Perpustakaan Digital ITB

Vaksin mRNA COVID-19 merupakan salah satu jenis vaksin yang masih terus dikembangkan hingga saat ini. Dibandingkan jenis vaksin lainnya, vaksin mRNA memiliki keunggulan dalam aspek keamanan, efikasi, dan proses pengembangan dan produksi yang cepat serta hemat biaya. Vaksin mRNA COVID-19 mengandung materi genetik mRNA yang mengkodekan antigen vaksin, yaitu protein spike SARS-CoV-2. Protein spike (S) merupakan glikoprotein permukaan pada partikel virus SARS-CoV-2 yang berperan dalam pengikatan reseptor di sel inang serta fusi membran sel. Protein S bersifat metastabil?konsekuensi dari suatu protein fusi yang dapat mengubah konformasinya dari prefusi menjadi pascafusi yang penting dalam proses fusi virus. Struktur ini terbentuk melalui serangkaian aktivasi proteolitik protein S yang melibatkan protease furin dan TMPRSS2 yang terjadi saat biosintesis virus dan di permukaan sel inang, secara berurutan. Dalam pengembangan vaksin COVID-19, stabilisasi protein S merupakan strategi utama untuk menghasilkan vaksin yang dapat menginduksi respon imunitas yang kuat. Mutasi pada situs pemotongan furin dan TMPRSS2 protein S dapat dilakukan untuk menurunkan afinitas protein terhadap protease sehingga menghasilkan struktur protein S yang stabil dalam konformasi prefusi. Mutasi R682G dan S813Y yang berada di situs pemotongan furin dan TMPRSS2, secara berurutan, diketahui telah berhasil menurunkan afinitas protein terhadap protease dan memiliki potensi yang lebih tinggi untuk menghasilkan imunitas humoral dan seluler terhadap infeksi SARS-CoV-2. Pada penelitian ini, dilakukan mutagenesis terarah (site-directed mutagenesis) untuk mengubah asam amino urutan 682 dari arginin (R) menjadi glisin (G) serta urutan 813 dari serin (S) menjadi tirosin (Y) yang berada di situs pemotongan furin dan TMPRSS2, secara berurutan, pada DNA pengkode protein spike SARS-CoV-2 ITB. Kedua mutagenesis tersebut masih dilakukan pada DNA pengkode spike yang terpisah. Proses mutagenesis terarah terdiri dari PCR mutagenesis menggunakan primer mutagenik, digesti template DNA non-mutan, dan transformasi ke sel E. coli kompeten untuk perbaikan struktur nicked pada plasmid. Desain dan pengujian primer mutagenik telah dilakukan dalam persiapan PCR mutagenesis. Untuk mendukung penelitian selanjutnya dalam pengembangan kandidat vaksin mRNA COVID-19, dilakukan konstruksi plasmid untuk ekspresi mRNA spike SARS-CoV-2 ITB secara in vitro. Berdasarkan hasil penelitian, primer mutagenik R682G dan S813Y dapat bekerja dan digunakan dalam PCR mutagenesis. Hasil pembacaan DNA pada plasmid hasil mutagenesis terarah menunjukkan bahwa mutasi R682G dan S813Y, masing-masing telah berhasil dilakukan pada DNA pengkode spike SARS-CoV-2 ITB. Konstruk plasmid untuk ekspresi mRNA dirancang menggunakan backbone plasmid pcDNA3.1(+) dan untranslated region (UTR) yang berasal dari urutan DNA gen ?-globin. Mutagenesis pada bagian situs pemotongan furin dan TMPRSS2 yang merupakan daerah aktivasi proteolitik protein dapat dimanfaatkan sebagai strategi stabilisasi protein fusi untuk vaksin infeksi penyakit lainnya.