SiarKota.Com | Artikel Ilmiah—Bayangkan sebuah dunia ketika mendapatkan vaksinasi semudah Anda mengoleskan krim pada kulit Anda—tanpa jarum, tanpa rasa sakit, dan tanpa efek samping yang tidak menyenangkan, seperti demam, bengkak, atau nyeri. Anda juga tidak perlu mengantre panjang di klinik. Kabar baik dari semua itu, harga vaksin ini terjangkau bahkan bisa gratis.
Berkat para peneliti dari Universitas Stanford, dunia seperti itu mungkin terwujud dalam beberapa tahun ke depan. Dengan memanfaatkan bakteri kulit yang umum ditemukan pada hampir semua orang, para ilmuwan mengeksplorasi pendekatan revolusioner untuk vaksinasi.
“Kita semua membenci jarum suntik. Semua orang membencinya,” kata Michael Fischbach, Ph.D., profesor bioteknologi di Universitas Stanford. “Mereka tentu senang apabila vaksinasi dengan jarum suntik digantikan dengan krim.”
Dengan krim vaksin ini, proses vaksinasi bisa menjadi lebih mudah dan nyaman bagi semua orang, terutama bagi yang takut jarum. Vaksin krim ini juga dapat membantu mengatasi masalah vaksinasi di daerah-daerah yang sulit dijangkau atau memiliki akses terbatas terhadap layanan kesehatan. Diharapkan dengan terobosan ini, angka vaksinasi di seluruh dunia dapat meningkat dan melindungi lebih banyak orang dari penyakit menular.
Peran Bakteri Kulit yang Terabaikan
Yang mengejutkan, menurut Fischbach, kulit manusia adalah lingkungan yang keras bagi sebagian besar mikroba.
“Kulit manusia sangat kering, terlalu asin untuk sebagian besar makhluk bersel tunggal, dan tidak banyak yang bisa dimakan. Saya tidak bisa membayangkan ada makhluk hidup yang mau tinggal di sana.”
Namun, beberapa mikroba yang tangguh, seperti Staphylococcus epidermidis, menjadikan kulit manusia sebagai rumahnya.
“Kuman-kuman ini ada di setiap folikel rambut semua orang di planet ini,” kata Fischbach.
Para ahli imunologi mungkin telah mengabaikan bakteri yang bercokol pada kulit kita, kata Fischbach, karena bakteri-bakteri itu tampaknya tidak berkontribusi banyak pada kesehatan kita.
“Kami menduga bahwa tidak banyak yang dipelajari pada bakteri tersebut.”
Namun, ternyata dugaan ini salah. Dalam beberapa tahun terakhir, Fischbach dan rekan-rekannya telah menemukan bahwa sistem kekebalan tubuh memberikan respons yang jauh lebih agresif terhadap S. epidermidis dibandingkan yang diperkirakan sebelumnya.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan baru-baru ini di Nature, Fischbach dan rekan-rekannya memusatkan perhatian pada aspek kunci dari respons kekebalan tubuh, yaitu produksi antibodi.
Ketika tubuh memproduksi antibodi, protein tertentu menempel pada fitur biokimia tertentu dari mikroba yang menyerang. Protein ini mencegah mikroba tersebut masuk ke dalam sel atau melakukan perjalanan tanpa gangguan melalui aliran darah ke tempat-tempat yang seharusnya tidak mereka tuju.
Antibodi individu sangat pilih-pilih tentang apa yang mereka targetkan. Setiap molekul antibodi biasanya menargetkan fitur biokimia tertentu yang dimiliki oleh satu spesies atau strain mikroba.
Fischbach dan sarjana pascadoktoral Djenet Bousbaine, Ph.D, yang merupakan penulis senior dan penulis utama studi ini, serta rekan-rekan mereka ingin tahu: Apakah tubuh tikus, yang kulitnya biasanya tidak ditempati S. epidermidis, akan meningkat respons antibodinya jika mikroorganisme itu muncul di sana?
Antibodi Meningkat
Percobaan awal yang dilakukan Bousbaine sangat sederhana. Celupkan kapas ke dalam botol yang berisi S. epidermidis. Gosokkan kapas tersebut dengan lembut pada kepala tikus normal—tidak perlu mencukur, membilas, atau mencuci bulunya—dan kembalikan tikus ke dalam kandangnya. Ambil darah pada waktu yang ditentukan selama enam minggu ke depan, tanyakan: Apakah sistem kekebalan tubuh tikus ini telah menghasilkan antibodi yang mengikat S. epidermidis?
Respons antibodi tikus terhadap S. epidermidis sangat mengejutkan, kata Fischbach. “Kadar antibodi tikus tersebut meningkat secara perlahan, kemudian meningkat lagi—dan kemudian meningkat lagi.”
Pada minggu keenam, mereka telah mencapai konsentrasi antibodi yang lebih tinggi daripada yang diharapkan dari vaksinasi biasa, dan konsentrasi tersebut tetap dipertahankan.
