Vaksin mRNA, Apakah Cukup Menjanjikan?

"Sudah vaksin belum?"

Mungkin pertanyaan ini menjadi cukup populer akhir-akhir ini, dan seperti yang teman-teman ketahui, sekarang vaksin menjadi salah satu syarat bagi kita semua untuk dapat beraktivitas di luar rumah. Mungkin teman-teman bertanya, mengapa demikian? Untuk itu, pastikan simak artikel ini sampai tuntas karena pada artikel ini teman-teman akan mengetahui alasan tersebut dan mengenal lebih dalam mengenai jenis vaksin, terutama vaksin tipe mRNA.  

Sebelum itu, kita perlu mengetahui apa yang dimaksud dari kata vaksin. Vaksin merupakan sebuah produk yang mampu memicu respon imun dan meningkatkan imunitas yang spesifik terhadap penyakit tertentu. Setelah mengetahui arti dari vaksin, ternyata vaksin sangat penting, terutama di masa pandemi sekarang. Untuk dapat beraktivitas di luar rumah, tentunya kita harus memiliki pertahanan yang cukup untuk melindungi diri dari serangan virus-virus dari luar. Oleh karena itu, pastikan teman-teman sudah melakukan vaksinasi dengan lengkap ya.

Vaksin sudah cukup terkenal, terutama di dunia medis. Jika kita bedah lebih dalam lagi, vaksin hadir dalam beberapa jenis, seperti viral vector vaccine, vaksin DNA, dan vaksin mRNA. Akhir-akhir ini vaksin Pfizer dan Moderna sempat menjadi perbincangan dan dibanding-bandingkan dengan vaksin lainnya, seperti Astrazenca dan Sinovac/CoronaVac. Vaksin Pfizer dan Moderna ini merupakan contoh dari vaksin mRNA, Astrazeneca merupakan salah satu contoh dari vaksin yang menggunakan vektor virus, sedangkan Sinovac/CoronaVac merupakan vaksin yang menggunakan virus yang sudah inaktif. Dalam artikel ini, akan dibahas lebih dalam mengenai vaksin tipe mRNA dan mengetahui apa perbedaan dari vaksin mRNA dengan vaksin-vaksin tipe lainnya yang sudah dipaparkan di atas.

Vaksin mRNA

Dari namanya, mungkin teman-teman sudah tahu bahwa vaksin ini secara khusus menggunakan mRNA. Apa itu mRNA? Messenger Ribonucleic Acid (mRNA) merupakan rangkaian kode genetik hasil transkripsi dari DNA yang digunakan sebagai template untuk ditranslasikan ke dalam bentuk protein. Secara umum, mRNA yang digunakan dalam vaksin terbagi menjadi dua jenis, yaitu non-replicating mRNA dan self-amplifying mRNA. 

• Non-replicating mRNA

mRNA jenis ini tersusun atas sekuens yang diapit oleh 5' dan 3' yang tidak ditranslasikan atau Untranslated Region (UTR) dan juga tersusun atas cap, poly(A) tail, dan Open Reading Frame (ORF). 

Keunggulan dari penggunaan mRNA tipe ini adalah memiliki bentuk yang relatif sederhana, ukurannya lebih kecil, serta tidak menghasilkan protein yang tidak memberikan respon imun yang tidak diperlukan. Vaksin jenis ini umumnya disintesis secara in vitro sehingga diperlukan tahapan purifikasi. 

Mengapa demikian? Karena mRNA sintesis secara in vitro cenderung masih mengandung pengotor-pengotor, seperti enzim-enzim dan residu lainnya. Maka dari itu, akan digunakan Fast protein liquid chromatography (FPLC) atau High performance liquid chromatography (HPLC) untuk melakukan pemurnian. Pemurnian ini memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap jumlah imunogen yang akan dihasilkan pada target yang dilakukan vaksinasi. 

Selain itu, juga terdapat penelitian bahwa mRNA yang purifikasi mampu menghasilkan 1000 lipatan protein yang lebih banyak dibandingkan mRNA yang tidak dilakukan purifikasi.

