Potensi Epitop Sel T Protein MTP M. tuberculosis sebagai Kandidat Antigen Vaksin Pencegahan Tuberkulosis: Kajian In Silico

Abstract

Tuberkulosis adalah penyakit yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis dan masih menjadi ancaman kesehatan global dengan total kasus baru mencapai 10,6 juta pada tahun 2021. Penyakit TB menyebar melalui rute aerosol sehingga mudah ditularkan. Permasalahan TB menjadi makin kompleks berkaitan dengan permasalahan resistensi obat, koinfeksi dengan penyakit autoimun, protokol pengobatan yang mahal, serta mortality rate yang tinggi. Vaksinasi adalah salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mencegah penyebaran penyakit menular. Vaksin BCG adalah satu-satunya vaksin TB yang tersedia sejak 1921. Banyak studi menunjukkan bahwa BCG kurang efektif dalam pencegahan tuberkulosis paru pada orang dewasa. Efektivitas perlindungan BCG menurun seiring bertambahnya usia sejak injeksi vaksin pada usia balita. Banyak strategi inovatif terkait pengembangan vaksin TB yang terus dikaji, salah satunya adalah vaksin subunit berbasis epitop. Peptida epitop berasal dari faktor virulensi yang dikenali oleh reseptor dan dapat memicu respon imun. Salah satu faktor virulensi jenis adhesin yang berasal dari dinding sel bakteri M. tb adalah protein Mycobacterium tuberculosis curli pili atau MTP. Protein MTP yang ditangkap oleh laminin dan sel epitel makrofag memiliki peran penting dalam memodulasi jalur metabolik, agregasi bakteri, dan pemebentukan biofilm. Oleh karena itu, protein MTP berperan penting dalam patogenesis TB. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui potensi epitop sel T protein MTP M. tuberculosis sebagai kandidat antigen vaksin TB. Penelitian eksploratif ini menggunakan metode in silico dengan memanfaatkan perkembangan bioinformatika dan imunoinformatika. Analisis mencakup uji konservasi protein MTP M. tuberculosis, prediksi epitop sel T MHC kelas I dan MHC kelas II, uji antigenisitas, uji toksisitas, uji alergenisitas, uji sifat fisikokimia (berat molekul, indeks instabilitas, skor GRAVY), uji imunogenisitas, dan uji molecular docking. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sekuens protein MTP M. tuberculosis strain H37Rv terkonservasi dengan baik. Hal ini ditunjukkan oleh precentile identification sekuens protein tersebut mencapai 100% jika dibandingkan dengan sekuens protein MTP dari strain lain. Selain itu, protein MTP M. tuberculosis juga bersifat antigenik ditunjukkan oleh hasil uji antigenisitas melebihi ambang batas 0,4. Dari prediksi, didapatkan 17 epitop sel T MHC kelas I dan 17 epitop MHC kelas II yang memenuhi kriteria. Selanjutnya dilakukan seleksi untuk mendapatkan epitop paling potensial sebagai antigen vaksin dengan melakukan beberapa uji in silico. Uji Antigenisitas didapatkan 7 epitop antigenik dari MHC kelas I dan 11 epitop antigenik dari MHC kelas II. Kemudian, dilakukan uji toksisitas dan alergenisitas untuk mengetahui keamanan epitop sebagai kandidat antigen vaksin. Pada proses ini, menunjukkan bahwa seluruh epitop yang bersifat antigenik juga bersifat non toksik dan non alergen. Proses seleksi dilanjutkan dengan menilai sifat fisikokimia epitop yang menguntungkan dalam pengembangan vaksin yaitu bersifat stabil dan hidrofilik. Pada proses ini, didapatkan 2 epitop MHC kelas I yang memenuhi syarat, pada MHC kelas II, didapatkan 9 epitop yang memenuhi syarat. Selanjutnya dilakukan uji imunogenisitas, didapatkan bahwa kedua epitop MHC kelas I bersifat imunogenik dan epitop MHC kelas II juga bersifat imunogenik karena dapat menginduksi pengeluaran IL-2 dan IL-4. Hasil uji molecular docking epitop MHC kelas I 50AWGPNWDPY58 dan epitop MHC kelas II 54NWDPYTCHDDFHRDS68 menunjukkan potensi paling baik karena memiliki binding energy dengan MHC terendah dibandingkan dengan epitop lain. Hal ini menunjukkan bahwa ikatan epitop tersebut dan molekul MHC paling kuat. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa epitop tersebut adalah epitop yang paling berpotensi dikembangkan sebagai kandidat antigen vaksin pencegahan tuberkulosis.