigen melalui vaksinasi dapat dianalogikan sebagai pelatihan militer untuk mempersiapkan sel imun melawan SARS-CoV-2. Melalui vaksinasi, sel-sel imun dapat merekam bentuk antigen dan membuat antibodi spesifik yang mengenali antigen tersebut. Antibodi ini nantinya digunakan sebagai senjata untuk melawan virus ketika infeksi SARS-CoV-2 yang sesungguhnya terjadi.
Sebagian besar vaksin yang telah diciptakan saat ini berbasis pada antigen tunggal yang didapat dari patogen penyebab penyakit. Vaksin COVID-19 menggunakan protein spike SARS-CoV-2 sebagai satu-satunya antigen. Tanpa disadari, hal ini menjadi kelemahan dalam menghadapi varian baru SARS-CoV-2.
Berkaca dari varian Omicron, banyak perubahan struktur yang terjadi pada daerah protein spike atau daerah pintu masuk virus untuk menempel ke sel manusia. Hal inilah yang mungkin menyebabkan penurunan kemampuan antibodi yang dihasilkan vaksinasi dalam melawan Omicron. Fenomena ini disebut dengan “immune escape”.
Mutasi yang terus-menerus terjadi, dan adanya potensi penggabungan baru antarvarian, seperti Delta dan Omicron, juga meningkatkan kemungkinan perubahan struktur protein spike.
Pemberian dosis booster dapat melatih tubuh untuk membentuk antibodi yang lebih spesifik dan menghalangi immune escape. Namun, strategi ini tidak mampu melindungi kita dari ancaman varian-varian baru.
Karena itu, kita membutuhkan vaksin yang bersifat universal untuk melindungi dari varian-varian baru yang muncul.
Membuat vaksin universal
Lalu bagaimanakah caranya membuat vaksin universal untuk SARS-CoV-2?
Untuk menjawab pertanyaan sejuta dolar ini, para peneliti mencoba strategi “vaksin mosaik” yang menggabungkan konsep vaksin multi-antigen (multivalensi) dan teknologi nanopartikel .
Dalam penelitiannya, Alexander A Cohen dan koleganya dari Amerika dan Inggris melakukan terobosan vaksin mosaik untuk SARS-CoV-2. Dengan menggunakan pendekatan bioinformatika, mereka mengidentifikasi berbagai macam antigen dari galur–galur betacoronavirus yang berasal dari hewan liar.
Antigen-antigen dengan kemampuan memicu produksi antibodi paling tinggi (imunogenisitas) pun dipilih. Kemudian, berbagai macam kombinasi ‘mosaik’ pun dibuat dari antigen-antigen terpilih ini.
Antigen dari galur coronavirus yang telah menginfeksi manusia sebelumnya, seperti SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 dan virus penyebab Middle East Respiratory Syndrome (MERS), juga diikutsertakan dalam variasi komposisi antigen.
Masing-masing ‘mosaik’ antigen tersebut lalu dikemas dalam satu ‘kendaraan’ berupa nanopartikel untuk mengenalkan kombinasi antigen-antigen tersebut secara bersamaan kepada sistem imun tubuh. Pengenalan secara simultan melalui vaksin mosaik ini diharapkan dapat memicu tubuh menghasilkan antibodi yang dapat mengenali berbagai jenis betacoronavirus.
Cohen pun menguji vaksin mosaik ini pada hewan. Sesuai prediksi, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa vaksin mosaik memicu respons imun yang lebih kuat jika dibandingkan dengan vaksin antigen tunggal.
Menariknya, hewan model yang divaksin mosaik tanpa antigen SARS-CoV-2 ternyata tetap menunjukkan kekebalan terhadap SARS-CoV-2. Hal ini menunjukkan bahwa respons imun yang dibentuk dari paparan terhadap antigen–antigen betacoronavirus yang lain masih mampu memberikan proteksi terhadap SARS-CoV-2.
Respons imun ini dapat terjadi karena adanya kemiripan antigen antara galur–galur betacoronavirus yang digunakan dalam vaksin mosaik. Di dalam imunologi, fenomena ini dikenal sebagai “cross-reactivity”. Ibaratnya, tentara di medan perang akan lebih mudah untuk mengenali dan menyerang sekelompok musuh jika kita mengetahui kemiripan dari beberapa anggota kelompok tersebut.
Demikian juga dengan sistem imun tubuh, akan lebih mudah untuk mengenali dan menyerang varian baru coronavirus karena sel-sel imun telah memiliki informasi mengenai galur–galur betacoronavirus paparan vaksin mosaik.
Perlindungan dari pandemi berikutnya
Saat ini, Moderna tengah mengembangkan vaksin multivalensi dengan menggunakan beberapa tipe protein spike sekaligus, untuk meningkatkan proteksi terhadap varian-varian baru yang akan muncul.
Dengan adanya hasil penelitian Cohen di atas dan riset yang gencar dilakukan ilmuwan-ilmuwan lain di dunia, vaksin universal untuk SARS-CoV-2 mungkin akan segera terwujud.
Dalam konteks yang lebih luas, teknologi vaksin mosaik ini dapat menjadi strategi untuk mempersiapkan diri menghadapi kemungkinan pandemi pada masa depan. Belajar dari sejarah, epidemi yang disebabkan oleh coronavirus sebelumnya, seperti SARS-CoV-1 dan MERS, adalah penyakit zoonosis-penyakit menular yang ditularkan dari hewan ke manusia.
Semua galur coronavirus yang diketahui menyerang manusia berasal dari kelelawar, unta, atau hewan-hewan domestik lainnya. Saat ini, beberapa jenis coronavirus telah teridentifikasi pada populasi hewan liar. Karena itu, sangatlah mungkin jika suatu hari nanti virus berpindah ke manusia dan menyebabkan pandemi coronavirus berikutnya.
Dengan adanya vaksin universal yang dibuat dengan teknik vaksin mosaik, vaksin dapat dibuat untuk mengantisipasi pandemi.
Penerapan teknologi vaksin mosaik dapat mengubah paradigma desain vaksin yang telah ada saat ini. Di samping tantangan banyaknya penelitian dan uji klinis yang harus ditempuh, keterbatasan sumber daya manusia, serta persepsi masyarakat terhadap vaksin, aplikasi dari teknologi vaksin universal ini dapat memberikan perlindungan. Proteksi bukan hanya terhadap coronavirus tapi juga penyakit-penyakit lainnya. Itulah yang sedang dirancang oleh para ilmuwan.