Teknologi Platform Vaksin State of The Art dan Titik Kritisnya

2021-11-15 17:56:56

Oleh Dr. H. Priyo Wahyudi, M.Si

Anggota Tenaga Ahli LPPOM MUI (2020 – 2025)

Peneliti Utama Bidang Bioteknologi Badan Pengkajian Penerapan Teknologi (BPPT)


Ancaman penyakit infeksi, wabah atau pandemik dalam skala lokal, regional hingga global menjadikan kebutuhan obat dan vaksin tetap dan terus meningkat.


Kebutuhan vaksin corona virus disease 2019 (COVID19) dunia melebihi dua kali lipat kapasitas produksi dunia per tahun, menjadikan seluruh produsen vaksin mengerahkan seluruh kemampuannya melalui berbagai platform. Teknologi produksi vaksin mengalami lompatan kemajuan yang sangat signifikan. Pengetahuan teknologi platform vaksin dan titik kritisnya menjadi penting dalam memproduksi vaksin halal.


Vaksin COVID-19 yang dibutuhkan dunia mencapai 11 miliar dosis, sementara kapasitas produksi dunia hanya 6,2 miliar per tahun. Badan Kesehatan Dunia (WHO) memperkirakan waktu 3 sampai 3,5 tahun untuk menyelesaikan target vaksinasi 5,5 miliar penduduk dunia. Saat ini produsen vaksin dunia ibarat sedang mengerahkan semua sumberdaya menyiapkan vaksin COVID-19 beradu cepat dengan penyebaran pandemi.


Teknologi Platform Vaksin

Badan Kesehatan Dunia (WHO) mendefinisikan teknologi platform vaksin sebagai sebuah teknologi produksi vaksin menggunakan vektor virus berbeda yang dilakukan dengan menggabungkan gen heterolog dari protein berbeda ke dalam backbone vektor virus yang identik.


Teknologi platform mengacu pada teknologi yang berfungsi sebagai dasar untuk mengembangkan berbagai proses, aplikasi, dan teknologi lainnya. Teknologi platform vaksin adalah teknologi yang mendasari mekanisme, metode delivery, atau lini sel yang dapat digunakan untuk mengembangkan banyak vaksin. European Medicines Agency (EMA 2021) mendefinisikan teknologi platform vaksin sebagai kumpulan teknologi yang memiliki kesamaan backbone carrier atau vektor yang dimodifikasi dengan antigen atau kumpulan antigen yang berbeda untuk setiap vaksin yang berasal dari platform.


Mencakup di dalamnya (meski tidak terbatas pada) platform berbasis protein (partikel mirip virus), platform vaksin DNA, platform berbasis mRNA, replikon (RNA bereplikasi sendiri), serta vaksin vektor virus dan bakteri. Singkat kata teknologi platform vaksin sebagai teknologi baru memungkinkan begitu cepat dan mudahnya vaksin diproduksi, dengan hanya mengganti gen atau antigen yang dikehendaki pada platform yang ada, seperti mudahnya seseorang mengganti video game atau kaset atau DVD pada mesin pemutarnya.


State of The Art Teknologi

Platfrom Vaksin Saat ini tersedia beberapa teknologi platform vaksin, yang secara state of the art dapat dibagi menjadi:


1. PLATFORM VAKSIN KLASIK

Sebagian besar vaksin yang saat ini digunakan untuk manusia dapat dibagi menjadi vaksin berbasis virus atau berbasis protein.

a. Vaksin berbasis virus dapat terdiri dari virus yang tidak aktif dan tidak menular (whole inactivated virus), atau virus yang hidup-dilemahkan (live-atenuated virus). Karena virus yang tidak aktif secara utuh tidak berreplikasi, adjuvan diperlukan untuk menstimulasi sistem kekebalan. Vaksin virus hidup-dilemahkan secara klasik dihasilkan melalui kultur sel sampai kehilangan sifat patogeniknya dan hanya menyebabkan infeksi ringan saat injeksi.


