Menanti Vaksin COVID-19 “Merah Putih”

Written by Benediktus Yohan

August 14, 2020

Sungguh mengagetkan bahwa virus baru yang muncul di akhir tahun 2019 ini mampu menyebabkan pandemi global dan merusak tatanan ekonomi dan sosial dunia. Peneliti mengidentifikasi virus ini sebagai Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) yang menyebabkan penyakit dengan nama resmi Coronavirus disease 2019 (COVID-19). Sudah lebih dari setengah tahun berlalu sejak pertama kalinya virus ini ditemukan di Wuhan, Tiongkok. Namun, sepertinya belum tampak tanda meredanya penyebaran penyakit. Dunia sepertinya kesulitan menghadapi banyak ketidakpastian dalam hal penanganan pasien, deteksi virus, pencegahan transmisi, dan berbagai efek lain dari penyakit ini terhadap kedidupan ekonomi dan sosial.


COVID-19 disebabkan oleh infeksi severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) yang awalnya dinamakan sebagai novel coronavirus 2019 (nCoV-2019). Virus ini merupakan virus RNA untai tunggal positif dan diklasifikasikan secara biologi tergolong subgenus beta-coronavirus, famili coronavirus. Virus ini membawa banyak misteri, mulai dari asal muasalnya hingga rumitnya proses perjalanan penyakit (patogenesis) yang diakibatkannya. Yang saat ini diketahui, SARS-CoV-2 masih memiliki kedekatan dengan dua virus corona terdahulu yaitu SARS-CoV dan Middle East Respiratory Syndrome (MERS), yang telah menyebabkan masalah kesehatan di tahun 2002 dan 2012, secara berurutan. Wabah akibat SARS-CoV hilang dalam setahun, MERS masih bersirkulasi secara terbatas, dan belum diketahui berapa lama SARS-CoV-2 akan bersirkulasi. Virus SARS-Cov-2 menyebar terutama melalui tetesan/droplet pernapasan yang terlontar dari bersin atau batuk dan melalui kontak langsung. Namun, akhir-akhir ini diketahui bahwa virus ini memiliki potensi bisa melayang-layang di udara (airborne) dan bertahan untuk waktu tertentu.


Hingga saat ini, belum ada obat khusus ataupun vaksin untuk COVID-19. Berbagai laboratorium komersial dan pemerintah tengah meneliti lebih dari 100 kandidat obat untuk melawan COVID-19. Kebanyakan dari obat ini tidak secara langsung menghancurkan virus tetapi menggangu mekanisme virus dalam menginfeksi sel sehingga memberikan waktu bagi sistem kekebalan tubuh untuk mengeliminasi virus. Beberapa obat dari golongan antivirus memblokade virus dalam menyerang sel paru-paru yang menjadi target utama SARS-CoV-2. Obat lain meredam efek berlebih dari sistem imun manusia sehingga efek kerusakan jaringan dan keparahan penyakit dapat dicegah. Vaksin menjadi harapan kunci karena menyiapkan sistem imun agar segera dapat mengeliminasi virus secara langsung sebelum menginfeksi sel dan menyebabkan patogenesis lanjutan. Vaksin yang disuntikkan kepada individu sehat akan melatih sistem kekebalan tubuhnya mengenali dan menghentikan SARS-CoV-2 seketika, selain itu menciptakan ingatan kekebalan (memory) sehingga tubuh siap melawan kemungkinan infeksi di waktu mendatang.

Vaksin menjadi harapan kunci karena menyiapkan sistem imun agar segera dapat mengeliminasi virus secara langsung sebelum menginfeksi sel dan menyebabkan patogenesis lanjutan.

Genetik SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 adalah virus RNA untai positif tunggal dengan virion dan memiliki diameter 50-200 nano meter (nm). Genom (untai materi genetik) SARS-CoV-2 memiliki lebih kurang 30.000 basa. Ukuran genom ini terbilang besar dan hampir mencapai batas maksimum genom virus RNA. Genom yang besar ini rentan terhadap mutasi selama replikasi virus. Namun, SARS-CoV-2 ternyata memiliki kemampuan baca ulang (proofread) dan memperbaiki replika virus sehingga terhindar dari cacat replikasi. Genom SARS-CoV-2 menyandi empat protein struktural utama: S (Spike), E (envelope), M (membrane), dan N (nucleocapsid) (Gambar 1). Protein S, E, dan M membentuk selubung virus sedangkan protein N berasosiasi dengan genom RNA virus. Protein S berperan penting dalam pelekatan dan fusi virus dengan membran sel inang manusia. Virus SARS-CoV-2 diketahui memiliki situs polybasic cleavage unik yang dapat meningkatkan patogenisitas berupa keparahan penyakit dan penularan dari virus tersebut

