Pengembangan Antibodi Poliklonal Immunoglobulin Y (IgY) Spesifik Terhadap Antigen Peptida Multiepitop SARS-CoV-2 dari Kuning Telur Ayam TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh KATERINA NAISANU NIM: 21121030 (Program Studi Magister Bioteknologi) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG MEI 2024 i ABSTRAK Pengembangan Antibodi Poliklonal Immunoglobulin Y (IgY) Spesifik Terhadap Antigen Peptida Multiepitop SARS-CoV-2 dari Kuning Telur Ayam Oleh Katerina Naisanu NIM: 21121030 (Program Studi Magister Bioteknologi) Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) adalah penyebab utama pandemi Coronavirus disease-2019 (COVID-19) yang mempengaruhi kehidupan jutaan orang diseluruh dunia dengan tingkat infektivitas dan kematian yang tinggi. Salah satu cara mendeteksi SARS-CoV-2 untuk pengujian awal adalah dengan Rapid Diagnostic Test (RDT) yang menggunakan antibodi spesifik untuk mengikat virus SARS-CoV-2 tersebut. Umumnya digunakan IgG dari mamalia sebagai antibodi spesifik untuk mengikat antigen target pada RDT yang dikembangkan, namun untuk mengembangkannya diketahui memerlukan waktu yang cukup lama dengan biaya yang tinggi. Oleh karena itu, diperlukan pedekatan metode yang lebih efisien dan ekonomis dengan dikembangkannya poliklonal IgY dari kuning telur ayam. Selain itu, penggunaan antigen untuk imunisasi juga berpengaruh pada imunogenisitas antibodi sehingga pada penelitian ini digunakan antigen yang didesain dari protein S dan NSP3 SARS-CoV-2 yaitu Peptida multiepitop SARS- CoV-2 yang dapat menginduksi sistem imun humoral dan seluler inang. Sebanyak empat ekor ayam yang diimunisasi secara intramuskular menggunakan antigen Peptida multiepitop SARS-CoV-2 dan sebagai kontrol digunakan satu ekor ayam yang tidak diimunisasi. IgY diisolasi dari telur ayam dan kemudian dikarakterisasi lebih lanjut menggunakan metoda SDS-PAGE. Pengujian antigenisitas dari IgY dilakukan dengan metoda ELISA menggunakan antigen Peptida multiepitop SARS- CoV-2 dan sampel pasien positif COVD-19. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pita protein terduga IgY teramati pada gel SDS-PAGE dengan dua berat molekul yang berbeda yaitu heavy chain (H) pada ukuran sekitar 68 kDa dan light chain (L) pada ukuran 25 kDa. Hasil uji ELISA menunjukkan IgY anti Peptida multiepitop dapat mengenali antigen Peptida multiepitop SARS-CoV-2, jika dibandingkan dengan IgY kontrol (IgY dari ayam yang tidak imunisasi) (p<0,05). Sementara itu, hasil pengujian poliklonal IgY anti Peptida multiepitop dengan sampel pasien positif COVID-19 pada variasi konsentrasi (1:100; 1:1000; 1:10.000) menunjukkan nilai ii rata-rata dengan signifikansi (p<0,05), namun diketahui bahwa poliklonal IgY anti Peptida multiepitop yang dikembangkan ini masih perlu dilakukan uji sistem ELISA lebih lanjut dikeranakan titer hasil uji masih dibawah limit deteksi sehingga perlu dilakukannya pengujian lebih lanjut pada sampel pasien positif COVID-19. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa pengembangan antibodi poliklonal immunoglobulin Y (IgY) anti Peptida multiepitp berhasil dikembangkan, namun perlu dilakukan uji lebih lanjut pada pengenalan antibodi poliklonal IgY anti Peptida multiepitop SARS-CoV-2 terhadap sampel pasien positif COVID-19 untuk memastikan potensinya dalam pengembangan Rapid Diagnostic Test (RDT). Keywords: SARS-CoV-2, epitop-epitop imunodominant, Peptida multiepitop SARS- CoV-2, poliklonal IgY, Rapid Diagnostic Test iii ABSTRACT Development of Polyclonal Immunoglobulin Y (IgY) Antibodies Targeting SARS-CoV-2 Multi-Epitope Antigen From Chicken Egg Yolk Oleh Katerina Naisanu NIM: 21121030 (Program Studi Magister Bioteknologi) Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) is the primary cause of the Coronavirus disease-2019 (COVID-19) pandemic that affects the lives of millions of people around the world with high infectivity and mortality rates. One way to detect SARS-CoV-2 for initial testing is with a Rapid Diagnostic Test (RDT) that uses specific antibodies to bind the SARS-CoV-2 virus. Generally, IgG from mammals is used as a specific antibody to bind the target antigen in the RDT developed, but it is known to take a long time to develop at a high cost. Therefore, a more efficient and economical method is needed with the development of polyclonal IgY from chicken egg yolk. In addition, the use of antigens for immunization also affects the immunogenicity of antibodies so that in this study antigens designed from SARS-CoV-2 protein S and NSP3 were used, namely SARS-CoV-2 multi-epitope peptides that can induce the host humoral and cellular immune systems. Four chickens were immunized intramuscularly using the SARS-CoV-2 multi-epitope peptide antigen and one chicken was used as control, which was not immunized. IgY was isolated from chicken eggs and then further characterized using SDS-PAGE method. Antigenicity testing of IgY was carried out by ELISA method using SARS- CoV-2 multi-epitope peptide antigen and COVD-19 positive patient samples. The results showed that the suspected IgY protein bands were observed on SDS-PAGE gels with two different molecular weights, namely heavy chain (H) at a size of about 68 kDa and light chain (L) at a size of 25 kDa. ELISA test results showed that IgY anti multiepitope peptides can recognize SARS-CoV-2 multiepitope peptide antigens, when compared to control IgY (IgY from non-immunized chickens) (p<0.05). Meanwhile, the results of testing polyclonal IgY anti-multiepitope peptides with COVID-19 positive patient samples at various concentrations (1:100; 1:1000; 1:10,000) showed an average value with significance (p<0.05), but it is known that the developed polyclonal IgY anti-multiepitope peptides still need to be tested further iv ELISA system because the titer of the test results is still below the detection limit so further testing is needed on positive COVID-19 patient samples. Thus it can be concluded that the development of immunoglobulin Y (IgY) polyclonal antibodies against multiepitope peptides has been successfully developed, but further tests need to be carried out on the introduction of IgY polyclonal antibodies against SARS-CoV- 2 multiepitope peptides to positive patient samples of COVID-19 to ensure its potential in the development of a Rapid Diagnostic Test (RDT). Keywords: SARS-CoV-2, immunodominant epitope, SARS-CoV-2 multi-epitope peptide, polyclonal IgY, Rapid Diagnostic Test v Pengembangan Antibodi Poliklonal Imunoglobulin Y (IgY) Spesifik Terhadap Antigen Peptida Multiepitop SARS-CoV-2 dari Kuning Telur Ayam Oleh Katerina Naisanu NIM:21121030 (Program Studi Magister Bioteknologi) Institut Teknologi Bandung Menyetujui, Bandung, Mei 2024 Pembimbing (Azzania Fibriani, Ph.D).