b. Vaksin berbasis protein dapat terdiri dari protein yang dimurnikan dari virus atau sel yang terinfeksi virus, protein rekombinan, atau partikel mirip virus. Partikel mirip virus terdiri dari protein struktural virus atau protein non-struktural virus yang tidak mengandung genom virus. Vaksin berbasis protein membutuhkan tambahan adjuvan untuk menginduksi respon imun yang kuat. Platform vaksin klasik ini telah berkontribusi besar untuk pemberantasan cacar dan vaksin untuk mencegah kanker. Namun, keterbatasan dari platform ini adalah tidak mampu memproduksi vaksin yang cepat pada saat pandemi. Dalam kasus SARS-CoV-2, sejumlah besar virus dikultivasi pada kondisi tingkat keamanan hayati 3 (BSL3); pengujian keamanan ekstensif diperlukan untuk memastikan virus yang dilemahkan secara langsung aman dan tidak mudah kembali ke tipe liar, dan beberapa protein rekombinan perlu diproduksi secara bersamaan untuk vaksin partikel mirip virus.


2. PLATFORM VAKSIN NEXT GENERATION (NG)

Keuntungan utama dari vaksin generasi berikutnya (NG) adalah dapat dikembangkan berdasarkan urutan informasi genetik saja. Jika suatu protein virus dilaporkan bersifat imunogenik dan mampu memberikan perlindungan terhadap infeksi virus, maka gen yang mengkodekan protein tersebut cukup untuk memulai pengembangan vaksin. Hal tersebut membuat platform ini sangat mudah beradaptasi dan mempercepat pengembangan vaksin. Vaksin COVID-19 yang dikembangkan dari platform NG adalah vaksin vektor virus, vaksin berbasis asam nukleat, dan antigen presenting cell.


a. Vaksin vektor virus terdiri dari virus rekombinan (yaitu vektor virus) yang dilemahkan, kemudian disisipkan gen yang mengkodekan protein antigen virus yang telah dikloning. Vaksin vektor ada yang dapat bereplikasi dan ada juga yang tidak bereplikasi. Vaksin vektor yang bereplikasi akan menginfeksi sel di mana antigen vaksin akan diproduksi, selanjutnya vektor virus mampu bereplikasi dan menyebar menginfeksi sel-sel baru yang juga akan menghasilkan antigen vaksin. Sementara vaksin vektor yang tidak bereplikasi hanya akan menginfeksi sel dan menghasilkan antigen vaksin, tanpa ada partikel virus baru yang terbentuk. Karena vaksin vektor virus memproduksi antigen endogen, maka seluruh respon imun tubuh dapat dirangsang secara efektif. Salah satu keuntungan dari vaksin berbasis vektor virus ini adalah bahwa dosis tunggal mencukupi untuk perlindungan.


b. Vaksin berbasis asam nukleat dapat terdiri dari DNA atau mRNA dan dapat diadaptasi dengan cepat ketika virus baru muncul. Vaksin DNA terdiri dari konstruksi DNA sintetis yang mengkode antigen vaksin. Setelah diserap ke dalam sel, antigen vaksin diekspresikan oleh sel dari konstruksi DNA tersebut.


c. Vaksin berbasis mRNA bekerja dengan prinsip yang sama seperti vaksin DNA, kecuali yang dimasukkan adalah mRNA. Vaksin mRNA mampu menghasilkan kekebalan pada dosis yang lebih rendah, karena lebih banyak antigen vaksin yang diekspresikan per sel. Namun mRNA umumnya tidak terlalu stabil, maka perlu ditambahkan nukleosida termodifikasi untuk mencegah degradasi. Molekul pembawa seperti partikel lipid berukuran nano dapat digunakan untuk memudahkan masuknya mRNA ke dalam sel.


d. Antigen presenting cell (APC) adalah komponen penting dari sistem imun tubuh terhadap vaksin. Platform vaksin APC didasarkan pada modifikasi APC menjadi APC tiruan yang ditransduksi dengan lentivirus untuk meniru APC secara efektif, seperti kasus COVID-19.


Keunggulan Teknologi Platform Vaksin Terjadinya pandemi yang menyebar begitu cepat dan global menjadikan kecepatan sangat vital dalam merespon penyebaran. Penyebaran pandemik yang sangat cepat harus direspon dengan kecepatan dalam memproduksi obat dan vaksin. Tersedianya teknologi platform vaksin menjadikan produksi vaksin lebih cepat.


Sebagai contoh vaksin COVID-19 dari Pfizer / BioNTech dan Moderna menggunakan platform vaksin mRNA menerima persetujuan penggunaan darurat (EUA) dari FDA, dan kemudian EMA, hanya dalam 11 bulan setelah China berbagi genom virus SARS-CoV-2 pada Januari 2020.


