Tanggapan Kekebalan Terhadap Vaksin

Read Also

Tujuan utama vaksin adalah untuk menghasilkan memori kekebalan pelindung spesifik antigen yang tahan lama. Pemahaman rinci tentang sistem kekebalan, biologi patogen, dan interaksi host-patogen berikutnya penting untuk pengembangan vaksin. Di sini kami memperkenalkan konsep respons imun terhadap vaksin dan menyoroti elemen yang perlu dieksplorasi lebih lanjut untuk pengembangan platform vaksin guna menghasilkan vaksin yang lebih kuat dan lebih aman.

Gambar. Dasar-dasar respon imun terhadap vaksin setelah pemberian intramuskular. Komponen vaksin (mis., antigen, dan/atau adjuvant) dikenali dan difagositosis (atau diambil) oleh sel imun bawaan residen jaringan, atau antigen presenting cells (APC), seperti dendritic cells (DC) dan makrofag (Mϕs). Proses pengenalan antigen dan/atau adjuvant, fagositosis, dan pemrosesan antigen intraseluler menginduksi APC menjadi matang (misalnya, peningkatan ekspresi cluster of differential (CD) seperti CD80, CD40, MHC…), dan bermigrasi ke organ limfoid sekunder (SLO; misalnya, draining lymph nodes (dLN), dan limpa). APC yang masuk bertemu dan berinteraksi dengan limfosit T melalui pengenalan molekuler antara major histocompatibility complex (MHC) APC dan T cell receptor (TCR); juga dikenal sebagai sinyal 1. Interaksi ini distabilkan melalui serangkaian interaksi tambahan antara reseptor, atau ko-reseptor, pada kedua jenis sel (yaitu, CD40-CD40L); juga dikenal sebagai sinyal 2. Interaksi antara MHC-II dan TCR, ko-reseptor, dan sitokin yang disekresikan APC (juga dikenal sebagai sinyal 3) menginduksi aktivasi sel T helper (sel Th atau CD4+ T). Dalam beberapa kasus, antigen dapat dipresentasikan silang pada MHC kelas I selain presentasi MHC kelas II kanonik. Yang pertama berinteraksi dengan TCR sel T CD8+, menyebabkan diferensiasinya menjadi sel T efektor (sitotoksik) dan sel T CD8+ memori. Sel T CD4+ berdiferensiasi menjadi salah satu subkelas (misalnya, Th2, Tfh, Th17, Th9…).

Setelah pemberian, antigen vaksin dikenali oleh populasi heterogen sel imun yang dikenal sebagai antigen-presenting cells (APC) yang terdiri dari dendritic cells (DC), makrofag (Mϕ), sel Langerhans, dan limfosit B (sel B). Pengenalan antigen dimediasi oleh satu set protein yang mampu merasakan struktur makromolekul yang terkait dengan patogen yaitu, Pola Molekul Terkait Patogen — PAMP. Sensor PAMP yang dikenal sebagai Pattern Recognition Receptors (PRRs) ini ada di permukaan (misalnya, Toll-like receptor) dan di sitoplasma (misalnya, Retinoic inducible gene I) dari APC.

Interaksi antara antigen vaksin dan PRR pada APC memicu kejadian sinyal intraseluler yang mendorong fagositosis, pematangan, dan sekresi sitokin. Antigen yang diinternalisasi diproses (dicerna) menjadi fragmen peptida dan ditampilkan pada satu set reseptor permukaan sel yang dikenal sebagai major histocompatibility complex (MHC). Antigen vaksin yang diproduksi di atau memasuki sitoplasma (misalnya, virus hidup yang dilemahkan) ditampilkan pada MHC-I melalui proses yang dikenal sebagai jalur pemrosesan antigen endogen. Antigen yang ditampilkan MHC-I dikenali oleh T cell receptor (TCR) dari subset limfosit tertentu yang dikenal sebagai sel T CD8+ (sel T sitotoksik—Tc). Sebaliknya, antigen yang masuk ke sel melalui fagositosis (misalnya, patogen yang tidak aktif, protein rekombinan, atau antigen yang disekresikan/ditumpahkan dari sel yang terinfeksi) ditampilkan pada MHC-II oleh jalur pemrosesan antigen eksogen dan dikenali oleh subset limfosit lain yang diketahui. sebagai sel T CD4+ (sel T helper—Th). Dalam beberapa kasus, antigen ekstraseluler juga dapat dipresentasikan (cross presented) pada MHC-I melalui jalur presentasi silang vakuolar dan/atau endosom-ke-sitoplasma. Untuk perincian lebih lanjut, pembaca yang tertarik didorong untuk berkonsultasi dengan ulasan tentang masalah ini.

APC teraktivasi yang menampilkan antigen vaksin pada MHC bermigrasi ke organ limfoid sekunder seperti kelenjar getah bening yang mengering, dan limpa untuk menghadapi sel T naif di lokasi spesifik yang dikenal sebagai zona sel T. Interaksi antara antigen-presenting APC dan sel T melalui pengikatan MHC/TCR mengarah pada diferensiasi dan proliferasi sel T naif menjadi sel efektor. Untuk aktivasi dan diferensiasi, baik sel T CD4+ maupun CD8+ memerlukan dua sinyal tambahan dari kostimulasi dan sitokin. Co-stimulasi disediakan oleh interaksi ligan dan co-reseptor pada APC (misalnya, CD80) dan sel T (misalnya, CD28). Sebaliknya, sitokin disekresikan oleh APC atau ada di lingkungan mikro.

