Potensi Epitop Sel T Protein Antigen 85 (Ag85) Kompleks Mycobacterium tuberculosis sebagai Kandidat Pengembangan Vaksin Tuberkulosis

Abstract

Tuberkulosis (TB) merupakan penyakit infeksi menular yang disebabkan oleh Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) dengan angka insidensi yang tinggi. Sejumlah 10,6 juta kasus baru TB di dunia, dengan Asia Tenggara menyumbang lebih dari 45% dari total kasus dilaporkan pada tahun 2022. Indonesia menyumbang 10% dari kasus global TB dengan perkiraan 969.000 kasus pada tahun 2022. Tingginya insidensi TB di Indonesia disebabkan oleh kurangnya standar pencegahan dan penemuan kasus baru. Vaksin Bacille Calmette-Guérin (BCG) merupakan vaksin TB yang tersedia saat ini, namun memiliki keterbatasan efektivitas yang menurun setelah 10-20 tahun dan hanya memberikan perlindungan yang efektif pada anak-anak. M. tuberculosis adalah bakteri tahan asam yang memiliki faktor virulensi untuk menghindari respon imun, memodulasi apoptosis sel, dan membantu penyebaran bakteri ke sel inang. Protein Antigen 85 kompleks (Ag85 kompleks) merupakan salah satu faktor virulensi yang dimiliki M. tuberculosis. Protein Ag85 kompleks terdiri dari tiga protein yaitu Ag85A, Ag85B, dan Ag85C yang berperan dalam adhesi bakteri ke sel inang. Protein Ag85 kompleks telah menjadi fokus penelitian untuk pengembangan vaksin karena kemampuannya menginduksi respons imun yang kuat. Vaksin berbasis epitop adalah pendekatan terbaru dalam pengembangan vaksin TB, yang melibatkan identifikasi bagian spesifik dari protein mikroorganisme yang dapat memicu respons imun yang kuat. Sebagai langkah awal perancangan vaksin berbasis epitop, dilakukan prediksi epitop sel T Ag85 kompleks yang bersifat antigenik dan imunogenik menggunakan studi in silico. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis antigenitas, imunogenisitas, sifat fisik dan kimia, alergenisitas, dan toksisitas protein Ag85 kompleks M. tuberculosis yang berpotensi sebagai antigen kandidat vaksin tuberkulosis. Penelitian ini adalah penelitian eksploratif dan menggunakan data sekunder berupa sekuens protein Ag85 kompleks yang diambil dari ProteinBank NCBI. Sampel yang dianalisis adalah sekuens asam amino Ag85 kompleks dengan nomor akses P9WQP3 untuk Ag85A, P9WQP1 untuk Ag85B, dan P9WQN9 untuk Ag85C. Analisis in silico dilakukan menggunakan berbagai perangkat lunak seperti IEDB untuk prediksi epitop dan imunogenisitas, IFN-epitope, TNFepitope, IL-4 pred, dan IL-2pred untuk prediksi imunogenisitas, VaxiJen untuk prediksi antigenisitas, ProtParam untuk prediksi sifat fisik dan kimia, AllerTop untuk prediksi alergenisitas, dan ToxinPred untuk prediksi toksisitas. Penelitian ini mendapatkan 53 epitop yang berhasil diprediksi dan dapat berespon dengan sel T MHC kelas I dan 35 epitop yang berhasil diprediksi dan dapat berespon dengan sel T MHC kelas II. Pada uji antigenisitas epitop didapatkan 18 epitop sel T MHC kelas I dan 17 epitop sel T MHC kelas II yang bersifat antigenik. Imunogenisitas epitop sel T pada MHC kelas I menunjukkan bahwa terdapat 3 epitop dari Ag85A dan 7 epitop dari Ag85C yang bersifat imunogenik. Imunogenisitas epitop sel T pada MHC kelas II menunjukkan bahwa epitop yang dapat menginduksi IFN- terdapat 5 epitop dari Ag85A, 4 epitop dari Ag85B, dan 4 epitop dari Ag85C. Mayoritas epitop Ag85A, Ag85B, dan Ag85C dapat menginduksi TNF- dan IL-2, tetapi tidak dapat menginduksi IL-4. Karakteristik fisik dan kimia dari 27 epitop antigenik dan imunogenik didapatkan berat molekul yang beragam dari 938,09 Da sampai 1823,19 Da, indeks kestabilan didapatkan 10 epitop yang stabil dan 17 epitop yang tidak stabil, serta 20 epitop bersifat hidrofilik dan 7 epitop bersifat hidrofobik. Hasil akhir didapatkan 6 epitop sel T MHC kelas I dan 3 epitop sel T MHC kelas II yang bersifat stabil dan hidrofilik. Alergenisitas epitop sel T pada MHC kelas I menghasilkan terdapat 2 daerah epitop bersifat non alergenik. Epitop sel T pada MHC kelas II menghasilkan 1 daerah epitop bersifat non alergenik. Toksisitas epitop sel T pada MHC kelas I didapatkan 6 daerah epitop yang bersifat non toksik. Seluruh epitop sel T pada MHC kelas II bersifat non toksik. Keseluruhan prediksi epitop sel T Ag85 kompleks didapatkan 3 epitop Ag85 kompleks yang dapat dikembangkan sebagai antigen kandidat vaksin tuberkulosis