Aluminum Adjuvants

Read Also

Vaksin adjuvant aluminium pertama dibuat dengan penambahan basa ke larutan antigen yang dicampur dengan aluminium kalium sulfat, menghasilkan pengendapan antigen dan garam aluminium. Meskipun istilah tawas digunakan sehari-hari untuk merujuk pada semua adjuvant aluminium, itu secara teknis keliru karena tawas adalah nama umum kimia untuk larutan aluminium kalium sulfat. Lebih penting lagi, istilah tawas tidak menentukan jenis bahan pembantu aluminium yang digunakan dalam vaksin, yang memiliki implikasi penting untuk formulasi vaksin. Persiapan vaksin dengan pengendapan antigen dengan tawas sekarang sebagian besar telah digantikan oleh adsorpsi antigen ke gel aluminium yang telah dibentuk sebelumnya, karena pengendapan tidak memberikan hasil yang dapat direproduksi dan tidak memungkinkan kontrol atas tingkat adsorpsi. Dua jenis bahan pembantu aluminium yang umum digunakan dalam vaksin berlisensi adalah aluminium hydroxide adjuvant (AH) dan aluminium phosphate adjuvant (AP). Ajuvan ini disiapkan sendiri oleh perusahaan vaksin atau dibeli dari produsen seperti Brenntag Biosector, Chemtrade, dan SPI PharmaTM. Mereka kadang-kadang disebut dengan nama dagang mereka, seperti Alhydrogel®, RehydragelTM, dan Adju-Phos®. Sumber AH dan AP yang berbeda cenderung berbeda dalam sifat fisikokimia dan biologisnya, tetapi kami tidak mengetahui adanya laporan perbandingan langsung yang tersedia dalam literatur peer-review.

AH secara kimia adalah kristal aluminium oksihidroksida, AlOOH. Ini dibuat dengan mencampurkan larutan aluminium, biasanya AlCl3 atau tawas [AlK(SO4)2], dengan natrium hidroksida. Suspensi kemudian didehidrasi di bawah kondisi hidrotermal. Derajat kristalinitas garam tergantung pada kondisi pembuatan, dan mempengaruhi kapasitas penyerapan dan kecepatan disolusi in vitro dan in vivo. Kristal AH yang buruk dengan kristal yang sangat kecil seperti yang ditentukan oleh difraksi sinar-X memiliki luas permukaan yang lebih besar dan kapasitas adsorpsi yang lebih besar daripada AH dengan tingkat kristalinitas yang lebih tinggi. Aluminium pada permukaan AH dikoordinasikan dengan hidroksil amfoter yang dapat menerima atau menyumbangkan proton tergantung pada pH larutan. Akibatnya, ajuvan AH memiliki muatan permukaan yang bergantung pada pH. Titik muatan nol atau isoelectric point (iep) dari AH adalah memberikan AH muatan permukaan positif pada pH netral. Aluminium memiliki afinitas tinggi terhadap fosfat, yang dapat menggantikan hidroksil permukaan melalui pertukaran ligan. Aluminium memiliki afinitas yang lebih tinggi untuk fluorida, afinitas moderat untuk sulfat dan afinitas rendah untuk anion lain seperti klorida dan nitrat. Oleh karena itu, permukaan adsorpsi adjuvant AH sangat tergantung pada komposisi buffer yang digunakan.

Ajuvan aluminium fosfat dibuat dengan mencampurkan larutan garam aluminium, biasanya AlCl3 atau AlK(SO4)2, dengan larutan basa trisodium fosfat, atau dengan mencampurkan garam aluminium dengan larutan fosfat, diikuti dengan pengendapan dengan natrium hidroksida. Substitusi hidroksil untuk fosfat menghasilkan pembentukan aluminium hidroksifosfat, Al(OH)x(PO4)y, senyawa nonstoikiometri di mana rasio hidroksil terhadap fosfat tergantung pada kondisi pengendapan. AP adalah nonkristalin, karena penggabungan fosfat mengganggu proses kristalisasi. Mirip dengan AH, hidroksil permukaan AP dapat menerima atau menyumbangkan proton yang menghasilkan perubahan muatan permukaan yang bergantung pada pH. Sediaan AP komersial umumnya memiliki rasio P:Al 1,1-1,15 dan titik muatan nol 4,6-5,6, yang menghasilkan muatan permukaan negatif pada pH netral. Titik muatan nol dapat dikurangi dengan mengganti hidroksil permukaan dengan anion seperti fosfat, melalui pertukaran ligan. Penambahan buffer fosfat ke AH menurunkan titik muatan nol tanpa mengubah struktur kristal bahan pembantu. Pengenceran bahan pembantu AP dengan larutan nonfosfat akan mengurangi jumlah gugus fosfat di permukaan dan meningkatkan titik muatan nol. Oleh karena itu, permukaan serap dan kapasitas AP juga bergantung pada kondisi buffer dan komposisi di mana ia digunakan. Amorphous aluminum hydroxyphosphate sulfate (AAHS) mirip dengan AP, tetapi dengan rasio hidroksil terhadap fosfat yang lebih tinggi daripada AP komersial. Ini mengandung sisa sulfat karena tawas [AlK(SO4)2] digunakan sebagai bahan sumber sebagai pengganti aluminium klorida. Ajuvan AAHS memiliki rasio P:Al 0,3 dan titik muatan nol sekitar 7,0.

Ajuvan lain yang mengandung aluminium yang umum digunakan dalam studi eksperimental praklinis adalah ImjectTM Alum (ThermoFisher Scientific). Namun, adjuvant ini terdiri dari aluminium hidroksikarbonat amorf dan kristal magnesium hidroksida. Sebagai perbandingan langsung, respon imun yang diinduksi oleh vaksin yang diformulasikan dengan AH secara signifikan lebih kuat dibandingkan dengan vaksin yang mengandung ImjectTM Alum. Karena memiliki komposisi yang berbeda dari AH dan AP dalam vaksin berlisensi, ImjectTM Alum tidak boleh digunakan ketika tujuan percobaan adalah untuk memformulasi vaksin untuk evaluasi praklinis, atau bahkan untuk mengevaluasi mekanisme adsorpsi. Selain itu, harus dihindari sepenuhnya jika tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan mekanisme kerja bahan pembantu berbahan dasar aluminium.