Para peneliti telah menemukan bahwa vaksin HPV yang direkayasa secara tepat meningkatkan kemampuan sistem kekebalan tubuh untuk menghancurkan sel kanker, bukan dengan menambahkan komponen baru, namun dengan menata ulang komponen yang sudah ada pada skala nano. Temuan ini, yang dipublikasikan pada tanggal 11 Februari di Science Advances, menunjukkan bahwa penyesuaian struktural yang halus sekalipun dapat mengubah respons imun yang lemah menjadi efek anti-tumor yang kuat. Terobosan ini menggarisbawahi berkembangnya bidang “pengobatan nano struktural,” yang dipelopori oleh Chad A. Mirkin dari Northwestern University, yang menganggap pengaturan bahan-bahan vaksin sama pentingnya dengan bahan-bahan itu sendiri.
Kekuatan Pengaturan: Melampaui “Pendekatan Blender”
Pengembangan vaksin tradisional bergantung pada pencampuran antigen (molekul turunan tumor) dengan bahan pembantu (stimulan kekebalan) – sebuah metode yang digambarkan Mirkin sebagai “pendekatan blender.” Meski efektif, metode ini kurang memiliki kontrol yang tepat terhadap cara sistem kekebalan memproses vaksin. Studi baru membalikkan paradigma ini, menunjukkan bahwa mengatur bahan-bahan yang sama ke dalam struktur skala nano yang dirancang dengan cermat akan memberikan hasil yang unggul.
Tim tersebut membuat vaksin asam nukleat bulat (SNA) – struktur DNA globular yang menembus sel kekebalan – dan secara sistematis menguji berbagai konfigurasi komponennya. Pada model hewan yang dimanusiakan dari sampel kanker HPV-positif dan sampel tumor pasien, ada satu konfigurasi yang menonjol: menghadirkan peptida turunan HPV pada permukaan SNA, yang ditambatkan pada terminal-N-nya, memicu interferon-gamma hingga delapan kali lebih banyak, yang merupakan sinyal kunci anti-tumor. Konfigurasi ini menyebabkan aktivasi sel T “pembunuh” CD8 yang jauh lebih kuat, yang merupakan sistem kekebalan tubuh yang paling ampuh melawan kanker, dan memperlambat pertumbuhan tumor pada tikus.
Pengobatan Nano Struktural: Era Baru Desain Vaksin
Ini bukan hanya tentang HPV. Laboratorium Mirkin telah menerapkan pendekatan pengobatan nano struktural ini pada vaksin yang menargetkan melanoma, kanker payudara, kanker usus besar, kanker prostat, dan karsinoma sel Merkel, dengan beberapa kandidat memasuki uji klinis pada manusia. Prinsip intinya sederhana: struktur itu penting. Bahan-bahan yang sama, jika disusun dengan benar, dapat memberikan efek yang lebih kuat dengan toksisitas yang lebih rendah.
“Efek ini tidak datang dari penambahan bahan baru atau peningkatan dosis,” kata Dr. Jochen Lorch, salah satu pemimpin penelitian. “Hal ini terjadi karena komponen yang sama disajikan dengan cara yang lebih cerdas. Sistem kekebalan tubuh sensitif terhadap geometri molekul.”
Implikasi di Masa Depan: AI dan Penggunaan Kembali Kandidat yang Ada
Mirkin membayangkan penggunaan kecerdasan buatan untuk mempercepat rancangan vaksin, dengan cepat menganalisis kombinasi struktural yang tak terhitung jumlahnya untuk mengidentifikasi pengaturan yang paling efektif. Pendekatan ini juga dapat merevitalisasi kandidat vaksin sebelumnya yang menjanjikan namun gagal, hanya dengan mengoptimalkan struktur berskala nano. Bidang ini berkembang pesat, dengan lebih dari 1.000 produk komersial telah menggunakan teknologi SNA.
“Kita mungkin melewatkan komponen vaksin yang dapat diterima hanya karena konfigurasinya salah,” kata Mirkin. “Kita dapat kembali ke hal tersebut dan merestrukturisasi serta mengubahnya menjadi obat yang manjur.”
Penelitian ini menandakan perubahan mendasar dalam cara pengembangan vaksin, dari pencampuran secara brute force ke rekayasa skala nano yang presisi. Implikasinya lebih dari sekedar HPV, dan menawarkan alat baru yang ampuh dalam melawan kanker dan penyakit lainnya.
