Sistem Berbasis Lipid

Read Also

Berbagai sistem berbasis lipid telah dikembangkan sebagai pembawa antigen, dengan fokus khusus pada emulsi ukuran mikro dan nanometrik. Faktanya, ajuvan pertama yang disetujui untuk vaksin manusia setelah tawas adalah MF59®, emulsi minyak squalene, Tween® 80 dan Span® 85 termasuk dalam Fluad®, vaksin flu yang dikembangkan oleh Novartis. Penelitian lebih lanjut mengarah pada pengembangan emulsi adjuvant lain seperti AS04, disetujui untuk vaksin human papilloma virus (HPV), AS03, disetujui untuk digunakan di Pandemrix® selama pandemi influenza H1N1 2009 hingga 2015, serta AS01 dan AS02, digunakan dalam vaksin malaria yang mencapai perkembangan klinis dan direkomendasikan oleh WHO untuk anak-anak. Karena aktivitas permukaan yang sangat baik, biokompatibilitas dan karakteristik biodegradabilitas, lipid amfifilik banyak digunakan untuk mengembangkan sistem berbasis lipid seperti liposom, nanopartikel lipid dan lipoplex, yang menarik para peneliti untuk aplikasi mereka dalam biomedis termasuk dalam pengiriman vaksin.

Liposom dan Lipoplex

Liposom adalah platform nanocarrier berbasis lipid pertama yang dikembangkan untuk penghantaran obat, dan salah satu kendaraan yang paling banyak dieksplorasi dalam penghantaran obat dan antigen. Liposom adalah struktur nano yang dirakit sendiri, terdiri dari vesikel unilamellar atau multilamelar yang terdiri dari lipid amfifilik dan air. Seperti NP polimer, liposom juga biokompatibel dan biodegradable. Selain itu, mereka dapat menggabungkan agen hidrofobik di dalam lamela mereka dan agen hidrofilik dalam inti berairnya, berkat sifat amfifiliknya. Fitur-fitur ini memberikan keuntungan untuk sistem ini sebagai kendaraan pengiriman untuk obat-obatan, protein antigenik dan peptida. Selain itu, ukuran partikel dan muatan permukaan bilayer liposom dapat disetel dan difungsikan dengan ligan untuk aplikasi pengiriman yang ditargetkan. Berdasarkan muatan permukaannya, liposom dibagi menjadi kationik, anionik, dan netral. Liposom kationik jauh lebih efisien daripada jenis lainnya, terutama untuk pelepasan antigen berkelanjutan, karena muatan positif meningkatkan interaksi dengan membran seluler bermuatan negatif.

Ada beberapa produk liposom yang telah mendapatkan izin edar secara global untuk pengobatan berbagai penyakit, termasuk infeksi dan kanker. Selain memberikan antigen, liposom dapat bertindak sebagai adjuvant. Baru-baru ini, formulasi liposomal yang mengandung monophosphoryl lipid A (MPLA) dan saponin QS-21 telah disetujui sebagai adjuvant untuk vaksin zoster rekombinan. Tokatlian dkk. mengembangkan sistem pengiriman yang terdiri dari liposom sintetis dengan trimer gp140, BG505 MD39, yang digabungkan secara kovalen pada permukaannya, untuk mempelajari pengaruh kepadatan trimer dan stabilitas vesikel pada respons humoral yang diinduksi vaksin pada tikus. Mereka mengamati bahwa imunisasi dengan liposom kovalen MD39, dibandingkan dengan trimer MD39 terlarut, menyebabkan peningkatan respons sel penolong folikel T spesifik antigen dan respons IgG spesifik MD39 yang secara signifikan lebih tinggi. Saat ini tersedia dua vaksin untuk pencegahan herpes zoster, yaitu Zostavax (ZVL) dan Shingrix (vaksin subunit herpes zoster (HZ/su)). Herpes zoster, juga dikenal sebagai herpes zoster, disebabkan oleh reaktivasi virus varicella-zoster (VZV), virus yang sama yang menyebabkan varicella (cacar air). Zostavax (ZVL) adalah vaksin hidup yang dilemahkan, sedangkan Shingrix® (vaksin subunit herpes zoster (HZ/su) adalah vaksin subunit rekombinan ajuvan. ZVL telah disetujui oleh Food and Drug Administration (FDA) pada Mei 2006 sementara HZ/su disetujui pada Oktober 2017 untuk pencegahan herpes zoster pada individu berusia 50 tahun ke atas. Shingrix® lebih unggul daripada Zostavax dalam keamanan dan kemanjuran, dan didasarkan pada sistem pengiriman liposom yang terdiri dari 1,2-dioleoyl -sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC)/cholesterol/monophosphoryl Lipid A (MPLA) bersama saponin Quillaja saponaria Molina fraction 21 (QS-21) sebagai adjuvant dan varicella zoster virus (VZV) glycoprotein E (gE) sebagai antigen Data imunogenisitas, kemanjuran, dan keamanan menunjukkan HZ/su secara signifikan mengurangi risiko terkena herpes zoster lebih dari 90% dan dengan demikian penggunaan vaksin direkomendasikan untuk semua pasien imunokompeten yang berusia lebih dari 50 tahun untuk mencegah herpes zoster. vaksin subunit, itu juga menunjukkan keamanan dan kemanjuran yang baik pada orang dengan penyakit immunocompromising, termasuk pembawa HIV.

