vaksin rekombinan

PowerPoint Presentation

VAKSIN REKOMBINANDANPROTEIN REKOMBINANFAKULTAS FARMASIUNIVERSITAS JEMBERNAMA ANGGOTANur Fatjria S.122210101004Amalia Fadila122210101006Aisma Mirdhia Husnita122210101014Yayan Ika Rachmawati 122210101024Nanda Suryaning Rohma122210101032Yasmin122210101034 Masuliatin Nasucha122210101036Ika Nur Masruroh122210101040Mia Riswani122210101042Galuh Sinoarsih 122210101050Irvina Anggita Baharani122210101058Siti Rohmatillah122210101060Nabila 122210101062Rani Firda N.I.A.122210101066Angelina Elok Dea O.U.W.122210101070Dwi Citra N. A.122210101072Ucik Prastasiwi122210101074VAKSINREKOMBINANVaksin berasal dari kata vaccinus yang berasal dari sapi.Vaksin pertama kali ditemukan pada tahun 1796 oleh Edward Jenner yaitu virus cacar. Vaksin telah lama dikenal sebagai suatu substansi yang digunakan untuk memperoleh respon imun terhadap mikroorganisme patogen. Sejarah vaksinasi dapat dikatakan dimulai sejak 1796 ketika seorang dokter desa melakukan vaksinasi desa melakukan vaksinasi menggunakan virus cacar sapi untuk memberi kekebalan pada manusia terhadap infeksi cacar.

PengertianVaksin rekombinan merupakan inovasi pengembangan vaksin dengan memanfaatkan bioteknologi dengan memutasi suatu vektor untuk mengekspresikan antigen dari virus patogen dengan cara menyisipkan gen target ke dalam genom vektor.Harapannya adalah terbentuknya respon tanggap kebal yang mampu menahan infeksi patogen yang ditargetkan.

Beberapa prinsip rekayasa genetika dalam pembuatan vaksin adalah sebagai berikut (Bioteknologi, 2009):Mengisolasi / memisahkan gen-gen dari organisme penyebab sakit yang berperan dalam menghasilkan antigen yang merangsang limfosit untuk menghasilkan antibodi.Menyisipkan gen-gen di atas, ke tubuh organisme yang kekurangan pathogen.Mengulturkan orgamisme hasil rekayasa genetika, sehingga menghasilkan antigen dalam jumlah banyak.Mengekstraksi antigen, lalu digunakan sebagai vaksin.

7Vaksin dapat tumbuh dan berkembang biak sampai menimbulkan respon imun sehingga diberikan dalam bentuk dosis kecil antigen. Respon imun yang diberikan mirip dengan infeksi alamiah, tidak perlu dosis berganda. Dipengaruhi oleh sirkulasi antibody sehingga ada efek netralisasi jika waktu pemberiannya tidak tepat. Dapat menimbulkan penyakit yang serupa dengan infeksi alamiah. Mempunyai kemampuan proteksi dengan keefektifan mencapai 95%. Virus yang telah dilemahkan dapat bereplikasi di dalam tubuh, meningkatkan dosis asli dan berperan sebagai imunisasi ulangan.

PRINSIP VAKSIN REKOMBINAN adanya suatu pengubahan sisipan urutan asam amino dari suatu virus (penyebab penyakit) yang sudah diubah secara genetika dan dibiakkan secara laboratorium hingga terbentuk suatu produk yang tidak menyebabkan penyakit(santos,1999)

PRINSIP PENEMPELANYA berupa antigen antibody kunci gembok seperti enzim yang spesifik sehingga hanya mengenali antigen yang spesifik dari suatu reseptor antibody dalam tubuh

Pada dasarnya vaksin dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu:Live attenuated (kuman atau virus hidup yang dilemahkan) Inactivated (kuman, virus atau komponennya yang dibuat tidak aktif).

