Perpustakaan Digital ITB

Rotavirus merupakan penyebab utama gastroenteritis pada bayi dan balita. Setiap tahunnya, rotavirus menyebabkan sekitar 200.000 kematian pada anak-anak di seluruh dunia. Dua live attenuated rotavirus vaccine telah dipasarkan dan direkomendasikan oleh WHO untuk digunakan pada program imunisasi rutin Meskipun kedua live attenuated rotavirus vaccine tersebut menjanjikan, akan tetapi pengembangan masih terus dilakukan untuk menghasilkan vaksin rotavirus dengan tingkat keamanan yang lebih baik. Salah satu jenis vaksin yang menjanjikan untuk dikembangkan adalah vaksin DNA. Pengembangan vaksin DNA rotavirus perlu memperhatikan bagian dari protein virus yang dapat menimbulkan respon imun. Diantara sejumlah protein struktural yang dimiliki oleh rotavirus, protein VP6 berpotensi untuk digunakan dalam pengembangan vaksin DNA karena bersifat imunogenik dan mengandung epitop lestari yang tersebar di rotavirus group A, sehingga diharapkan dapat memberikan heterotypic protection. Penargetan vaksin DNA pada daerah MALT (mucosa-associated lymphoid tissue) diketahui dapat mengoptimalkan respon imun yang dihasikannya terhadap rotavirus. Pada penelitian ini dilakukan pengembangan vaksin DNA rotavirus yang mengandung gen pengkode protein VP6 dari rotavirus manusia strain RV4 yang dapat menginduksi respon imun. Vaksin DNA yang telah dihasilkan dienkapsulasi oleh nanopartikel kitosan, sehingga dapat diberikan secara oral. Konstruksi vaksin DNA dilakukan dengan menyisipkan gen VP6 pada vektor ekspresi pVAX1 untuk menghasilkan pVAX1-VP6. Karakterisasi plasmid rekombinan pVAX1-VP6 dilakukan dengan menggunakan PCR dan sequencing untuk memverifikasi plasmid yang diperoleh. Analisis epitop VP6 secara in silico dilakukan untuk melihat fragmen peptida yang dapat berikatan dengan MHC I dan MHC II. Untuk melihat apakah plasmid rekombinan pVAX1-VP6 yang dihasilkan dapat diekspresikan pada sel mamalia, maka dilakukan uji ekspresi pada sel Vero. Plasmid rekombinan pVAX1-VP6 dienkapsulasi dengan nanopartikel kitosan dan dilakukan uji karakterisasi yang meliputi penentuan ukuran partikel, zeta potensial, entrapment efficiency, morfologi, serta kemampuan internalisasi dan ekspresi nanopartikel pada sel Vero. ii Analisis hasil sequencing menunjukkan bahwa gen VP6 HRV RV4 memiliki homologi sebesar 98% dengan gen VP6 HRV G1P[8] (GenBank no. JN258858.1), sedangkan protein VP6 HRV RV4 memiliki homologi sebesar 99% dengan protein VP6 HRV G1P[8] (GenBank no. AEK69541.1). Hasil alignment asam amino dari protein VP6 HRV RV4 dengan VP6 HRV G1P[8] menunjukkan bahwa terdapat tiga point mutation (T246I, H316Y, dan I385V) yang secara in silico diprediksi tidak memberikan perubahan pada struktur 3D protein VP6. Analisis epitop secara in silico menunjukkan bahwa protein VP6 mengandung epitop lestari yang dapat berikatan dengan MHC I dan MHC II, serta berpotensi menginduksi heterotypic protection. Point mutation yang terjadi diketahui berada pada daerah epitop yang mengindikasikan bahwa mutasi tersebut dapat mempengaruhi imunogenisitas dari protein VP6. Mutasi T246I meningkatkan probabilitas pengikatan epitop pada molekul MHC secara signifikan dibandingkan dengan dua mutasi lainnya. Hal ini diprediksi akibat interaksi hidrofobik yang terjadi antara Ile246 dari protein VP6 dengan Val67 dari HLA-A*11:01. Hasil ekspresi pVAX1-VP6 pada sel Vero menunjukkan bahwa protein VP6 dapat dideteksi pada jam ke-24 hingga jam ke-120 pasca transfeksi, namun ekspresi mulai mengalami penurunan pada jam ke-96 pasca transfeksi. Enkapsulasi plasmid pVAX1-VP6 dengan kitosan menghasilkan nanopartikel NP–pVAX1-VP6 dengan nilai entrapment efficiency lebih dari 99%. Nanopartikel yang dihasilkan berbentuk spheric, berukuran 200 nm, dan bermuatan positif. Hasil uji ketahanan NP–pVAX1-VP6 terhadap degradasi nuklease (Dnase I) menunjukkan bahwa enkapsulasi kitosan dapat melindungi plasmid dari nuklease. Hasil uji TEM dan immunofluoresence menunjukkan bahwa NP–pVAX1-VP6 dapat terinternalisasi dan terekspresi di dalam sel Vero. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa protein VP6 hasil ekspresi berada di sitoplasma yang mengindikasikan antigen ini dapat diproses dan dipresentasikan melalui jalur MHC I maupun MHC II, sehingga dapat menginduksi respon imun selular maupun humoral. Keseluruhan hasil penelitian menunjukkan bahwa vaksin DNA rotavirus VP6 yang dikembangkan berpotensi untuk menginduksi respon imun selular dan humoral, serta memungkinkan untuk diberikan secara oral karena dienkapsulasi oleh nanopartikel kitosan.