Para ilmuwan di Institut Imunologi La Jolla (LJI) telah menemukan bukti langsung bahwa paparan virus corona flu biasa dapat melatih sel T untuk melawan SARS-CoV-2. Faktanya, paparan virus corona flu biasa sebelumnya tampaknya melindungi sebagian tikus dari kerusakan paru-paru selama infeksi SARS-CoV-2 berikutnya.
Penelitian baru, diterbitkan baru-baru ini di Komunikasi Alam, memberikan gambaran awal yang penting tentang bagaimana sel T “reaktif silang”—yang dapat melawan banyak virus dari keluarga yang sama—berkembang pada model hewan. “Kami sedang mempelajari bagaimana sel-sel kekebalan ini berkembang dan berfungsi,” kata salah satu pemimpin studi, Instruktur Penelitian LJI, Annie Elong Ngono, Ph.D.
Laboratorium Shresta kini berupaya mengembangkan vaksin baru yang dirancang khusus untuk memanfaatkan sel T yang kuat ini. Vaksin-vaksin tersebut akan melindungi terhadap SARS-CoV-2 dan memberikan kekebalan terhadap beberapa virus corona lain yang berpotensi menjadi pandemi.
“Penelitian kami akan membantu para ilmuwan merancang dan meningkatkan vaksin 'pan-coronavirus' yang menghasilkan respons perlindungan silang yang luas,” tambah Profesor LJI Sujan Shresta, Ph.D., pemimpin senior studi dan anggota Pusat Inovasi Vaksin LJI.
Seberapa kuatkah sel T?
Sel T cenderung menjadi spesialis. Mereka belajar memburu target molekuler tertentu, yang disebut epitop, milik patogen tertentu. Sel T “reaktif silang” penting bagi kesehatan manusia karena mereka mengenali target epitop pada patogen yang berbeda—namun berkerabat dekat—seperti anggota keluarga virus corona yang berbeda. Keluarga virus ini mencakup virus corona flu biasa dan patogen serius seperti SARS-CoV-2.
Pandemi COVID-19 menyoroti sel T yang reaktif silang. Pada awal tahun 2020, Profesor LJI Shane Crotty, Ph.D., dan Alessandro Sette, Dr.Biol.Sci., menemukan bahwa banyak orang—yang belum pernah terpapar SARS-CoV-2—sudah memiliki sel T yang mengenali virus baru tersebut. virus corona. Bagaimana sel T ini mengetahui apa yang harus dicari?
SARS-CoV-2 baru muncul pada tahun 2019, namun banyak orang telah tertular virus corona flu biasa jauh sebelum itu. Ilmuwan LJI menunjukkan bahwa sel T yang reaktif silang dapat mengenali target pada kedua virus. Dalam studi lanjutan, para peneliti bahkan menemukan hubungan antara sel T yang reaktif silang dan risiko lebih rendah terkena COVID-19 yang parah.
Jika sel T dapat belajar menargetkan kedua virus sekaligus, mungkin para ilmuwan dapat merancang vaksin untuk melawan berbagai jenis virus corona, termasuk varian baru SARS-CoV-2. Itulah harapannya—namun masih banyak yang harus dipelajari.
“Untuk merancang vaksin yang lebih baik, kita perlu mengetahui secara pasti bagaimana sel T pelindung ini berkembang dan berapa lama masa perlindungan tersebut bertahan,” kata Rekan Postdoctoral LJI Rúbens Alves, Ph.D., yang menjadi penulis pertama studi baru ini.
Lab Shresta berupaya menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut. Anggota laboratorium mengkhususkan diri dalam mengembangkan model tikus yang dimanusiakan, yang memungkinkan mereka mempelajari penyakit menular dan respons sel kekebalan yang relevan dengan manusia dalam lingkungan yang terkendali.
Sel T reaktif silang untuk menyelamatkan
Untuk studi baru ini, para peneliti menggunakan strain tikus yang dapat menghasilkan variasi sel T yang sama persis dengan yang ditemukan pada manusia. Para peneliti menginfeksi tikus-tikus ini dengan salah satu virus corona flu biasa yang paling tersebar luas, yang disebut OC43. SARS-CoV-2 dan OC43 keduanya merupakan virus betacorona.
Para ilmuwan menemukan bahwa tikus yang terinfeksi OC43 menghasilkan sel T “penolong” CD4+ dan sel T “pembunuh” CD8+ yang bereaksi silang dengan SARS-CoV-2. Sel-sel tersebut menargetkan epitop yang sama dengan sel T yang dikumpulkan dari manusia dengan paparan SARS-CoV-2.
Selanjutnya, para peneliti mengembangkan model infeksi berurutan—dengan infeksi OC43 yang diikuti oleh SARS-CoV-2 pada tikus yang dimanusiakan tersebut. Mereka memeriksa apakah sel T yang reaktif silang benar-benar membantu melindungi tikus dari COVID-19 yang parah.
Sel T “pembantu” CD4+ yang reaktif silang memang membantu menangkal serangan virus pada sistem pernapasan. Tikus yang pernah terpapar OC43 sebelumnya menunjukkan tingkat infeksi SARS-CoV-2 yang lebih rendah di saluran pernapasannya dan kecil kemungkinannya terkena pneumonia dan kerusakan paru-paru. Sel T yang reaktif silang benar-benar membantu mencegah penyakit parah.
“Keahlian laboratorium kami dalam membuat model tikus telah memungkinkan kami mempelajari lebih dalam apa yang disarankan oleh penelitian pada manusia,” kata Elong Ngono.
Langkah selanjutnya untuk desain vaksin
SARS-CoV-2 bukanlah virus corona pertama yang menyebabkan wabah mematikan. SARS, yang menyebabkan wabah mematikan pada tahun 2003, juga merupakan virus corona. Begitu juga dengan MERS. Studi baru ini merupakan langkah penting dalam memahami bagaimana sel T dapat belajar mengenali dan bereaksi silang terhadap banyak virus corona sekaligus—termasuk varian SARS-CoV-2 yang muncul dan anggota keluarga lainnya yang berpotensi menjadi pandemi.
Ke depannya, tim ingin menyelidiki bagaimana paparan jenis virus corona flu biasa lainnya memengaruhi sel T. Apakah sel T yang reaktif silang masih akan berkembang? Apakah mereka akan mencari epitop yang sama atau target yang berbeda?
“Kami sekarang memiliki model tikus untuk mempelajari berbagai skenario infeksi pada manusia, seperti situasi umum ketika seseorang telah terinfeksi berkali-kali oleh virus corona flu biasa sebelum bertemu dengan SARS-CoV-2,” kata Shresta. “Kami bahkan sekarang memiliki model untuk mengkarakterisasi respons sel T manusia yang relevan terhadap vaksin SARS-CoV-2 yang berbeda dan menentukan kontribusi sel T ini terhadap perlindungan yang disebabkan oleh vaksin.”
Shresta mengatakan bahwa lembaganya mempunyai kemampuan yang baik untuk melanjutkan penelitian pencegahan pandemi ini. Dia memuji LJI karena memastikan para ilmuwan LJI mendapatkan pelatihan dan fasilitas penting untuk penelitian penyakit menular. Shresta juga menekankan bahwa dukungan filantropis memungkinkan Institut untuk membangun laboratorium keamanan hayati tingkat 3 untuk penelitian penting ini—dan banyak penelitian penting lainnya.