a. Vaksin hidup (attenuated) Vaksin hidup dibuat dari virus atau bakteri liar (wild) penyebab penyakit. Virus atau bakteri liar ini dilemahkan di laboratorium, biasanya dengan pembiakan berulang-ulangb. Vaksin inactivatedVaksin inactivated dihasilkan dengan cara membiakkan bakteri atau virus dalam media pembiakan (persemaian), kemudian dibuat tidak aktif (inactivated) dengan penanaman bahan kimia (biasanya formalin). c. Vaksin polisakarida Vaksin polisakarida adalah vaksin sub-unit yang inactivated dengan bentuknya yang unik terdiri atas rantai panjang molekul-molekul gula yang membentuk permukaan kapsul bakteri tertentu.d. Terdapat tiga jenis vaksin rekombinan yang saat ini telah tersedia : Vaksin hepatitis B dihasilkan dengan cara memasukkan suatu segmen gen virus hepatitis B ke dalam gen sel ragi. Vaksin tifoid (Ty21a) adalah bakteri salmonella typhi yang secara genetik diubah sehingga tidak menyebabkan sakit. Tiga dari empat virus yang berada di dalam vaksin rotavirus hidup adalah rotavirus kera rhesus yang diubah secara genetik menghasilkan antigen rotavirus manusia apabila mereka mengalami replikasi.

Pembuatan vaksinDimisalkan pembuatan vaksin Virus Hepatitis B

Untuk menghasilkan vaksin dibutuhkan HBsAg yang berasal dari virus Hepatitis B, virus diperbanyak dalam medium tertentu Nantinya dihasilkan virus yang tidak menyebabkan penyakit namun mampu merangsang sistem imun.Strain ini selanjutnya dikultur pada kondisi yang sesuai dan virusnya diinaktifkan melalui pemanasan dan proses kimiaTahapan berikutnya virus yang telah dilemahkan ini diinjeksikan ke dalam tubuh.17Vaksin HBsAg yang dimumikan dari plasma karier dan inaktifasiformalin/panas telah diproduksi di beberapa laboratorium. Salah satu sintesis HbsAg yang telah berhasil dari sel ragi ( yeast ) rekombinanSaat ini setidaknya ada 3 sumber partikel HBsAg yang digunakan untuk vaksinasi hepatitis B. Terutama HbsAg dimumikan dari plasma karierDua sumber lain yaitu melalui pendekatan teknologi rekombinan DNA, dengan memasukan gen virus hepatitis B pengkode HBsAg ke dalam sel ragi dan sel mamaliaSelain itu, HBsAg juga dapat disekresi oleh E coli, namun jumlahnya relatif kecil, demikian juga sifat antigeniknya.

Dari penelitian, diketahui bahwa Antigen perlu disertai oleh zat-zat lain agar kerjanya selalu optimal, kualitasnya terjaga dan harus sempurna. Antigen rentan sekali rusak, sehingga itulah sebabnya mengapa semua vaksin wajib disimpan dalam suhu 2-8 C (bahkan vaksin Polio -20 C). Antigen ini harus dilengkapi dengan zat-zat aditif/tambahan, seperti :a)Adjuvants,b) Preservativesc) Stabilizer

Adjuvantsberfungsi memaksimalkan respons sistem imun tubuh. Antigen +Adjuvantdikenali jauh lebih cepat oleh tubuh daripada Antigen saja.Adjuvantyang paling sering digunakan antara lain garam aluminiumPreservativesberfungsi untuk mencegah tumbuhnya bakteri/jamur selama proses pembuatan vaksin. Namun tidak semua vaksin menggunakanpreservatives. Zat ini terutama digunakan di kemasan vaksin multidosis untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme.

