Nanopartikel Jenis Baru Membuat Vaksin Lebih Kuat

Banyak vaksin, termasuk vaksin hepatitis B dan batuk rejan, terdiri dari fragmen protein virus atau bakteri. Vaksin ini seringkali mengandung molekul lain yang disebut bahan pembantu, yang perannya membantu meningkatkan respons sistem kekebalan terhadap protein.

Sebagian besar bahan pembantu ini terdiri dari garam aluminium atau molekul lain yang memicu respons imun nonspesifik. Sebuah tim peneliti Massachusetts Institute of Technology (MIT) kini telah menunjukkan bahwa jenis nanopartikel yang disebut kerangka organik logam (metal organic framework/MOF) juga dapat memicu respons imun yang kuat.

"MOF bekerja dengan mengaktifkan sistem kekebalan bawaan garis pertahanan pertama tubuh melawan patogen apapun melalui sel protein yang disebut reseptor mirip tol (TLR)," kata Ana Jaklenec, peneliti utama di Institut Koch untuk Penelitian Kanker Integratif MIT dan salah satu penulis senior penelitian baru ini seperti dikutip dari Science Daily.

Dalam sebuah penelitian terhadap tikus, para peneliti menunjukkan bahwa MOF ini berhasil merangkum dan mengirimkan sebagian protein lonjakan SARS-CoV-2. Partikel itu sekaligus bertindak sebagai bahan pembantu setelah MOF dipecah di dalam sel.

Meskipun diperlukan lebih banyak upaya untuk mengadaptasi partikel-partikel ini untuk digunakan sebagai vaksin, penelitian ini menunjukkan bahwa jenis struktur ini dapat berguna untuk menghasilkan respons kekebalan yang kuat menurut para peneliti.

"Memahami bagaimana alat penghantar obat dapat meningkatkan respons imun adjuvan adalah sesuatu yang bisa sangat membantu dalam merancang vaksin baru," kata Jaklenec.

Dalam studi ini, para peneliti fokus pada MOF yang disebut ZIF-8, yang terdiri dari kisi unit tetrahedral yang terdiri dari ion seng yang terikat pada empat molekul imidazol, suatu senyawa organik. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa ZIF-8 dapat meningkatkan respons imun secara signifikan, namun belum diketahui secara pasti bagaimana partikel ini mengaktifkan sistem kekebalan.

Untuk mencoba mengetahuinya, tim MIT menciptakan vaksin eksperimental yang terdiri dari protein pengikat reseptor (RBD) SARS-CoV-2 yang tertanam dalam partikel ZIF-8. Partikel-partikel ini berdiameter antara 100 dan 200 nanometer, ukuran yang memungkinkan mereka masuk ke kelenjar getah bening tubuh secara langsung atau melalui sel kekebalan seperti makrofag.

Begitu partikel memasuki sel, MOF dipecah dan melepaskan protein virus. Para peneliti menemukan bahwa komponen imidazol kemudian mengaktifkan reseptor seperti tol (TLR), yang membantu merangsang respon imun bawaan.

"Proses ini serupa dengan membentuk tim operasi rahasia pada tingkat molekuler untuk mengangkut unsur-unsur penting virus Covid-19 ke sistem kekebalan tubuh, di mana mereka dapat mengaktifkan respons imun spesifik untuk meningkatkan kemanjuran vaksin," kata Ibn Khaldun Shahad Alsaiari, rekan mantan postdoctoral MIT dan penulis utama makalah ini.

Pengurutan RNA sel dari kelenjar getah bening menunjukkan bahwa tikus yang divaksinasi dengan partikel ZIF-8 yang membawa protein virus mengaktifkan jalur TLR yang dikenal sebagai TLR-7 dengan kuat, yang menyebabkan produksi sitokin dan molekul lain yang lebih besar yang terlibat dalam peradangan. hay/I-1