Gambar 1. Genom virus SARS-CoV-2 terdiri dari 5′-untranslated region (5′-UTR), open reading frame (orf) 1a/b (box hijau) yang mengkode non-structural proteins (nsp) untuk replikasi. Protein struktural di antaranya protein Spike (box biru), envelope (box marun), membrane (box pink), dan nucleocapsid (box biru muda), protein aksesoris (box kelabu) seperti orf 3, 6, 7a, 7b, 8 dan 9b, serta 3′-untranslated region (3′-UTR). (Sumber: Shereen et al, Journal of Advance Research 2020

Genom SARS-CoV-2 menyandi empat protein struktural utama: S (Spike), E (envelope), M (membrane), dan N (nucleocapsid). 

Pengembangan Vaksin COVID-19 di Dunia

Dalam hitungan hari sejak munculnya SARS-CoV-2, puluhan laboratorium di dunia berlomba mengembangkan vaksin untuk COVID-19. Hinga awal April 2020, sekitar 80 perusahaan farmasi dan institusi di 19 negara bekerja untuk vaksin. Sebagian besar dari mereka menggunakan pendekatan gen alih-alih metode tradisional yang biasa digunakan misalnya untuk vaksin Influenza. Prediksi yang beredar adalah vaksin akan tersedia pada awal 2021, setahun waktu yang luar biasa cepat. Umumnya suatu vaksin akan membutuhkan waktu pengembangan hingga 10 tahun. Bahkan vaksin Ebola yang mendapat segala prioritas dalam pengembangannya, membutuhkan lima tahun uji klinis skala besar.


Dalam mengembangkan vaksin COVID-19, paling tidak ada delapan platform strategi vaksin yakni:

1) Inactivated virus
2) Weakened virus
3) Replicating viral vector
4) Non-replicating viral vector
5) DNA vaccine
6) RNA vaccine
7) Recombinant protein sub-unit; dan
8) Virus-like particle (VLP)

Berbagai strategi pengembangan vaksin tersebut dirangkum dalam Gambar 2 di bawah ini. Organisasi Kesehatan Dunia WHO mengeluarkan “Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines” yang mencatat sebanyak 28 kandidat vaksin telah berada pada tahap evaluasi klinis dan 6 kandidat telah memasuki fase uji klinis fase-3 per 10 Agustus 2020. Merujuk data WHO tersebut, platform inactivated virus, non-replicating vector, vaksin RNA, dan protein sub unit menjadi platform yang mendominasi.

Umumnya suatu vaksin akan membutuhkan waktu pengembangan hingga 10 tahun. Bahkan vaksin Ebola yang mendapat segala prioritas dalam pengembangannya, membutuhkan lima tahun uji klinis skala besar.

Gambar 2. Berbagai strategi pengembangan vaksin COVID-19 di dunia (Sumber: Callaway E. Nature 2020).

Desain vaksin untuk COVID-19 banyak didasarkan pada desain vaksin untuk virus SARS dan MERS. Protein S dari MERS CoV dan SARS CoV telah diidentifikasi sebagai target untuk kandidat vaksin karena dapat menimbulkan imunogenisitas dan antibodi protektif pada hewan coba. Perkembangan teknologi berbasis molekuler memungkinkan bentuk vaksin DNA dan RNA yang mengkode protein S ini. Teknologi lain menggunakan adenovirus yang tidak bisa memperbanyak diri (non-replicating adenovirus) untuk menghantarkan RNA pengkode protein S. Namun, hingga saat ini, belum ada prototipe vaksin COVID-19 yang secara dominan unggul dibanding yang lainnya. Uji klinis bertahap akan menjadi kunci untuk menentukan kandidat vaksin mana yang paling baik

Vaksin COVID-19 “Merah Putih”

Bangsa Indonesia sendiri tentunya tidak mau ketinggalan dalam perlombaan pengembangan vaksin COVID-19. Kemandirian bangsa menjadi salah satu tujuan mengapa kita perlu mengembangkan vaksin kita sendiri. Kebutuhan jumlah dosis vaksin bangsa kita tidak main-main, harus memenuhi kebutuhan jumlah penduduk Indonesia yang lebih dari 260 juta jiwa. Untuk itu, pemerintah telah mencanangkan pengembangan “Vaksin COVID-19 Merah Putih” dalam Konsorsium Vaksin Nasional, dipimpin oleh Lembaga Biologi Molekuler Eijkman.

