Virtual Screening Senyawa Inhibitor untuk HL-60 Cell line Menggunakan Pendekatan QSAR dan Docking Molekular

Abstract

HL-60 cell line merupakan sel kultur leukaemia yang digunakan sebagai model in-vitro. Sel ini mengalami proliferasi dan apoptosis sebagai respons terhadap gangguan sub-toksik dan toksik. Sel HL-60 yang kehilangan kemampuan apoptosisnya dapat menyebabkan penyakit leukaemia. Leukaemia adalah jenis keganasan heterogen di mana jumlah sel darah putih tidak matang dalam sumsum tulang meningkat atau berdiferensiasi buruk. Inhibitor yang dapat menghambat pertumbuhan sel HL-60 dibutuhkan untuk menemukan calon obat leukaemia. Inhibitor HL-60 dapat dicari dengan metode gabungan antara virtual screening berbasis ligan dengan analisis Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) dan virtual screening berbasis struktur dengan molecular docking. Virtual screening diawali dengan pemodelan QSAR, dimana komputer dapat mempelajari pola data yang ada untuk menghasilkan model terbaik. Model dibuat dengan menggunakan dataset sebanyak 2903 yang berasal dari database ChEMBL dengan kode ChEMBL383. Model terbaik yang dihasilkan memiliki nilai R2 sebesar 0,72. Selanjutnya, model terbaik digunakan untuk screening senyawa pada database Enamine yang didapatkan 3.841.278 senyawa dari 6 milyar. Senyawa hasil screening memiliki nilai pIC50 diatas 9,0 yang didasarkan pada nilai eksperimental obat yang telah beredar. Kumpulan senyawa hasil screening kemudian disaring lebih lanjut dan dikelompokkan berdasarkan kesamaan struktur menggunakan metode clustering K-Means, diperoleh 50 cluster. Senyawa yang memiliki nilai prediksi pIC50 tertinggi dari setiap cluster dipilih untuk dilakukan penelitian lebih lanjut. Senyawa yang diperoleh kemudian dilakukan proses docking yang menggunakan parameter berupa energi bebas binding (∆G) dan nilai RMSD. Nilai energi bebas binding terendah dari hasil docking ligan uji dengan protein target CDK-2 yaitu sebesar -9,3 kcal/mol untuk senyawa dengan kode PV008392343646, sedangkan untuk ligan uji dengan kode PV-008392560869 yang di docking dengan BCL-2 memiliki nilai sebesar -9,0 kcal/mol. Nilai RMSD terkecil dihasilkan dari ligan uji PV-005944179637 dan ligan PV-005943606370 untuk CDK-2 dengan nilai sebesar 0,0 Å, serta untuk BCL-2 dihasilkan pada ligan PV-005944179637 dengan nilai sebesar 0,8, Nilai RMSD yang didapatkan menunjukkan kesamaan posisi untuk ligan berinteraksi dengan protein target. Ligan uji yang paling berpengaruh untuk protein target CDK-2 dan BCL-2 adalah PV-005945500657. Ligan tersebut memiliki energi bebas binding yang negatif dan kesamaan posisi, interaksi ikatan hidrogen serta interaksi hidrofobik yang sama dengan ligan pembanding sehingga berpotensi dalam menghambat sel HL60.