Random Pharmacy Notes: Bagaimana vaksin melindungi tubuh dari penyakit?

Membicarakan vaksin selalu membuat saya bete, salah satu impian saya yang masih belum kesampaian hingga saat ini adalah bekerja di Biofarma di Bandung.

Sudah beberapa kali saya mengikuti tahapan rekrutmen yang diadakan oleh mereka, mulai dari engineer produksi sampai penanggung jawab klinik imunisasi semuanya tidak ada yang berhasil.

Anyway, itu hanya intermezo dan kali akan dibahas tentang mekanisme kerja vaksin. Jawaban ini akan panjang, tetapi akan kucoba menulis sesederhana mungkin. Semoga tidak membosankan yah?

#1. Apa itu vaksin?

Vaksin merupakan suatu produk biologis berisi antigen dengan atau tanpa adjuvant (suatu penguat respons imun) yang digunakan untuk memicu sistem imun membentuk kekebalan terhadap suatu penyakit (imunitas dapatan buatan). [1]

Setelah divaksinasi, kita mungkin akan mengalami beberapa gejala yang tidak diinginkan seperti demam, pembengkakan atau nyeri yang menetap di tempat suntikan, sampai hilangnya nafsu makan. Berita bagusnya, hal - hal tersebut pada umumnya tidak berbahaya dan merupakan respons alami tubuh terhadap suatu bahan asing. [2]

#2. Mengapa kita bisa sakit jika terinfeksi bakteri atau virus sungguhan, tetapi tidak sakit jika bakteri atau virus itu diberikan melalui vaksinasi?

Keberadaan mikroba dalam tubuh tidak selalu menyebabkan penyakit. Lactobacillus casei di saluran pencernaan dan Staphylococcus epidermidis di kulit kita sebut bakteri baik karena mereka tidak perlu bertindak anarkis untuk bertahan hidup dan justru menguntungkan bagi kita. [3]

Patogen sekali pun juga belum menyebabkan penyakit selama belum berkembang biak sampai jumlah tertentu. Periode sejak terjadinya infeksi sampai timbul suatu penyakit ini disebut dengan masa inkubasi.

Sumber gambar : Incubation period

Gejala penyakit baru akan terasa jika mikroba ini mencoba bertahan hidup, dengan membajak fungsi sel atau dengan menghasilkan toksin yangmengganggu metabolisme normal tubuh kita.

Nah, sekarang kita menemukan suatu benang merah mengapa mikroba menyebabkan penyakit, yaitu untuk bertahan hidup dan memperbanyak diri.

Kita tidak akan terjangkit penyakit sungguhan karena mikroba patogen dalam vaksin. Mereka sudah tidak memiliki kecenderungan untuk memperbanyak diri, mereka bahkan sudah tidak mood untuk melanjutkan hidup, jadi emo banget deh anaknya.

Mengapa?

Karena mikroba patogen dalam vaksin berada dalam kondisi yang: [4]

Dilemahkan (attenuated)
Dibunuh kemudian digunakan secara keseluruhan (inactivated)
Diambil hanya bagian tertentu (sub-unit), umumnya berupa protein atau toksoid yang dapat dikenali oleh sistem kekebalan tubuh.

Agar kita lebih memahami cara sistem imun tubuh mengenali mikroba dalam vaksin, anggaplah kita sebagai sistem imun menganggap ayam itu teman dan soang adalah musuh.

Kita bisa dengan mudah mengenali ayam hidup dan soang hidup yang dilemahkan (attenuated) dengan dilakban mulutnya agar tidak nyosor.
Kita juga bisa membedakan ayam goreng kalasan dengan soang panggang jika masih dalam keadaan utuh (inactivated).
Membedakan ayam dan soang dalam bentuk sub - unit? Gampang, kita masih bisa kan membedakan mana ceker ayam, mana ceker ̶k̶u̶c̶i̶n̶g̶ soang.

#3. Bagaimana cara vaksin memicu tubuh mengembangkan kekebalan terhadap penyakit tertentu?

Ketika terjadi infeksi, yang pertama dilakukan oleh tubuh adalah mengaktifkan sistem pertahanan lini pertama yang bersifat non-spesifik (sistem imun bawaan). Semua ancaman yang berteriak "hooooi, aku berbahaya lhoooo" akan segera ditarget untuk dienyahkan tanpa pandang bulu.

Sistem pertahanan lini pertama menyingkirkan ancaman dengan berbagai cara, seperti apoptosis, respons inflamasi, penetralan toksin, maupun memakan si bakteri atau virus dalam suatu proses yang disebut fagositosis oleh neutrofil atau makrofag seperti gambar berikut.

Sumber gambar : Antigen-Presenting Cells

Pada waktu bersamaan, sel dendritik akan membawa antigen ini ke nodus limfe untuk diolah dan dipresentasikan kepada jenis sel lain bernama limfosit. Ini disebut sistem kekebalan lini kedua.

Tahap di atas adalah salah satu dari sekian banyak hal yang sering membuat vaksinasi menemui kegagalan, yaitu tidak bangkitnya sistem kekebalan lini kedua.

Sistem kekebalan lini kedua ini bersifat spesifik melalui pengenalan antigen oleh reseptor pada limfosit yang memiliki kecocokan dengan antigen. Sel yang berperan dalam sistem pertahanan spesifik ini adalah limfosit B dan T.

