Perpustakaan Digital ITB

Kanker payudara merupakan jenis kanker paling umum ditemui di Indonesia dengan 66.271 (16,2%) kasus baru pada tahun 2022. Perawatan dan pengobatan konvensional seperti operasi pembedahan, radioterapi, dan kemoterapi telah dilakukan dalam upaya penanganan kanker payudara. Akan tetapi, pengobatan tersebut memiliki risiko toksisitas yang tinggi dan efisiensi yang rendah. Karena hal tersebut, berbagai studi telah dilakukan untuk mencari alternatif dalam perawatan serta pengobatan kanker payudara, salah satunya melalui imunoterapi dengan penggunaan vaksin berbasis peptida seperti vaksin multiepitop. Vaksin multiepitop ini dapat berpotensi sebagai kandidat vaksin yang kuat karena menggabungkan berbagai epitop imunogen. Protein human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) dan carcinoembryonic antigen related cell adhesion molecule 6 (CEACAM6) dapat dijadikan sebagai target dalam pengembangan vaksin kanker payudara HER2 positif karena ekspresinya yang berlebih. Meskipun HER2 telah dipelajari secara ekstensif sebagai target vaksin, CEACAM6 masih kurang dieksplorasi. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan didesain kandidat vaksin terapeutik multiepitop dari protein HER2 dan CEACAM6 untuk kanker payudara secara in silico melalui pendekatan imunoinformatik. Kandidat vaksin akan diseleksi berdasarkan epitop yang non-toksik, non-alergen, serta bersifat imunogen, diuji sifat fisikokimia, interaksi dengan sel imun, serta diprediksi kontruksi plasmidnya. Berdasarkan analisis level ekspresi gen, gen ERBB2 (HER2) dan CEACAM6 ditemukan dalam ekspresi yang tinggi pada kanker payudara HE2+ dibanding sub-tipe lainnya. Dari protein tersebut dibuat dua kandidat vaksin berdasarkan hasil seleksi menggunakan web yang berbeda. Vaksin 1 didesain berdasarkan web NetMHCPan yang memiliki 2 epitop CTL dan 5 epitop HTL, sementara vaksin 2 dibuat berdasarkan web IEDB dengan 5 epitop CTL dan 12 epitop HTL. Masing-masing epitop CTL ini dihubungkan oleh linker AAY dan epitop HTL oleh linker GPGPG. Kombinasi epitop-epitop kandidat vaksin tersebut mampu mencakup sebesar 95,76% untuk populasi Indonesia pada vaksin 1 dan 100% pada vaksin 2. Kedua desain vaksin memiliki sifat kelarutan yang baik dengan sel inang yang cocok untuk proses ekspresi pada E. coli dan urutan yang bebas dari fitur protein transmembran. Struktur sekunder dan tersier hasil pemodelan dari setiap kandidat vaksin didominasi oleh coil dan sheet. Tidak adanya struktur yang membentuk heliks terjadi karena vaksin memiliki beberapa residu prolin yang bersifat sebagai helix breaker. Dari struktur 3D vaksin ini, diidentifikasi sebanyak 5 epitop sel B linear dan 5 epitop sel B diskontinu untuk vaksin 1. Sementara pada vaksin 2 terdapat 9 epitop sel B linear dan 6 sel B diskontinu. Simulasi penambatan dan dinamika molekul terhadap vaksin dengan TLR-4 dilakukan untuk mengevaluasi stabilitas serta interaksi dengan reseptor. Berdasarkan studi dinamika molekul, vaksin 1 memiliki kestabilan struktur yang lebih baik dibandingkan vaksin 2, tetapi secara termodinamika keduanya memiliki energi yang hampir setara. Perhitungan MM-GBSA menghasilkan energi bebas ikatan sebesar –153,69 ± 21,75 kkal/mol pada vaksin 1 dan –145,30 ± 22,83 kkal/mol pada vaksin 2. Namun, vaksin 2 memiliki kestabilan energi lebih baik pada kondisi tersolvasi dibanding vaksin 1. Hasil simulasi sistem imun kedua vaksin menunjukkan kemampuan dalam memicu respons imun humoral dan seluler, serta keduanya berpotensi sebagai agen terapeutik dalam pengobatan kanker payudara. Meskipun keduanya memiliki potensi, vaksin 2 diprediksi dapat menginduksi respons imun lebih kuat dibanding vaksin 1. Kedua vaksin berhasil dilakukan kloning secara in silico ke dalam plasmid pET-30a(+) dengan sisi retriksi NdeI dan HindIII dan diprediksi memiliki ekspresi yang baik pada E. coli. Oleh karena itu, secara keseluruhan vaksin 2 dapat menjadi kandidat kuat yang berpotensi sebagai vaksin multiepitop terapeutik untuk kanker payudara HER2+. Berdasarkan temuan tersebut, perlu dilakukan studi lebih lanjut terkait ekspresi protein, kestabilan, keamanan, serta efektivitas kandidat vaksin berdasarkan studi in vitro dan in vivo.