Kemandirian bangsa menjadi salah satu tujuan mengapa kita perlu mengembangkan vaksin kita sendiri

Pengembangan “Vaksin Merah Putih” akan dimulai dengan menganalisis urutan genetik virus SARS-CoV-2 isolat lokal Indonesia demi mencari target yang sesuai untuk benih (seed) vaksin. Dengan mengisolasi virus SARS-CoV-2 dari spesimen klinis pasien COVID-19 yang dikonfirmasi di Indonesia, akan dapat diperoleh urutan genom virus untuk karakterisasi genetik virus dan selanjutnya bisa menentukan target untuk pengembangan benih vaksin menggunakan pemodelan untuk melihat imunogenisitas dan antigenisitasnya. Dari analisa tersebut selanjutnya akan dilakukan pengembangan vaksin COVID-19 menggunakan teknologi protein rekombinan sub unit. Gen Spike (S) dari isolat virus Indonesia akan dikloning dan protein rekombinan akan diekpresikan pada sistem sel mamalia. Protein rekombinan yang dihasilkan akan diuji imunogenitas, keamanan, serta kemanjuran/efikasinya baik in vitro maupun in vivo pada hewan coba. Berdasarkan data yang didapat, bibit vaksin kemudian akan diproduksi secara masal dan diharapkan bisa diuji klinis pada manusia. Tahap hilir dari produksi vaksin akan menggandeng perusahaan Farmasi nasional BioFarma, produsen vaksin terbesar di Asia Tenggara milik bangsa Indonesia. Pengembangan vaksin COVID-19 menggunakan isolat Indonesia ini diharapkan dapat mendukung kemandirian bangsa dalam produksi vaksin.


Suatu tugas yang berat dan target waktu yang sangat sempit. Namun, dengan dukungan dan doa dari seluruh masyarakat Indonesia, diharapkan bangsa kita dapat memenuhi kebutuhan vaksin COVID-19 secara mandiri demi kesehatan dan kesejahteraan bangsa kita.

Referensi

  1. Shereen MA, Khan S, Kazmi A, Bashir N, Siddique R. COVID-19 infection: Origin, transmission, and characteristics of human coronaviruses. J Adv Res. 2020;24: 91–98. doi:10.1016/j.jare.2020.03.005
  2. Lee HY, Nyon MP, Strych U. Vaccine Development Against Middle East Respiratory Syndrome. Curr Trop Med Rep. 2016;3: 80–86. doi:10.1007/s40475-016-0084-0
  3. Lurie N, Saville M, Hatchett R, Halton J. Developing Covid-19 Vaccines at Pandemic Speed. N Engl J Med. 2020;382: 1969–1973. doi:10.1056/NEJMp2005630
  4. Wu D, Wu T, Liu Q, Yang Z. The SARS-CoV-2 outbreak: What we know. Int J Infect Dis IJID Off Publ Int Soc Infect Dis. 2020;94: 44–48. doi:10.1016/j.ijid.2020.03.004
  5. Lu R, Zhao X, Li J, Niu P, Yang B, Wu H, et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet Lond Engl. 2020;395: 565–574. doi:10.1016/S0140-6736(20)30251-8
  6. Callaway E. The race for coronavirus vaccines: a graphical guide. Nature. 2020;580: 576–577. doi:10.1038/d41586-020-01221-y
  7. World Health Organization. Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines. 10 August 2020.
  8. Fischetti M, Veronica Falconieri Hays, Britt Glaunsinger, Jen Christiansen. A Visual Guide to the SARS-CoV-2 Coronavirus. Scientific American July 2020.
  9. Schmidt C. Genetic Engineering Could Make a COVID-19 Vaccine in Months Rather Than Years. Scientific American 1 June 2020.