Sumber gambar : Hematopoietic growth factors

Limfosit B dan T dihasilkan oleh sel punca (stem cell) yang juga menghasilkan sel - sel darah lainnya. Walaupun memiliki kemampuan yang lebih baik untuk membunuh mikroba patogen karena respon spesifik yang dimilikinya, mereka bukanlah sel yang siap untuk bertarung. Mereka perlu diaktifkan.

Iya, masih ayam sayur.

Limfosit B dan limfosit T yang belum terpajan dengan antigen apapun masih berupa sel yang naive (perawan). Mereka harus cipika - cipiki dulu dengan antigen tertentu untuk dapat berkembang dan memberi respons imun spesifik.

Limfosit yang telah teraktivasi dapat berups sel memori, dan sel efektor yang terdiri dari sel plasma (sel B yang telah aktif), sel T helper 1 dan 2 (sel T CD4) dan sel T cytotoxic (sel T CD8).

Aktivasi sel ini baru akan terjadi apabila suatu antigen dari mikroba patogen dipresentasikan oleh sel penyaji antigen (antigen presenting cell), yang dapat berupa sel dendritik, makrofag, dan sel B.

Limfosit yang telah aktif kemudian mengalami proliferasi dan diferensiasi membentuk sel efektor berikut (sel Th1 dan sel Th2) dan sel memori. Proses ini bisa memakan waktu beberapa hari hingga minggu.

Sel T helper 1 yang aktif kemudian akan melepaskan sitokin, suatu molekul yang berfungsi sebagai mekanisme komunikasi antar sel. Sinyal yang diberikan oleh terlepasnya sitokin di tempat masuknya mikroba patogen menyebabkan sel - sel kekebalan tubuh lini pertama seperti makrofag, neutrofil, dan sel natural killer menyerbu lebih ganas ke bagian yang terinfeksi.

Iya, kamu benar, peranan sel T helper 1 disini menjadi semacam provokator yang sering meneriakkan "bakar begalnya!" saat ada kasus maling motor di kampung. Ini terjadi jika si maling belum berhasil diringkus oleh pertahanan pertama setelah beberapa hari.

Sementara itu sel T helper 2 yang aktif akan mencari sel limfosit B naive yang telah mengikat suatu antigen, untuk kemudian melepaskan sitokin yang mengaktivasi pematangan sel B menjadi sel plasma yang dapat memproduksi antibodi spesifik antigen tersebut.

Sementara itu, sel T sitotoksik yang masih naive juga harus diaktivasi, sebelum dapat melepaskan suatu senyawa kimia yang akan mengaktivasi proses apoptosis untuk menghancurkan sel terinfeksi yang rusak tanpa bisa diperbaiki lagi.

Sumber gambar : Lymphocytes and Immunity

Jika suatu ancaman sudah selesai dihalau, maka kita harus mengucapkan selamat tinggal kepada sel efektor. Karena jika mereka tidak pensiun maka sistem imun kita akan terus dalam keadaan aktif. Hal ini dapat menimbulkan suatu penyakit autoimun yang tidak diharapkan.

Namun, tubuh kita akan mempertahankan sel memori yang akan dengan cepat teraktivasi menjadi sel efektor dan membuat klon/salinan dirinya untuk menghalau mikroba patogen yang sama.

Sumber gambar : Memory Cells

Sel memori terhadap suatu patogen spesifik inilah yang diharapkan untuk kita miliki setelah menjalani vaksinasi, selain antibodi di atas yang bisa bertahan dalam tubuh.

Sehingga, ketika terjadi pajanan bakteri atau virus sebenarnya, tubuh kita sudah memiliki antibodi dan sel memori yang dapat mengenali dan memberikan respons cepat terhadap antigen tersebut, mencegah terjadinya sakit.

Lalu kenapa kita tetap memerlukan vaksinasi, secara alamiah kita kan tetap bisa mengembangkan kekebalan adaptif?

Yaaa, masalahnya ……

Antigen yang harus dikenali jenisnya beragam sekali, dan tidak semua antigen ini pernah masuk ke tubuh kita secara alami.
Apabila suatu bibit penyakit masuk ke dalam tubuh kita, dibutuhkan waktu misal beberapa hari hingga minggu agar antigen yang dibawa oleh antigen presenting cell dapat mengaktivasi pematangan limfosit B dan T, seperti sudah dijelaskan di atas.

Dengan mengetahui dua kondisi ini, sekarang kita paham bahwa waktu yang dibutuhkan agar sistem kekebalan adaptive teraktivasi harus lebih singkat, dibandingkan waktu yang dibutuhkan oleh virus dan bakteri menyebabkan penyakit.

Disinilah pentingnya peran vaksin.

Tidak seperti saat terkena penyakit sungguhan, saat divaksinasi sistem imun kita tidak perlu berkejaran dengan waktu untuk menunggu teraktivasinya sistem pertahanan lini kedua.

Antigen yang dibawa oleh vaksin akan mengaktivasi sel T dan sel B menjadi sel efektor dan sel memori, dan antibodi seperti yang sudah daku tuliskan di atas.

Respons imun setelah paparan berulang akan semakin cepat untuk membunuh patogen, seperti kata mbah Nietzsche.