Stabilizer.berfungsi zat ini adalah menstabilkan vaksin saat berada pada kondisi ekstrem, misalnya panas. Dosis yang digunakan amat kecil, yaitu < 10 mikrogram. Jenis-jenisStabilizersantara lain: gula (sukrosa & laktosa), asam amino (glisin, asam glutamat) atau protein (albumin, gelatin)a. Vaksin Hepatitis B rekombinan Recombivax HB vaccine Mengandung antigen Hepatitis B, amorphous aluminum hidroksiphosfat, yeastprotein yang diberi formaldehid, dan thimerosal sebagai pengawetberasal dari HepatitisB surface antigen (HBsAg) yang diproduksi dalam sel yeast. Bagian virus yang mengkode HBsAg dimasukkan kedalam yeast, dan selanjutnya dikulturAntigen dipanen dan dipurifikasi dari kultur fermentasi yeast Saccharomyces cereviceae, antigen HBsAg mengandung gen adw subtypeProtein dilepaskan dari sel yeast melalui pengrusakan sel kemudian dipurifikasi dengan metode fisika dan kimia, lalu dimasukkan ke larutan buffer posfat dan formaldehid, dipercepat dengan menggunakan alum (potassium aluminium sulfat)Vaksin rekombinan ini memperlihatkan kesamaan dengan vaksin yang diperoleh dari plasma darah. 2. Engerix-Bmengandung antigen permukaan virus Hepatitis B (HBsAg) yang telah dipurifikasi dan dikultur dalam sel Saccharomyces cereviceae.HBsAg yang diekspresikan oleh Saccharomyces cereviceae dipurifikasi dengan cara fisika-kimia dan aluminium hidroksidaEngerix-B vaccine mengandung antigen hepatitis B yang telah dimurnikan, aluminum hidroksida, sejumlah yeast protein dan thimerosal yang digunakan dalam proses produksi, serta 2 phenoxyethanol sebagai pengawet.

b. Vaksin hemofilus influenza tipe b (Hib)Haemophilus influenza tipe b (Hib) : bakteri yang berbahaya, penyebab tersering dari meningitis dan pneumonia pada bayi dan anak di bawah 5 tahunVaksin Hib dibuat dari kapsul polyribosyribitol phosphate (PRP)Vaksin yang beredar di Indonesia adalah vaksin konjugasi dengan membran protein luar dari Neisseria meningitides yang disebut sebagai PRP-OMP dan konjugasi dengan protein tetanus yang disebut PRP-T.Vaksin Hib diberikan sejak umur 2 bulan. Vaksin PRP-OMP diberikan 2 kali sedangkan PRP-T diberikan 3 kali dengan jarak waktu 2 bulan.Efek samping : kemerahan dan rasa panas atau bengkak pada lokasi suntikan serta demam.

Manfaat vaksin rekombinanMencegah penyakit infeksiMembentuk respon tanggap kebal yang mampu menahan infeksi patogen yang ditargetkanSebagai terobosan baru untuk menghadapi beberapa penyakit secara sekaligus.

Kelebihan vaksin rekombinan :

Mudah diproduksi dalam jumlah besar dan ekonomis dalam waktu yang cepat.Tahan terhadap perubahan suhu sehingga lebih mudah untuk disimpan dan didistribusikanDapat meningkatkan imunitas tubuh terhadap virus dan bakteri dalam waktu yang sangat lamaTidak memerlukan perlakuan khusus terhadap mikroba patogen selama proses produksiPenyakit infeksi akan sulit mewabahMengurangi biaya pengobatanMemperkecil penyebaran penyakitDapat menimbulkan netralisasi oleh antibodi yang diberikan

Kekurangan vaksin rekombinan:Menimbulkan efek sampingKekhawatiran bahwa DNA asing terintegrasi ke dalam kromosom hospes sehingga dapat menyebabkan stimulasi gen yang tidak terkontrol yang dapat mengakibatkan terbentuknya sel kankerKekhawatiran terjadinya induksi reaksi autoimun terhadap vaksinasi DNA yang dapat menyebabkan terbentuknya antibody anti-DNA

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Sistem ImunSpesies beda perbedaan kerentanan yang jelas terhadap berbagai mikroorganisme/penyakit. Contoh: manusia sangat rentan terhadap difteri, sedangkan tikus sangat resisten.

SPESIESHerediter menentukan resistensi terhadap infeksi.Contoh: studi tuberkolosis pada pasangan kembar. Bila satu dari kembar homozigot menderita tuberkolosis, pasangan lainnya menunjukkan resiko lebih besar untuk juga menderita tuberkolosis dibanding dengan pasangan kembar yang heterozigot.GenetikUsiaInfeksi sering terjadi lebih berat pada anak usia balita dan binatang muda dibanding usia dewasa. Sistem imun yang belum matang pada usia muda.