Menanggapi pengikatan MHC-II/TCR, interaksi ligan-reseptor, dan isyarat lingkungan dari sitokin, sel T-helper (Th) CD4+ berdiferensiasi menjadi garis keturunan atau subset efektor Th yang berbeda. Subset Th mempolarisasi respon imun melalui pola sitokin yang mereka hasilkan. Sel T helper 1 (Th1) dan 2 (Th2) terutama bertanggung jawab untuk imunitas seluler dan humoral. Sel Th1 mengeluarkan Interferon-gamma (IFN-γ) sebagai sitokin khas mereka untuk merangsang aktivasi dan perluasan sel T sitotoksik. Sel T CD8+ berdiferensiasi menjadi sitotoksik (killer) setelah interaksi TCR/MHC-I, dan bantuan dari sel Th1 (misalnya, INF-γ). Induksi sel T sitotoksik setelah vaksinasi penting karena mereka mengenali dan menghilangkan sel yang terinfeksi, melindungi terhadap patogen intraseluler (misalnya virus). Selain sel efektor yang dihasilkan sebagai respons terhadap presentasi dan pengenalan antigen vaksin, limfosit CD4+ dan CD8+ juga berdiferensiasi menjadi sel memori (misalnya, memori pusat, memori efektor, dll.). Sel-sel memori sangat penting dalam menanggapi dan memperluas kumpulan klon pada stimulasi ulang antigen atau pertemuan berikutnya dengan patogen.

Beberapa subset sel T memainkan peran penting dalam imunitas humoral yang dimediasi vaksin. Sel Th1 terlibat dalam produksi antibodi IgG1 dan IgG3 oleh sel B. Sel Th2 mensekresi IL-4, IL-5, dan IL-13 sebagai sitokin khas mereka untuk mempromosikan pengembangan, pematangan, dan diferensiasi sel B menjadi memory B cells (MBC) dan plasma cells (PC) yang mensekresi antibodi. Follicular T helper (Tfh), dan Th17, ditemukan beberapa dekade yang lalu, adalah dua subtipe Th esensial untuk generasi antibodi afinitas tinggi dan imunitas mukosa. Tfh mengatur pematangan afinitas sel B (hipermutasi somatik), pemilihan sel B germinal center (GC) berafinitas tinggi, dan durasi reaksi GC. Reaksi GC yang tahan lama mendukung diferensiasi sel GC B menjadi MBC afinitas tinggi dan PC yang mensekresi Ab long-lived PCs (LLPCs) (LLPC). MBC penting dalam kekebalan yang diinduksi oleh vaksin, karena mereka dapat dengan cepat berkembang, dan berdiferensiasi menjadi sel plasma yang mensekresi antibodi setelah antigen bertemu kembali untuk memberikan perlindungan. LLPC bergerak dari pusat germinal kelenjar lymph nodes (dLNs) ke sumsum tulang untuk menghasilkan antibodi selama beberapa bulan hingga beberapa dekade. LLPC terdiferensiasi secara terminal, dan berbeda dengan MBC tidak memerlukan reaktivasi atau pertemuan ulang antigen. Antibodi penetralisir tingkat tinggi yang diproduksi oleh LLPC melindungi dari infeksi ulang.

Sel B juga mampu mengenali dan merespon antigen vaksin sebelum keterlibatan bantuan dari sel T (Th). Setelah pemberian vaksin, sel B mengenali dan menginternalisasi antigen, dan setelah aktivasi PRR berdiferensiasi menjadi sel yang mensekresi antibodi berumur pendek, plasmablas, yang menghasilkan gelombang pertama antibodi. Dengan tidak adanya bantuan dari sel T (dijelaskan di atas), sel B gagal beralih kelas menjadi sel yang mensekresi antibodi IgG afinitas tinggi dan terus mensekresi IgM.

Elemen respons imun di atas membantu memandu pengembangan vaksin dan teknologi atau platform vaksin agar sesuai dengan tujuan penggunaan. Misalnya, pengembangan vaksin melawan agen infeksi intraseluler seperti virus harus menggunakan teknologi, atau platform yang mempromosikan jalur pemrosesan antigen endogen atau presentasi silang untuk menginduksi respons sel T sitotoksik yang kuat untuk menghilangkan patogen intraseluler. Selain itu, identifikasi teknologi atau platform vaksin dan/atau adjuvant yang secara kuat mendorong respons sel Tfh dan GC, serta LLPC, sangat penting untuk mengembangkan vaksin yang efektif untuk menargetkan penyakit menular saat ini dan yang muncul.

Selain mempersiapkan tubuh terhadap infeksi potensial, vaksin dapat menghasilkan efek samping ringan hingga sedang yang bersifat sementara. Efek samping potensial ini biasanya bermanifestasi antara 24-48 jam setelah pemberian dan termasuk nyeri tempat suntikan, nyeri, nyeri otot, dan demam. Manifestasi ini dihasilkan karena komponen inflamasi sel imun bawaan (misalnya, APC) dan menunjukkan bahwa tubuh merespons vaksin. Tidak adanya efek samping tidak menunjukkan bahwa vaksin itu tidak efektif, tetapi hanya bahwa setiap manusia merespons secara berbeda. Sebagai catatan, efek samping yang serius sangat jarang terjadi, dan perlindungan yang ditawarkan oleh vaksin terhadap penyakit mematikan jauh lebih besar daripada efek samping yang terkait dengan vaksinasi.