Antibodi sebagai Pertahanan Bawaan
“Seolah-olah tikus-tikus itu telah divaksinasi,” kata Fischbach. Respon antibodi mereka sama kuat dan spesifiknya seperti ketika mereka bereaksi terhadap patogen.
“Hal yang sama tampaknya terjadi secara alami pada manusia,” kata Fischbach. “Kami mendapatkan pada darah manusia, tingkat sirkulasi antibodi yang ditujukan untuk S. epidermidis sangat tinggi.”
Apa yang terjadi? Kita ingat sebuah kalimat yang ditulis penyair awal abad ke-20, Robert Frost: “Pagar yang baik akan menjadi penjaga yang baik.”
Kebanyakan orang mengira bahwa pagar adalah kulitnya saja, kata Fischbach. Namun, kulit jauh dari sempurna tanpa bantuan dari sistem kekebalan tubuh; pagar ini akan ditembus dengan sangat cepat.
“Pagar terbaik adalah antibodi. Antibodi adalah cara sistem kekebalan tubuh melindungi kita dari luka, goresan, dan torehan yang tak terelakkan, yang kita dapatkan dalam kehidupan sehari-hari,” katanya.
Biasanya respons antibodi terhadap patogen infeksius baru dimulai setelah patogen tersebut menyerang tubuh. Kebalikannya dengan respons antibodi terhadap S. epidermidis. Antibodi terbentuk sebelum terjadi serangan. Dengan begitu, sistem kekebalan tubuh dapat merespons ketika ada luka pada kulit dan menahan bakteri masuk ke dalam aliran darah kita.
Merekayasa Vaksin Hidup
Selangkah demi selangkah, tim Fischbach mengubah S. epidermidis menjadi vaksin hidup yang siap pakai dan dapat dioleskan. Mereka menemukan bahwa bagian dari S. epidermidis yang paling bertanggung jawab dalam memicu respons kekebalan tubuh yang kuat adalah protein yang disebut Aap.
Memicu Kekebalan Tubuh dengan Cara Baru
Aap menginduksi lonjakan tidak hanya antibodi yang ditularkan melalui darah yang dikenal oleh para ahli imunologi sebagai IgG, tetapi juga antibodi lain, yang disebut IgA, yang bersarang di lapisan mukosa hidung dan paru-paru kita.
“Kami memunculkan IgA pada lubang hidung tikus,” kata Fischbach. “Patogen pernapasan yang bertanggung jawab atas pilek, flu, dan COVID-19 cenderung masuk ke dalam tubuh kita melalui lubang hidung. Vaksin biasa tidak dapat mencegah hal ini. Vaksin-vaksin ini hanya akan bekerja setelah patogen masuk ke dalam darah. Akan jauh lebih baik untuk mencegahnya masuk ke dalam darah sejak awal.”
COVID-19
Setelah mengidentifikasi Aap sebagai target utama antibodi, para ilmuwan mencari cara untuk memanfaatkannya.
“Djenet melakukan rekayasa genetika yang cerdas,” kata Fischbach. “Dia mengganti kode gen racun tetanus dengan kode gen S. Epidermis. Sekarang, kode gen inilah—sepotong protein bakteri yang sangat beracun, tetapi tidak berbahaya—yang terbentuk.” Apakah sistem kekebalan tubuh tikus mengenalinya dan mengembangkan respons antibodi spesifik terhadapnya?
Bukti Konsep: Perlindungan Nyata
Para peneliti mengulangi percobaan celup-kemudian-usap menggunakan S. epidermidis yang tidak diubah dan S. epidermidis yang telah direkayasa untuk mengkodekan fragmen racun tetanus. Mereka memberikan beberapa aplikasi topikal selama enam minggu.
Tikus yang diseka dengan S. epidermidis hasil rekayasa hayati mengembangkan tingkat antibodi yang sangat tinggi. Ketika para peneliti kemudian menyuntikkan tikus dengan dosis racun tetanus yang mematikan, tikus yang diberi S. epidermidis rekayasa tetap bebas dari gejala.
Sebaliknya, tikus yang ditempeli S. epidermidis alamiah, ketika diberikan racun tetanus, mengalami kematian.
Melihat ke Depan untuk Uji Coba pada Manusia
“Kami tahu bahwa obat ini bekerja pada tikus,” kata Fischbach. “Selanjutnya, kita perlu menunjukkan bahwa obat ini bekerja pada monyet. Itulah yang akan kami lakukan.”
Jika semuanya berjalan dengan baik, Fischbach berharap untuk melihat pendekatan vaksinasi ini memasuki uji klinis dalam waktu dua atau tiga tahun ke depan.
“Kami pikir ini akan berhasil untuk virus, bakteri, jamur, dan parasit bersel satu,” katanya. “Sebagian besar vaksin memiliki bahan yang merangsang respons inflamasi dan membuat Anda merasa sedikit sakit. Vaksin yang kami buat tidak berdampak seperti itu. Kami berharap Anda tidak akan mengalami peradangan sama sekali.”