Hal ini menjadikannya sebagai vaksin tercepat disetujui yang pernah ada dalam sejarah. Keunggulan dari teknologi platform berikutnya adalah fleksibilitas. Kecepatan respons produsen vaksin terlihat sejak merancang vaksin yang hanya membutuhkan hitungan hari, disebabkan karena teknologi platform dengan mudah mengubah atau mengadaptasikan diri dengan perubahan material genetik yang menjadi inputannya.


Sebagai contoh Moderna dan BioNTech yang selama ini bekerja dengan vaksin mRNA untuk kanker dan vaksin influenza dan Zika sebelum pandemi, dengan mudah menggunakan platform yang ada untuk dipakai memproduksi vaksin COVID-19.


Mereka hanya perlu mengganti mRNA yang relevan dengan virus corona, kemudian platform menghasilkan protein spike dari virus SARS-CoV-2 yang imunogenik.


Titik Kritis Kehalalan

Produksi vaksin mencakup tahap perancangan, tahap persiapan (pre GMP), tahap produksi, dan tahap distribusi. Produk vaksin dari teknologi platform melewati seluruh tahapan yang sama, namun dengan kecepatan tinggi, sehingga dalam waktu 11 bulan (untuk kasus Pfizer / BioNTech dan Moderna) mendapatkan EUA dari badan otoritas obat FDA dan EMA.


Aplikasi untuk otorisasi produk vaksin teknologi platform dianggap memenuhi syarat untuk persyaratan data yang dikurangi. Dossier yang lengkap diperlukan untuk produk pertama dari pabrikan yang didasarkan pada teknologi platform tertentu untuk spesies target tertentu. Dossier seringkali disertai File Induk Teknologi Platform (PTMF) yang terdiri dari semua data berhubungan dengan platform yang memiliki kepastian ilmiah yang wajar yang akan tetap dan tidak berubah terlepas dari jenis antigen / gen yang ditambahkan ke platform. Dari dossier dapat dilakukan tinjauan komprehensif termasuk aspek halal.


Dalam teknologi platform vaksin COVID-19 mencakup tahapan penyiapan virus, propagasi virus, isolasi virus, prosed hilir hingga purifikasi, dan formulasi untuk menjadi sediaan siap disuntikkan.


Sertifikasi halal terhadap produk vaksin mencakup verifikasi teknologi platform beserta fasilitas produksi. Seluruh bahan baku, bahan penolong, bahan kemas, dan bahan sanitasi yang kontak dengan bahan dan/atau produk pada seluruh tahapan teknologi platform vaksin harus diverifikasi kehalalannya.


Seluruh fasilitas produksi yang kontak dengan bahan dan produk harus dijamin bebas dari bahan najis/haram. Jika seluruh kriteria dapat dipenuhi sesuai standard halal maka produk vaksin dapat difatwakan bersifat suci dan halal untuk digunakan.


* Catatan:

• Adjuvan adalah senyawa yang memperkuat dan/atau memodulasi respons imun terhadap antigen.

• Vektor virus adalah virus pembawa

• Aantigen endogen adalah antigen yang dihasilkan di dalam tubuh manusia

• Transduksi adalah sistem transfer materi genetik menggunakan bantuan virus

• Protein spike adalah protein berbentuk seperti paku-paku pada permukaan virus SARS-CoV

• Imunogenik adalah kemampuan untuk memunculkan respon imun pada tubuh inang

• Dossier adalah kumpulan dokumen berisi informasi rinci sebuah subjek


RUJUKAN

John Hopkins Center for Health Security. 2019. Vaccine Platforms: State of the Field and Looming Challenges. John Hopkins Bloomberg School of Public Health. Baltimore. 25 hlm.

European Medicines Agency. 2021. Concept paper for the development of a guideline on data requirements for vaccine platform technology master files (PTMF). Committee for

                 Medicinal Products for Veterinary Use (CVMP). European Medicines Agency. Amsterdam. 5 hlm.


Van Riel D, de Wit. 2020. Next-generation vaccine platforms for COVID-19. Nature Materials. 19: Aug 2020: 810 – 812.



Artikel Terbaru Lainnya

INDEX ARTIKEL

Jakarta Sekretariat LPPOM MUI

Bogor Global Halal Centre

-->