Suhu tubuh infeksi dari mikroba Beberapa mikroba tidak dapat hidup baik pada suhu tertentu.Contoh: kuman tuberkolosis tidak akan menginfektif hewan berdarah dinginSUHUMetabolik HormonalSebelum pebertas, sistem imun pd pria dan wanita samaSetelah pubertas, dipengaruhi faktor hormonalAndrogen : imunosupresif, menetap selama masa dewasaEstrogen :Fluktuatif (Tinggi selama pertengahan siklus haid dan hamil)Mencegah aktivitas sel TMeningkatkan sintesis IgG dan IgAWanita lbh sedikit terinfeksi dibanding priaWanita lbh beresiko thd penyakit autoimunNutrisiNutrisi yang buruk akan menurunkan resistensi terhadap infeksi, terjadi leukopeni dan fagositosis yang menurunNutrisi yang buruk dapat menyulitkan proliferasi virus sehingga dapat lebih tahan terhadap infeksi virus tertentuMalaria memerlukan PABA untuk berkembang. Pada orang yang malnutrisi dapat terjadi kekurangan PABA, sehingga malaria sulit berkembangSTRESmelepas hormon seperti neuro-endokrin, glukokortikoid dan katekolamin. mempengaruhi produksi antibodi.OLAHRAGA BERLEBIHANMembakar oksigen dalam tubuh radikal bebas menyerang sel sistem kekebalan tubuhTIDURPerubahan dalam jaringan sitokin. Sitokin dikenal sebagai sinyal molekul imunologi.ANTIBIOTIKPenyalahgunaan antibiotik resisten, flora normal matiFAKTORFISIOLOGIS Getah lambung sebagian bakteri patogen mati. Air kemih membilas saluran kemih sehingga menurunkan infeksi oleh bakteri. Faktor humoral lain yaitu properdin dan interferonPROTEIN REKOMBINANPROTEIN REKOMBINANEkspresi Protein RekombinanProteinDNA rekombinanTransfer DNA ke dalam BakteriTeknik DNA RekombinanIsolasi dan Purifikasi DNA genomIsolasi dan purifikasi DNA plasmidFungsi Terapeutik Protein RekombinanEkspresi Protein RekombinanEkspresi protein rekombinan adalah pembuatan protein yang berasal dari DNA rekombinan.DNA rekombinan adalah bagian tertentu dari gen yang dirancang untuk mengekspresikan suatu produk dalam sel inang, pembawanya oleh faktor kimia khusus sehingga protein yang tepat dapat diproduksi dalam jumlah besar.Prinsip umum dalam DNA rekombinan sendiri adalah mengambil bagian dari kode genetik dari satu organisme dan menempatkannya ke dalam inti sel yang lain atau dengan kata lain disebut dengan kloning.Protein rekombinan dibentuk ketika potongan mRNA membawa informasi dari DNA bermigrasi ke ribosom dari inti sel, sehingga akan diproduksi protein yang sesuai dengan template tertentu.Ekspresi Protein rekombinan harus dimurnikan dengan pemisahan dari potongan-potongan bagian-bagian sel yang hancur.DNA RekombinanRekombinan DNA dan bioteknologi dapat digunakan untuk membentuk protein dan biasanya tidak diproduksi dalam sel, untuk menghasilkan obat atau vaksin, atau untuk menginisiasikan kesehatan manusia.Bakteri yang membawa DNA rekombinan dapat dilepaskan ke lingkungan dalam kondisi yang dikontrol dengan hati-hati untuk meningkatkan kesuburan tanah, berfungsi sebagai insektisida, atau meredakan polusi.ProteinProtein adalah suatu zat organik yang membentuk utama sel dan jaringan.Tubuh tidak dapat menyimpan kelebihan protein. Namun protein menjadi sumber energi secara tidak langsung dengan sejalannya aktivitas meningkat guna pembentukan dan membangun sel dan jaringan baru setelah rusak akibat berbagai aktivitas. Kebutuhan energi berasal dari protein 13-15% dari total kalori per hari.Fungsi ProteinKatalisator reaksi-reaksi biokimia dalam selPeranan ini dimainkan oleh molekul protein khusus yaitu enzim. Reaksi-reaksi yang dikatalisis oleh enzim berkisar dari reaksi-reaksi sederhana.Pengangkut molekul-molekul kecil dan ionMolekul berukuran kecil, misalnya oksigen, diangkut di dalam jaringan tubuh multiselular oleh protein hemoglobin atau oleh myoglobin.Berperan dalam sistem pergerakan yang terkoordinasiMisalnya dalam kontraksi ototkomponen sistem kekebalan tubuhSistem kekebalan tubuh ditentukan oleh adanya antibody yang merupakan protein dengan fungsi sangat spesifikSebagai feromonDigunakan untuk menarik sel lain atau lawan jenisnya.Bioteknologi dan DNA rekombinan juga dapat digunakan dalam kedokteran forensik untuk sidik jari individu dan mengidentifikasi DNA di TKP, diciptakannya tanaman transgenik dan hewan yang telah dikloningkan.Transfer DNA Ke Dalam BakteriKonjugasi

