Penyakit gagal jantung membutuhkan diagnosis awal sedini mungkin untuk
mencegah kematian pasien. Protein NT-proBNP merupakan biomarker yang stabil
dalam darah dan dapat digunakan untuk mendeteksi gagal jantung secara spesifik.
Kit diagnostik untuk protein NT-proBNP yang tersedia masih berbasis antibodi, di
sisi lain, penggunaan aptamer sebagai bioreseptor menawarkan keunggulan dalam
hal biaya produksi dan kestabilannya dibandingkan antibodi. Sekuens aptamer
DNA yang menargetkan protein NT-proBNP dari studi sebelumnya masih memiliki
kekurangan, hal ini terlihat pada studi awal interaksi molekuler aptamer tersebut
yang menunjukkan adanya bagian struktur yang tidak berkontribusi dalam
pembentukan kompleks dengan NT-proBNP. Penelitian ini bertujuan untuk
mengoptimasi sekuens aptamer agar diperoleh susunan oligonunkleotida baru yang
dapat berinteraksi secara lebih kuat dan stabil dengan NT-proBNP tanpa adanya
struktur nonesensial. Metode penelitian meliputi optimasi sekuens aptamer melalui
modifikasi secara komputasi, evaluasi in silico, serta eksperimen in vitro untuk
konfirmasi. Aptamer SELEX dioptimasi dengan pemotongan sekuens dan mutasi
acak basa nukleotida berdasarkan kemiripan struktur sekunder. Kekuatan interaksi
dievaluasi oleh skor penambatan molekuler sedangkan kestabilan kompleks melalui
simulasi dinamika molekuler. Metode uji kolorimetri berbasis agregasi AuNP
digunakan untuk konfirmasi hasil secara in vitro. Peningkatan kekuatan pengikatan
aptamer terhadap NT-proBNP ditunjukkan oleh semakin negatifnya skor
penambatan molekuler (?68,8 ± 24,1 menjadi ?91,1 ± 5,5) dan energi pengikatan
bebas MM/GBSA (?538,5 ± 67,7 kJ/mol menjadi ?580,1 ± 53,3 kJ/mol).
Analisis kestabilan struktural dan energi sepanjang 50 nanodetik waktu simulasi
menunjukkan aptamer hasil hasil optimasi membentuk interaksi yang lebih stabil
dalam berikatan dengan NT-proBNP. Setelah sebelumnya dilakukan optimasi
kondisi pengujian (50 mM NaCl, 0,5 ?M aptamer hasil SELEX, dan 5 ?M aptamer
hasil optimasi in silico), sensor kolorimetri berbasis uji agregasi AuNP
menunjukkan nilai batas deteksi NT-proBNP dari aptamer hasil optimasi in silico
(0,5 ng/mL) lebih rendah dibandingkan aptamer yang dihasilkan SELEX (2,3
ng/mL). Penelitian ini berhasil meningkatkan performa aptamer dalam mendeteksi
NT-proBNP melalui optimasi sekuens in silico sehingga dapat digunakan untuk
meningkatkan performa dari aptamer DNA untai tunggal dengan target protein.