 Selain itu, juga dapat dilakukan optimasi, baik menggunakan GC konten atau dengan menggantikan kodon yang jarang muncul dengan kodon yang sering digunakan sehingga protein yang diproduksi oleh mRNA dapat meningkat. Namun, modifikasi dengan kimia mampu mengurangi aktivasi dari respon imun innate meskipun dapat meningkatkan translasi dari mRNA. 

Gambar 1  Elemen dari non-replicating mRNA (Dokpri)

• Self-amplifying mRNA

Umumnya, vaksin mRNA jenis ini menggunakan genom dari alpha virus. Namun, terdapat modifikasi pada gen yang mengkode protein strukturalnya, yakni diganti dengan antigen yang diinginkan. Secara garis besar, komponen dari mRNA memiliki elemen esensial yang sama seperti non-replicating mRNA, yakni cap, 5' dan 3' untranslated region (UTR), gen yang diinginkan, poly(A) tail, serta adanya tambahan mRNA untuk protein non struktural yang membuatnya cenderung lebih sulit untuk diproduksi. 

Meskipun seperti itu, mRNA tipe ini memiliki promotor subgenomik, seperti nsP1, nsP2, nsP3, dan nsP4 yang membuatnya ditrasnkripsi dengan level yang tinggi yang mengakibatkan amplifikasi dari mRNA antigen yang diinginkan. informasi genetik yang dari self-amplifying mRNA ini akan diamplifikasi dalam jumlah yang cukup banyak sehingga menghasilkan ekspresi antigen yang tinggi meskipun dosis vaksin tersebut sangat sedikit. 

Gambar 2  Elemen dari self-amplifying mRNA (Dokpri)

Setelah mengetahui lebih lanjut mengenai vaksin mRNA dan juga jenisnya, kita perlu mengetahui kelebihan dan kekurangannya. Vaksin mRNA ini mampu memicu respon imun humoral dan seluler, proses dari vaksin ini juga tergolong lebih cepat dan sederhana, serta ditemukan aman untuk penggunanya. Namun, vaksin mRNA ini belum bisa digunakan secara luas karena sifatnya yang belum stabil dan tidak dapat diangkut oleh tubuh secara langsung. 

Oleh karena itu, perlu dilakukan beberapa modifikasi, seperti yang sudah dilakukan oleh salah satu perusahaan vaksin ternama, dalam produk vaksinnya yang bernama Pfizer-BioNTech. Vaksin ini dilakukan beberapa modifikasi, baik dalam sekuensnya maupun pengemasannya. Seperti yang sudah kita ketahui, Pfizer menggunakan sekuens spike protein dari virus SARS-CoV-2, tetapi terdapat modifikasi, yakni adanya substitusi uridin menjadi N1-methylpseudouridine (m1) dengan tujuan meningkatkan efektivitas dari vaksin. 

Sebelumnya sudah dipaparkan bahwa salah satu kelemahan dari mRNA adalah terkait kestabilannya dan dapat dengan mudah terdegradasi. Oleh karena itu, dilakukan modifikasi dengan mengganti nukleotida U pada sekuensnya, kemudian juga dilakukan enkapsulasi dengan lipid nanoparticles (LNP) untuk meningkatkan proses pengantaran vaksin tersebut pada tubuh yang dilakukan vaksinasi.

Secara garis besar, dapat diketahui bahwa masing-masing jenis mRNA vaksin memiliki kelebihan dan kekurangan. Vaksin mRNA merupakan sebuah terobosan yang baru dan menjanjikan di dunia medis. 

Meskipun masih terdapat kelemahan, vaksin mRNA ini sangat berpotensi dan dapat dilakukan pengembangan lebih lanjut. Untuk teman-teman yang tertarik dengan pengembangan vaksin mRNA ini, tunggu apa lagi? Siapa tahu salah satu dari kalian menjadi pengembang vaksin mRNA baru yang mampu menjadi solusi untuk menutupi kekurangan yang sebelumnya ada.

Sumber:

Blankney Ak, Ip S, Geall AJ. 2021. An update on self-amplifying mRNA vaccine development. Vaccines. 9(97): 1-26.

Scrorza F, Pardi N. 2018. New kids on the block: RNA-based influenza virus vaccine. Vaccines. 6(20): 1-15.

Rauch S, Jasny E, Schmidt KE, Petsch B. 2018. New vaccine technologies to combat outbreak situations. Front. Immunol. 9: 1-24.