Extracellular Vesicles sebagai Sistem Pengiriman dalam Vaksin

Read Also

EVs adalah partikel bilayer berbasis lipid kecil yang secara alami disekresikan oleh hampir semua jenis sel. Karena ukuran, asal, dan isinya, mereka dapat dengan mudah dibedakan dari eksosom, mikrovesikel, dan badan apoptosis. Baik eksosom dan mikrovesikel secara fisiologis terlibat dalam komunikasi antar sel dan berperan dalam modulasi yang dimediasi sel kanker dari lingkungan mikro tumor. Selain itu, infeksi virus pada sel mamalia dapat memengaruhi konten dan sekresi EV seluler. Sebagai contoh, sel endotel yang terinfeksi cytomegalovirus (CMV) melepaskan EV yang mengandung antigen virus, yang memicu aktivasi sel T CD4+. Selain itu, infeksi HIV-1 merangsang pelepasan EV yang diturunkan dari sel T yang mengandung HIV Gag, protein virus struktural penting yang berkontribusi pada perakitan, sekresi, dan pematangan HIV-1.

EVs adalah pembawa alami dari beberapa jenis molekul, termasuk asam nukleat (DNA dan RNA), protein dan lipid, dan telah terbukti sebagai pembawa yang aman, efisien, tidak beracun, dan imunogenik lemah. Lebih lanjut, EV dapat direkayasa untuk mengekspresikan penanda permukaan yang berbeda, yang dapat mengubahnya menjadi “antigen-presenting EVs”. Menariknya, Treg mampu melepaskan EV dengan sifat tolerogenik, yang berkontribusi untuk memodulasi respons imun tanpa perlu interaksi sel-ke-sel langsung. Aktivitas ini dapat dianggap berasal dari transfer miRNA atau protein ke sel target atau dikaitkan dengan aktivitas protein permukaan yang diekspresikan pada vesikel. Selain itu, beberapa penelitian yang dilakukan pada tikus telah menunjukkan bahwa EV yang berasal dari foxp3+ Treg menampilkan fungsi supresif yang dimediasi oleh molekul, seperti CD73, yang mengganggu pelepasan sitokin dari sel T dengan mengubah AMP menjadi adenosin, atau let-7d miRNA, yang menekan Proliferasi TH1 dan pelepasan IFN-γ dengan menghambat cyclooxygenase-2 (Cox-2).

Secara keseluruhan, fitur-fitur yang disebutkan di atas menjadikan EV kandidat yang menarik sebagai platform pengiriman dalam pengaturan vaksin. Meskipun studi perintis telah difokuskan pada terapi anti-kanker, perhatian kini telah bergeser ke penyakit virus. Sebagai catatan, EV juga digunakan sebagai biomarker dari beberapa penyakit manusia, termasuk infeksi virus.

Vaksin EV Berbasis Protein

Beberapa jenis EV rekayasa yang mengandung protein virus baru-baru ini dihasilkan untuk imunisasi terhadap infeksi virus. Secara khusus, Admyre et al. memperlakukan DC turunan monosit dengan EV yang dimuat dengan 23 urutan peptida berbeda (yaitu, campuran peptida CEF), berasal dari virus CMV, influenza, dan Epstein-Barr, untuk menguji respons imun in vitro. Para penulis menemukan bahwa EV ini menginduksi produksi IFN-γ tingkat tinggi dari sel T CD8+, yang secara langsung berkorelasi dengan jumlah EV dan tingkat ekspresi molekul MHC kelas-I.

Baru-baru ini, Martins et al. EV bakteri yang menyatu—juga disebut sebagai outer membrane vesicles (OMVs)—berasal dari Neisseria meningitidis dengan protein envelope virus Zika dalam upaya membuat vaksin melawan infeksi Zika. Imunisasi tikus dengan partikel-partikel ini menginduksi respon imun, memproduksi antibodi, IL-2 dan IL-4. Para penulis mengusulkan bahwa penggunaan vesikel yang tidak berbahaya dan dihasilkan dengan cepat ini mungkin merupakan pendekatan yang menjanjikan untuk formulasi vaksin.

EV dalam vaksin Berbasis DNA

Beberapa upaya telah dilakukan untuk menggunakan EV untuk menghasilkan alternatif yang berharga untuk vaksin DNA konvensional. Di Bonito dkk. menunjukkan bahwa plasmid DNA yang mengkode protein HIV Nef (Nefmut) yang bermutasi, tidak dapat menurunkan regulasi CD4 dan MHC kelas-I, menyatu dengan protein HPV E7, menginduksi produksi EV yang mengekspresikan protein chimera karena sifat penahan membran dari Nef. Injeksi intramuskular plasmid DNA ini menginduksi respons CTL yang kuat terhadap Nef dan E7, yang tidak dapat dicapai dengan menggunakan Nef atau E7 tipe liar saja. Selanjutnya, penulis mereplikasi hasil ini dengan menggabungkan protein Nef mutan dengan protein virus lainnya, termasuk hepatitis C virus (HCV)-NS3, Ebola virus (EboV)-VP24, EboV-VP40, and EboV-NP, West Nile virus (WNV)-NS3, influenza (Flu)-NP, dan Crimean–Congo hemorrhagic fever (CCHFV)-NP. Baru-baru ini, Polak et al. menghasilkan prototipe vaksin anti-SARS-CoV-2 berbasis EV yang menggabungkan teknik berbasis DNA dan peptida. Imunisasi dengan vaksin ini memerlukan imunisasi primer dengan vektor DNA yang menginduksi produksi in vivo EVs pengekspres protein lonjakan SARS-CoV-2 dan imunisasi peningkatan selanjutnya menggunakan EV yang mengekspresikan protein lonjakan yang diproduksi dalam sel mamalia in vitro. Vaksin ini menginduksi respon humoral dan seluler yang kuat pada tikus, tanpa memerlukan bahan adjuvant.

EV sebagai Ajuvan dalam Formulasi Vaksin

EV juga dapat dieksploitasi sebagai adjuvant terlepas dari ekspresi antigennya. Peran mereka sebagai imunopotensiator telah dieksplorasi oleh Jesus et al. menggunakan EV yang diisolasi dari monosit THP-1 yang diaktifkan LPS. Imunisasi tikus dengan EV ini dicampur dengan larutan HBsAg atau suspensi poli(ɛ-kaprolakton)/kitosan NP yang mengandung HBsAg menginduksi respons imun yang diperantarai sel yang lebih kuat, ditandai dengan produksi IFN-γ, meskipun respons humoral sebanding dengan yang diinduksi oleh vaksinasi tanpa adanya EV.