Seberapa penting sterilisasi kekebalan dalam perlindungan terhadap SARS-CoV-2?
Dalam sebuah artikel baru-baru ini yang diterbitkan di Immunity, penulis membahas prinsip-prinsip yang mendasari sterilisasi kekebalan dan pentingnya melindungi individu dari infeksi ulang severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) selama pandemi penyakit coronavirus 2019 (COVID-19).
Latar belakang
Selama infeksi, sel B dan T dari sistem imun meluncurkan respon imun adaptif dengan mensekresi antibodi serum dan membunuh sel inang yang terinfeksi. Sementara kadar antibodi serum menurun setelah infeksi, sel plasma di sumsum tulang terus memproduksi antibodi spesifik antigen untuk waktu yang lama.
Setelah bertemu kembali dengan patogen yang sama, sel memori B yang dikembangkan selama infeksi sebelumnya dapat dengan cepat meningkatkan titer antibodi terhadap patogen. Respon imun yang dipasang oleh sel plasma dan sel memori B selama infeksi ulang jauh lebih kuat dan lebih cepat, seringkali menghilangkan patogen sebelum penyakit menjadi gejala atau parah.
Namun, dengan virus, pertemuan kedua sering kali dengan varian bermutasi dari virus sebelumnya, sehingga menyulitkan antibodi afinitas tinggi yang dibentuk oleh respons imun memori untuk mengenali dan menetralisir patogen.
Sterilizing immunity
Mensterilkan kekebalan mencegah patogen menginfeksi inang dengan menghilangkannya sebelum dapat masuk dan bereplikasi di sel inang, idealnya di tempat masuknya. Sejak awal reinfeksi umumnya asimtomatik dan tingkat patogen rendah selama infeksi ulang di bawah aktivitas kekebalan memori sulit untuk dideteksi, membedakan kekebalan sterilisasi dari memori kekebalan pelindung sulit. Tidak adanya parameter yang jelas atau berkorelasi dengan pengukuran kekebalan sterilisasi menambah kesulitan.
Vaksin menghadirkan sistem kekebalan dengan patogen yang dilemahkan, atau antigen yang terdiri dari struktur pada permukaan patogen untuk menghasilkan respons imun adaptif ringan dan respons imun memori jangka panjang. Vaksinasi booster memperkenalkan kembali antigen untuk meningkatkan respons memori.
Proses pematangan afinitas antibodi menghasilkan varian antibodi yang dimediasi oleh mutasi acak, yang menunjukkan peningkatan pengikatan antigen. Antibodi afinitas tinggi yang dikembangkan melalui pematangan afinitas mencegah virus menyerang sel inang dengan mengikat dan memblokir situs reseptor virus pada permukaan sel inang, yang memediasi kekebalan sterilisasi.
Immune escape
Patogen telah mengembangkan strategi pelarian imun untuk menghindari respons imun adaptif dan bawaan inang dan melanjutkan transmisi dari inang ke inang. Bakteri dan parasit menghasilkan antigen yang beragam melalui perubahan ekspresi gen, sementara virus bermutasi atau melakukan pergeseran antigenik. Pergeseran antigenik menghasilkan pertukaran fragmen genom antara dua virus yang menginfeksi sel inang yang sama. Keragaman antigen dalam patogen mengurangi kemanjuran vaksin.
Respon antibodi dalam sel inang juga memberikan tekanan seleksi, menghasilkan kelangsungan hidup dan transmisi virus yang dapat bertahan dari respon imun sel inang. Namun, antibodi yang menargetkan wilayah yang dilestarikan dari virus atau patogen lain dapat secara efektif menetralkan varian patogen yang baru muncul. Antibodi penetralisir luas dibentuk sebagai bagian dari proses pematangan afinitas, tetapi induksi respons antibodi penetralisir luas melalui vaksin terbukti sulit.
COVID-19 dan sterilisasi kekebalan
Tidak adanya kekebalan sebelumnya terhadap SARS-CoV-2 mengakibatkan penyebaran global COVID-19 yang cepat dan menyebabkan hasil yang serius, termasuk kematian yang tinggi di seluruh dunia. Dorongan global untuk mengembangkan vaksin berhasil membatasi penyebaran dan keparahan penyakit.
Vaksin dan terapi antibodi sebagian besar menargetkan protein lonjakan dan domain pengikatan reseptor SARS-CoV-2. Namun, munculnya varian SARS-CoV-2 yang menghindari kekebalan adalah contoh utama dari ko-evolusi inang-patogen, dengan varian yang muncul menghilangkan strain sebelumnya dan mendapatkan dominasi global.
Namun demikian, respons memori yang dikembangkan dari vaksin dan infeksi sebelumnya dengan varian yang lebih lama berhasil melindungi individu dari hasil COVID-19 yang parah, bahkan selama infeksi dengan varian baru yang bermutasi. Studi menunjukkan bahwa perlindungan silang ini kemungkinan besar disebabkan oleh antibodi penetralisir yang luas terhadap daerah yang relatif dilestarikan dari domain pengikatan reseptor.
Menurut penulis, sterilisasi kekebalan dalam konteks SARS-CoV-2 akan sulit dicapai kecuali kekebalan yang disebabkan oleh vaksin atau infeksi menghasilkan antibodi penetralisir yang luas atau laju evolusi virus menurun. Untuk menghambat invasi virus di tempat masuknya, respons humoral di saluran pernapasan bagian atas perlu lebih kuat, dan vaksin belum berhasil menghasilkan respons imun yang kuat di lapisan mukosa.
Kesimpulan
Untuk meringkas, penulis membahas bagaimana vaksinasi booster dan paparan patogen dapat menghasilkan respons memori yang kuat, membangun kekebalan yang mensterilkan melalui antibodi penetralan luas yang dihasilkan oleh proses pematangan afinitas. Namun, evolusi patogen dan keragaman antigen menantang untuk mencapai kekebalan yang mensterilkan.
Penularan cepat dan reservoir virus SARS-CoV-2 yang besar menghasilkan varian yang baru muncul dan menghindari kekebalan. Ketidakmampuan vaksin COVID-19 untuk menghasilkan antibodi penawar secara luas menunjukkan bahwa sterilisasi kekebalan dalam konteks SARS-CoV-2 akan sulit dicapai. Namun, kekebalan reaktif silang dari vaksinasi dan infeksi sebelumnya terus menunjukkan beberapa perlindungan terhadap infeksi berat dari varian yang muncul.
Journal reference:
Wahl, I. and Wardemann, H. (2022) "Sterilizing immunity: Understanding COVID-19", Immunity. doi: 10.1016/j.immuni.2022.10.017. https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(22)00558-1
No comments