Perpustakaan Digital ITB

Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) merupakan virus yang menyebabkan pandemi coronavirus disease (COVID-19) di seluruh dunia. Pandemi tersebut menyebabkan jutaan kematian serta terganggunya perekonomian dan interaksi sosial dari masyarakat. Walaupun WHO telah mendeklarasikan bahwa COVID-19 bukan lagi menjadi Public Health Emergency Internal Concern (PHEIC), vaksinasi masih perlu dilakukan sebagai bentuk pencegahan terhadap infeksi varian baru dari SARS-CoV-2. Penelitian ini bertujuan untuk merancang vaksin multiepitop berbasis mRNA dari protein spike dan nukleokapsid SARS-CoV-2 melalui pendekatan reverse vaccinology serta melakukan subkloning antara vektor backbone pcDNA3.1(+)-UTR dengan gen insert Spike untuk menentukan jika backbone yang dirancang dapat digunakan untuk backbone dari konstruksi kandidat vaksin mRNA multiepitop. Sekuens nukleotida whole genome SARS-CoV-2 didapatkan dari database GISAID sebanyak 20,576 sekuens. Sekuens protein spike dan nukleokapsid yang didapatkan dari hasil translasi kemudian digunakan dalam prediksi epitop B linear limfosit (LBL), T sitotoksik limfosit (CTL), dan T helper limfosit (HTL). Epitop-epitop yang didapatkan diseleksi berdasarkan antigenisitas, imunogenisitas, kemampuan induksi IFN-?, alergenisitas, toksisitas, kelestarian, karakteristik fisikokimia, serta cakupan populasi dunia dan Indonesia. Epitop terpilih kemudian digunakan dalam analsis docking molekuler terhadap molekul MHC kelas I dan kelas II serta digunakan dalam konstruksi vaksin multiepitop. Struktur tersier (3D) tervalidasi dari konstruksi kandidat vaksin terpilih kemudian digunakan dalam docking molekuler dengan TLR4. Berdasarkan prediksi dan seleksi, didapatkan empat epitop LBL, tiga epitop CTL, dan lima epitop HTL. Epitop CTL dan HTL terpilih menunjukkan afinitas pengikatan yang baik terhadap molekul MHC. Epitop-epitop tersebut kemudian saling dihubungkan dengan linker serta ditambahkan sekuens PADRE pada bagian N dan C-terminal konstruksi. Konstruksi tersebut memiliki panjang 257 aa serta mayoritas terdiri dari struktur coil (61,87%). Hasil validasi berdasarkan ERRAT score, Verify 3D, plot Ramachandran, dan z-score didapatkan secara berturut-turut adalah 76,92, 85,99%, 91,9%, dan -6,01. Dalam analisis docking molekuler, interaksi yang terjadi antara konstruksi kandidat vaksin dengan TLR4 berlangsung secara spontan dengan afinitas pengikatan -19,3 kcal/mol. Subkloning berhasil dilakukan dengan dihasilkannya pita dengan panjang ~3,8 (insert) dan ~5,7 kb (vektor) sehingga pcDNA3.1(+)-UTR dapat digunakan sebagai backbone dari konstruksi kandidat vaksin mRNA multiepitop. Dari penelitian ini didapatkan konstruksi kandidat vaksin mRNA yang diharapkan dapat memberikan proteksi terhadap infeksi dari berbagai varian SARS-CoV-2.