Analisis Variasi Mutasi Envelope Protein SARS-CoV-2 di Indonesia dengan Pendekatan In-silico dan Pemanfaatannya Sebagai Book Chapter

Abstract

Novel coronavirus telah dilaporkan sebagai patogen penyebab wabah penyakit Coronavirus 2019 (COVID-19) di kota Wuhan, Cina pada Desember 2019. Virus tersebut mewabah ke seluruh penjuru dunia dengan sangat cepat, sehingga diumumkan sebagai pandemi oleh World Health Organization (WHO). Hingga akhir tahun 2022, SARS-CoV-2 masih menjadi salah satu ancaman kesehatan masyarakat yang paling serius karena tingkat kematiannya yang tinggi dan penyebaran varian baru yang cepat. Sejak wabah pertama pada tahun 2019, pemahaman umum tentang SARS-CoV-2 telah ditingkatkan melalui studi dasar dan klinis namun, kesenjangan pengetahuan masih ada dalam pemahaman tentang variasi mutasi novel SARS-CoV-2 yang muncul dan berdampak pada pengembangan vaksin ataupun terapi yang sesuai. Mutasi dapat terjadi pada keempat protein struktural SARS-CoV-2, namun mutasi yang terjadi pada protein envelope ini kurang dipelajari di antara tiga protein struktural SARS-CoV-2 yang terkait dengan banyak fungsi imunopatologis SARS-CoV-2. Penelitian yang sudah banyak dilakukan hanya berfokus pada mutasi yang terjadi pada protein spike saja. Envelope (E) protein sendiri adalah protein terkecil dari protein struktural utama dan memiliki jumlah salinan terendah dari protein membran yang ditemukan dalam amplop lipid partikel virus dewasa. Berdasarkan pertimbangan di atas maka penelitian ini dilakukan untuk mengetahui mutasi pada protein envelope (E) lalu melakukan analisis terkait dengan pengaruh mutasi pada envelope dengan tingkat virulensi dan pathogenesis dari virus SARS-CoV-2. Penelitian ini terfokus pada analisis mutasi yang protein envelope virus SARS-CoV-2 menggunakan sekuens dari variant of concern strain Indonesia yang dibandingkan dengan envelope protein SARS-CoV-2 wildtype yang berasal dari Wu Han, China. Penelitian ini dilakukan secara in silico dengan memanfaatkan beberapa webtools untuk menganalisis mutasi yang terjadi pada envelope protein SARS-CoV-2. Metode in silico memiliki kelebihan murah dan lebih cepat untuk mendapatkan hasil. Metode ini difokuskan pada pengembangan pendekatan komputasi untuk penelitian sains seperti prediksi toksisitas, pembuatan kandidat vaksin, dan lain-lain. Berdasarkan hasil penelitian dari 733 sampel Envelope Protein SARS-CoV-2 strain Indonesia yang digunakan. Secara keseluruhan terdapat 31 mutasi substitusi, 18 mutasi missense, 6 mutasi diam (silent mutation), dan 1 mutasi nonsense. Mutasi yang paling banyak terdapat pada variant omicron yang memiliki lebih dari satu titik mutasi dalam satu whole genome. Mutasi pada variant omicron juga paling banyak mengalami ketidakstabilan protein yang dilihat dari Instability Index >40. Berdasarkan ∆∆G value juga memperlihatkan bahwa hampir seluruh sampel memiliki ∆∆G<0 sehingga menyebabkan penurunan stabilitas struktur E protein SARS-CoV-2. Sebagian besar sekuens yang mengalami mutasi missense juga memiliki dampak yang diprediksi menyebabkan penyakit pada manusia. Penelitian mengenai mutasi envelope protein SARS-CoV-2 strain Indonesia dituangkan dalam bentuk book chapter dengan judul “Mutasi Envelope Protein SARS-CoV-2 di Indonesia: In silico” hasil validitas book chapter ditentukan berdasarkan penilaian tiga validator (ahli materi, ahli media, pengguna). Book chapter telah dinyatakan sangat layak dengan perolehan skor rata-rata sebesar 87%. Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa produk book chapter telah sangat layak untuk menjadi bahan bacaan untuk memperkaya ilmu.