Transformasi

Transduksi

Teknik DNA RekombinanEnzim restriksi untuk memotong DNA,Enzim ligase untuk menyambung DNA,Vektor untuk menyambung dan mengklonkan gen di dalam sel hidup. Vektor yang sering digunakan diantarnya plasmid, kosmid dan bakteriofage.Transposon sebagai alat untuk melakukan mutagenesis dan untuk menyisipkan penanda,Pustaka genom untuk menyimpan gen atau fragmen DNA yang telah diklonkan,Enzim transkripsi balik untuk membuat DNA berdasarkan RNA,Pelacak DNA atau RNA untuk mendeteksi gen atau fragmen DNA yang diinginkan atau untuk mendeteksi klon yang benar

Isolasi dan Purifikasi DNA GenomPemecahan dinding sel bakteri Dilakukan secara fisik, misalkan dengan cara sonikasi, maupun dengan cara kimia yaitu dengan menggunakan enzim lisozim, etilen diamin tetra asetat (EDTA), atau kombinasi dari keduanya.Pada kondisi tertentu pemecahan dinding sel cukup dilakukan dengan lisozim dan EDTA, akan tetapi sering ditambahkan bahan lain yang dapat melisiskan dinding sel antara lain deterjen triton X-100 atau sodium dedosil sulfat (SDS).Setelah sel mengalami lisis, tahap selanjutnya adalah memisahkan debris sel dengan cara sentrifugasi. Komponen sel yang tidak larut diendapkan dengan sentrifugasi sehingga meninggalkan ekstrak sel dalam supernatan yang jernih.Senyawa kimia yang digunakan untuk memecah sel bakteri tidak selalu dapat digunakan untuk memecah sel tanaman maupun sel hewan. Untuk memecah sel tanaman dibutuhkan ezim-enzim degeneratif yang spesifik dan sering dikombinasi dengan cara pemecahan dinding sel secara fisik antara lain menggunakan butiran-butiran gelas.Sedangkan untuk mengisolasi DNA total dari sel hewan yang tidak memiliki dinding selumumnya hanya digunakan deterjen untuk memecah membran sel dan membran nukleusnya.Pemurnian DNADilakukan dengan penambahan larutan fenol atau campuran fenol dankloroform dengan perbandingan 1:1.Untuk mengendapkan protein dengan cara di sentrifugasikan dan dihancurkan secara enzimatis dengan proteinase.DNA yang telah dibersihkan dari protein masih tercampur dengan RNA sehingga perlu ditambahkan RNAse untuk membersihkan DNA dari RNA. Molekul DNA yang telah diisolasi tersebut kemudian dimurnikan dengan cara presipitasi etanol. Dengan adanya larutan garam (kation monovalen seperti Na+), pada suhu -20oC etanol absolut dapat mengendapkan DNA dengan baik sehingga mudah dipisahkan dengan cara sentrifugasi.Isolasi dan Purifikasi DNA PlasmidPerbedaan Penting Dalam Isolasi DNA Plasmid Dengan Isolasi DNA GenomPemisahan DNA Plasmid Dengan DNA Genom pada prinsipnya berdasarkan ukuran dan konformasinya. Ukuran DNA plasmid sangat kecil bila dibandingkan dengan ukuran DNA genom. teknik yang dapat memisahkan molekul DNA yang kecil dengan DNA yang berukuran besar akan sangat efektif untuk memisahkan DNA plasmid.Dengan menggunakan cara sentrifugasi gradient densitas.Contoh Protein Rekombinan Terapeutik