Lipoplex juga merupakan sistem pembawa berbasis lipid, yang melibatkan kompleks yang dibentuk oleh lipid dan asam nukleat. Lipid kationik, seperti 1,2-di-O-octadecenyl-3-trimethylammonium-propane (DOTMA) dan 1,2-dioleoyl-3-trimethylammonium-propane (DOTAP), dan lipid zwitterionic, seperti 1,2-dioleoyl -sn-glisero-3-fosfoetanolamina (DOPE), telah digunakan untuk pengiriman vaksin mRNA. Studi sebelumnya menunjukkan bahwa karakteristik fisikokimia dan aktivitas biologis lipoplex dapat disetel dengan mengubah komponen lipid, rasio lipid kationik terhadap mRNA, dan kondisi ionik. Hattori dan rekan kerja mengevaluasi efisiensi sistem lipoplex yang terdiri dari liposom termanosilasi/model antigen OVA-encoding pDNA (pCMV-OVA) untuk pengiriman gen ke DC. Menggunakan studi in vitro, mereka menunjukkan bahwa lipoplex dapat mentransfer pCMV-OVA lebih efisien daripada liposom kationik. Studi in vivo lebih lanjut oleh penulis menunjukkan bahwa sistem lipoplex mannosilasi memberikan peningkatan aktivitas cytotoxic T lymphocyte (CTL) spesifik OVA daripada lipoplex konvensional atau pCMV-OVA telanjang. Rhee dkk. mengidentifikasi peptida epitop sel B, dari protein HA strain H5N1 A/Vietnam/1203/2004, yang secara potensial dapat menginduksi produksi antibodi spesifik epitop. Mereka melaporkan bahwa imunisasi dengan kompleks epitop sel B dari protein HA dan Lipoplex(O), yaitu MB-ODN 4531(O), ikatan fosfodiester alami CpG-DNA yang dienkapsulasi dalam phosphatidyl-b-oleoyl-c -palmitoil etanolamin (DOPE): cholesterol hemisuccinate (CHEMS) (rasio 1:1), sepenuhnya melindungi tikus dari tantangan dengan dosis mematikan virus H5N1 rekombinan (virus rH5N1). Lipoplexes masih pada tahap awal penelitian dan meskipun menjanjikan, lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk memahami efek komponen lipid dan muatan pada pengiriman seluler antigen berbasis asam nukleat, dan dampaknya pada efektivitas imunisasi.

Lipid Nanoparticles (LNPs)

LNPs umumnya terdiri dari berbagai jenis lipid dengan fungsi yang berbeda. Lipid kationik biasanya ditambahkan untuk kompleksasi mRNA, sedangkan lipid yang dapat terionisasi dapat memfasilitasi pengiriman in vivo dan pelepasan endosom. Komponen lain seperti fosfolipid, kolesterol dan lipid PEGylated juga dapat ditambahkan untuk berkontribusi meningkatkan sifat NP seperti stabilitas, tolerabilitas dan biodistribusi.

Oleh karena itu, LNP telah mendapatkan minat untuk pengiriman vaksin modern dalam beberapa tahun terakhir, terutama mengingat potensinya untuk meningkatkan pengiriman intraseluler. Vaksin mRNA-1273 Moderna dan vaksin Pfizer-BioNTech BNT162b2, yang telah menerima Emergency Use Authorization (EUA) oleh MHRA di Inggris, EMA di UE, dan FDA di AS untuk digunakan pada orang dewasa guna mencegah penyakit virus corona yang disebabkan oleh SARS -CoV-2, didasarkan pada jenis NP ini. Dalam produk ini, LNP terdiri dari lipid terionisasi untuk kompleksasi mRNA dan NPs assembly, lipid PEGylated untuk meningkatkan waktu sirkulasi NP, kolesterol untuk meningkatkan stabilitas dan fosfolipid lain untuk dukungan struktural. Dalam hal antigen, dalam kedua vaksin, LNP merangkum pengkodean mRNA termodifikasi nukleosida untuk spike (S) glikoprotein virus SARS-CoV-2. Protein ini adalah komponen kunci yang memediasi perlekatan sel dan pengenalan reseptor, memungkinkan virus menembus sel inang dan menyebabkan infeksi. Uji klinis fase 3 dan 4 untuk kedua vaksin mRNA telah menunjukkan keamanan yang tinggi, tanpa toksisitas lokal atau sistemik yang signifikan. Rezim dua dosis menunjukkan bahwa kedua vaksin lebih dari 94% efektif dalam mencegah penyakit serius. Perlu dicatat bahwa meskipun komponen lipid PEGylated penting untuk meningkatkan waktu sirkulasi, hal itu dapat terlibat dalam reaksi alergi yang diamati pada beberapa orang, dan karenanya, vaksin mRNA serupa yang dikembangkan di masa depan harus menggantikan PEG.

Vaksin LNPs-mRNA lainnya juga telah diuji pada model hewan terhadap virus seperti Zika, Powassan, Dengue, dan Ebola, dan telah menunjukkan kemanjuran imunisasi yang menjanjikan.