Nationalgeographic.co.id—Para ilmuwan di Scripps Research, IAVI, Ragon Institute, dan Moderna, Inc., telah bersama-sama membuat kemajuan penting dalam mengembangkan vaksin yang efektif melawan human immunodeficiency virus (HIV), penyakit paling mematikan.
Temuan ini telah diterbitkan pada 29 September 2022, di jurnal Immunity dengan judul Human immunoglobulin repertoire analysis guides design of vaccine priming immunogens targeting HIV V2-apex broadly neutralizing antibody precursors. Tim ini membuka jalan untuk membuat vaksin HIV yang efektif.
Penelitian ini menjelaskan langkah pertama dalam pendekatan vaksin yang bertujuan untuk mendorong terciptanya antibodi penetralisir luas (bnAbs). Ini adalah antibodi yang cukup luas untuk melawan dan melindungi berbagai varian virus. Dengan mengidentifikasi bnAb yang paling menjanjikan dan gen manusia yang diperlukan untuk membuatnya. Lalu merancang kandidat vaksin protein dan mRNA untuk memulai pembuatan bnAb dan memverifikasi kandidat vaksin.
"Dua penelitian kami menggambarkan upaya kolaboratif untuk memahami bnAbs secara genetik dan struktural, dan pada akhirnya 'merekayasa balik' vaksin untuk mendapatkan bnAbs ini," kata penulis senior William Schief, seorang profesor Penelitian Scripps dan direktur eksekutif desain vaksin di IAVI's Neutralizing Antibody Pusat di Scripps Research. “HIV tetap menjadi salah satu virus yang paling sulit untuk dilindungi karena kemampuan alaminya untuk dengan cepat bermutasi dan menghindari penangkapan dari sistem kekebalan tubuh. Bekerja sama secara erat di seluruh disiplin ilmu dan institusi, temuan tim kami menandai langkah maju yang penting dalam mengatasi rintangan bersejarah ini dan menciptakan vaksin HIV yang efektif."
Para peneliti telah lama mempelajari bagaimana sebagian kecil orang yang terinfeksi HIV mampu membuat bnAbs. Bahkan ketika bnAbs berkembang selama infeksi dalam kasus ini. Mereka muncul terlambat untuk membantu memblokir virus. Namun, para peneliti telah menunjukkan bahwa bnAbs dapat melindungi dari virus jika ada sebelum seseorang terinfeksi HIV. Pengamatan ini telah mendorong para ilmuwan untuk mencoba mengembangkan vaksin yang menginduksi bnAbs pada individu yang sehat, tetapi merancang vaksin semacam itu terbukti sulit.
Para ilmuwan pertama-tama perlu menentukan apakah populasi umum memiliki sel-sel prekursor yang pada akhirnya akan mengarah pada penciptaan bnAbs yang kuat ini.
"Menemukan bnAbs yang kita butuhkan adalah seperti mencari jarum di tumpukan jerami," kata salah satu penulis kedua makalah Zachary Berndsen, asisten profesor biokimia di University of Missouri. "Untuk membuat vaksin yang efektif, pertama-tama kita harus menemukan antibodi prekursor yang akhirnya bisa menjadi bnAbs, sambil juga melihat apakah antibodi prekursor itu cukup umum di seluruh populasi umum untuk dirangsang," tambah Berndsen, yang sebelumnya adalah rekan peneliti di lab. dari profesor Riset Scripps Andrew Ward.
Melalui analisis bioinformatika dari database besar 1,2 miliar sekuens antibodi manusia, para peneliti mengetahui bahwa dua bnAbs puncak memiliki sel B prekursor yang paling sering. Penemuan ini mengarahkan tim untuk fokus pada pengembangan vaksin yang dirancang untuk menginduksi kedua jenis bnAb tersebut.
"Langkah pertama dalam merancang vaksin untuk menginduksi bnAbs puncak ini adalah untuk merekayasa imunogen priming dengan afinitas pengikatan tinggi ke prekursor germline yang tepat," kata rekan penulis pertama Krystal Ma, seorang mahasiswa pascasarjana di Scripps Research. "Langkah selanjutnya adalah merancang serangkaian peningkatan imunogen yang dapat mematangkan prekursor menjadi bnAbs."
Setelah melalui banyak putaran desain dan pengujian in vitro yang ekstensif, tim akhirnya menciptakan imunogen priming yang sukses. Ini dikombinasikan dengan 'snapshot' mikroskop cryo-electron dari lab Ward, yang memberikan wawasan tentang bagaimana virus pada akhirnya dapat melawan balik bnAbs.
"Kami dan kolaborator kami sedang membangun pendekatan ini, mengembangkan dan menguji imunogen untuk mendorong tahap selanjutnya dari pematangan bnAb," kata Facundo Batista, direktur asosiasi Ragon Institute.
Karena vaksin yang berhasil juga harus layak dari perspektif manufaktur, tim berkolaborasi dengan para ilmuwan dari Moderna untuk berhasil merumuskan imunogen penargetan germline mereka menjadi vaksin mRNA (mirip dengan vaksin COVID-19). Pendekatan ini memberikan respons antibodi yang lebih baik pada tikus daripada formulasi vaksin tipikal, sementara juga jauh lebih mudah dan lebih cepat untuk diproduksi.
Dengan validasi ini di tangan, para peneliti akan terus menyempurnakan pendekatan vaksin mereka. Mengujinya dalam model tambahan dengan maksud yang pada akhirnya memasuki klinik untuk uji coba pada manusia.