Perpustakaan Digital ITB

Tuberkulosis (TB) merupakan penyakit yang disebabkan oleh infeksi bakteri Mycobacterium tuberculosis. Saat ini, Indonesia menjadi negara penyumbang kasus TB terbanyak kedua di dunia. Tes antigen telah menjadi salah satu opsi terbaik dalam mitigasi TB karena kemampuannya dalam mendeteksi penyakit secara cepat dan murah sehingga sesuai untuk negara berkembang dengan jumlah kasus yang tinggi seperti Indonesia. Akan tetapi, metode tersebut masih memiliki kendala dalam penggunaan sampel sputum yang tidak dapat diaplikasikan pada kasus infeksi tertentu (TB laten, anak, dan komorbid HIV) serta rendahnya sensitivitas tes. Sejauh ini, antibodi poliklonal dikembangkan untuk meningkatkan sensitivitas deteksi TB. Namun, proses produksi antibodi tersebut membutuhkan tahapan panjang, cross-reactive tinggi, serta kualitas yang bervariasi di setiap batch. Oleh karena itu, dibutuhkan tes antigen dengan spektrum yang lebih luas sehingga dapat diaplikasikan pada berbagai sampel dan kasus infeksi, tetapi tetap spesifik dengan proses produksi yang lebih singkat dan konsisten. Pada penelitian ini dilakukan desain antibodi multispesifik terhadap dua antigen target (PstS1 dan LAM) yang dapat diekspresikan pada sistem prokariot. Studi in silico dimulai dengan mendesain antibodi menggunakan abYsis untuk mengidentifikasi daerah CDR (Complementary Determining Region) pada sekuens Fragmen Variabel (Fv) antiPstS1 dan antiLAM. Urutan yang telah dianotasi kemudian dimodelkan strukturnya menggunakan AbodyBuilder2. Setelah itu, Fv antibodi dianalisis Molecular Docking menggunakan ClusPro 2.0 dan Autodock VINA dan dilakukan structural editing dengan bantuan Chimera 1.16. Penilaian kualitas model struktur 3D protein dilakukan menggunakan MolProbity, structural refinement menggunakan Rosetta Common 3.13, dan visualisasi menggunakan PyMol 2.5.4. Karakterisasi sifat biokimia dan biofisika dilakukan melalui Expasy ProtParam dan AbodyBuilder2. Optimasi kodon menggunakan Jcat dan kloning secara in silico menggunakan SnapGene. Selanjutnya, akan dilakukan kloning plasmid hasil sintesis secara in vitro melalui tranformasi dengan metode kejut panas. Dari hasil desain, didapatkan antibodi multispesifik yang terdiri atas dua Fv berbeda, fragmen konstan kappa untuk light chain, dan fragmen konstan IgG1 dengan mutasi Knob into Hole untuk heavy chain. Analisis molecular docking menunjukkan bahwa interaksi antibodi-antigen berlangsung secara spontan pada daerah CDR dengan afinitas pengikatan -9,9 kcal/mol terhadap PstS1 dan -3,3 kcal/mol terhadap LAM. Analisis Karakteristik biokimia dan biofisika menunjukkan bahwa antibodi bersifat termostabil, hidrofilik, dan memiliki titik isoelektrik 8,24 yang menandakan bahwa antibodi dapat diaplikasikan pada berbagai sampel klinis dan diproduksi di sitoplasma. Namun, terdapat dua aggregation hotspots pada daerah CDR sehingga perlu dilakukan optimasi pH serta penambahan antioksidan pada proses fermentasi dan preservasi. Rancangan kloning secara in silico berhasil dilakukan pada sistem E. coli menggunakan vektor ekspresi pET21b(+) dan dihasilkan dua plasmid (7419 bp dan 7398 bp) yang memiliki Ribosome Binding Site di setiap rantai serta His-tag. Plasmid hasil desain berhasil dikloning in vitro pada E. coli Origami B (DE3). Penelitian ini menunjukan bahwa antibodi hasil desain berpotensi dijadikan sebagai komponen deteksi infeksi M. tuberculosis dan diperlukan optimasi untuk produksi secara in vitro.