Keuntungan dan Keterbatasan Platform mRNA untuk Pengembangan Vaksin Melawan Infeksi Parasit

Read Also

Sementara beberapa vaksin melawan infeksi parasit pada manusia telah dikembangkan pada tahap pra-klinis, dan beberapa bahkan dalam uji klinis awal, sejauh ini, hanya vaksin malaria yang berhasil mendapatkan lisensi. Vaksin yang efektif harus meningkatkan respons imun dengan cara yang melebihi respons imun bawaan dan adaptif "alami". Sebagian besar vaksin berlisensi juga menginduksi respons imun memori yang memberikan perlindungan jangka panjang terhadap infeksi. Kami akan membahas keuntungan dan kerugian dari platform pengembangan vaksin mRNA dalam konteks ini.

Produksi dan Pengembangan

Proses produksi dan pemurnian mRNA IVT dapat distandarisasi, sehingga menghindari kebutuhan akan langkah-langkah produksi dan pemurnian khusus produk yang mahal. Sementara itu menghadapi persyaratan peraturan yang sama dan kebutuhan untuk kontrol kualitas sebagai protein rekombinan, proses pemurnian mRNA kurang rumit. Karena standarisasi proses produksi dan pemurnian, waktu pengembangan kandidat vaksin baru dapat dikurangi secara dramatis, yang memungkinkan pengujian cepat lebih banyak kandidat vaksin dengan penyaringan throughput tinggi. Proses produksi yang relatif sederhana dan berbiaya rendah merupakan manfaat penting karena terlepas dari prospek ilmiah dan medis, vaksin parasit harus dapat diakses oleh orang-orang yang tinggal di negara-negara berpenghasilan rendah.

Pada skala lab, kit baru yang tersedia secara luas memungkinkan reaksi transkripsi hasil tinggi untuk sintesis RNA tertutup. Biaya saat ini untuk memproduksi capped RNA, bagaimanapun, masih tinggi pada skala yang lebih besar, tetapi, misalnya, enzim capping yang lebih efektif dapat menurunkan biaya. Beberapa perusahaan dan lembaga penelitian telah membangun fasilitas untuk sintesis skala besar tingkat GMP (hingga jumlah kilogram) dari RNA poliadenilasi tertutup. Enzim dan reagen yang sesuai dengan FDA untuk mensintesis capped RNA telah tersedia.

Vaksin mRNA multivalen

Platform mRNA memungkinkan ekspresi simultan dari beberapa protein, memunculkan kekebalan terhadap epitop yang berbeda dari target yang berbeda. Beberapa antigen dapat digabungkan menjadi satu urutan mRNA atau campuran dari urutan RNA yang lebih pendek, masing-masing ditranslasi menjadi antigen protein berbeda yang dapat ditransfusikan bersama. Pengembangan vaksin multivalen yang terdiri dari beberapa antigen bahkan dapat mencakup pendekatan pan-parasit, pembuatan vaksin, misalnya menargetkan beberapa cacing yang biasanya menginfeksi anak-anak di daerah endemik. Selain itu, tidak semua individu merespon antigen parasit yang sama. Vaksin multivalen memiliki jumlah epitop pelindung yang lebih banyak dan dengan demikian harus berkhasiat dalam proporsi populasi yang lebih besar. Namun, pada vaksin multivalen, asosiasi atau kombinasi antigen yang optimal harus dinilai untuk mendapatkan efek sinergis. Selain itu, campuran vaksin mRNA bahkan dapat mengkode protein imun evasive atau protein co-stimulator yang selanjutnya dapat meningkatkan aktivasi dan diferensiasi sel T.

Respons Kekebalan Seluler yang Kuat

Ketika diambil oleh APC, vaksin mRNA menginduksi respon sel T yang sangat kuat. Namun, dengan penggunaan penanda sinyal, respons imun dapat diarahkan ke respons humoral yang meningkat. Karena pilihan multivalensi yang relatif sederhana, platform ini juga memungkinkan kombinasi dua antigen mRNA untuk diproses melalui jalur yang berbeda; yaitu, sekuens mRNA yang diambil oleh APC tanpa peptida sinyal akan menginduksi lebih banyak respons sel T, sementara sekuens lain yang menyertakan peptida sinyal akan menginduksi respons yang dimediasi antibodi.

Stabilitas

Sebelumnya, RNA dikaitkan dengan stabilitas rendah karena keberadaan RNase yang ada di mana-mana. Namun, stabilitas mRNA IVT pada -80 °C dapat dijamin selama berbulan-bulan hingga bertahun-tahun ketika mRNA ditutup dan dimurnikan dengan benar dalam kondisi steril. Faktanya, vaksin mRNA terliofilisasi untuk rabies telah terbukti sangat termostabil; potensinya tidak turun secara signifikan selama beberapa bulan ketika vaksin disimpan pada suhu antara 4 dan 56 °C. Ini akan menjadi relevan karena sering terjadi kekurangan rantai dingin fungsional di banyak daerah endemik parasit tropis.

Setelah diberikan in vivo atau in vitro, stabilitas mRNA terbatas. Pada tikus, tingkat translasi protein yang terukur ditemukan hingga 10 hari (dosis 5 g), tergantung pada rute pengiriman. Saat menggunakan dosis yang lebih tinggi atau dengan penerapan RNA yang memperkuat diri, RNA dapat diterjemahkan pada tingkat tinggi selama beberapa minggu. Stabilitas in vivo dapat ditingkatkan ketika mRNA dienkapsulasi atau dihubungkan dengan sistem pengiriman pelindung. Namun, perlu dicatat bahwa dari perspektif keamanan vaksin, waktu paruh mRNA yang rendah biasanya dianggap sebagai keuntungan.

Profil Keamanan

Sisi lain dari memiliki produk yang sangat kuat, seperti mRNA, adalah kemungkinan reaksi inflamasi yang tidak terkontrol dan kemungkinan toksisitas. Namun, karena sifat sementara mRNA dan dosis yang relatif rendah (<100 g) yang biasanya diberikan untuk vaksinasi, risikonya minimal. Selain itu, sifat inflamasi mRNA dapat dikontrol lebih lanjut dengan bekerja dengan transkrip yang sangat murni serta nukleosida yang dimodifikasi. Sebuah laporan pada uji klinis fase 1 pertama pada manusia (NCT02241135) untuk vaksin rabies mRNA (CV7201, CureVac, Tübingen Jerman) menyimpulkan bahwa pemberian vaksin mRNA yang mengkode glikoprotein virus rabies umumnya aman dan dapat ditoleransi secara wajar. Beberapa reaksi merugikan lokal dan sistemik yang terbatas dicatat; namun, hal ini umumnya terjadi pada produk vaksin yang paling manjur. Akan menarik untuk melihat apakah sifat inflamasi mRNA dapat dikontrol lebih lanjut menggunakan konstruksi yang ditingkatkan dalam studi klinis yang akan datang (NCT03713086). Sayangnya, kandidat vaksin mRNA imunoterapi kanker prostat (CV9104, CureVac, Tübingen, Jerman), berdasarkan teknologi RNActive® yang sama, telah gagal memenuhi titik akhir utama untuk meningkatkan kelangsungan hidup secara keseluruhan dalam uji klinis fase IIb (NCT01817738).

Jika dibandingkan dengan vaksin tradisional, terbukti bahwa penggunaan konstruksi gen yang mengkode antigen dapat menghindari risiko yang terkait dengan patogen seluruh sel. Dibandingkan dengan vaksin DNA, sering dicatat bahwa RNA tidak dapat berintegrasi ke dalam DNA inang (kecuali oleh retrovirus), dan dari perspektif regulasi, vaksin mRNA tidak dianggap sebagai produk terapi gen. Selain itu, pembuatan mRNA IVT tidak melibatkan produk turunan hewani apa pun. Daftar berdampingan dari semua keuntungan dan kerugian dari platform vaksin berbasis oligonukleotida tradisional dan baru ditunjukkan pada Tabel