Perpustakaan Digital ITB

Kanker serviks merupakan salah satu masalah kesehatan utama pada perempuan. Data Global Cancer Observatory (GCO) tahun 2022 menunjukkan bahwa kanker serviks menempati peringkat keempat penyebab kematian pada perempuan di dunia, dengan sekitar 662.301 kasus baru dan 348.874 kematian. Di Indonesia, kanker serviks menempati urutan kedua setelah kanker payudara dengan 66.271 kasus baru dan lebih dari 36.964 kematian setiap tahunnya. Sebagian besar kasus kanker serviks disebabkan oleh infeksi persisten Human Papillomavirus (HPV) risiko tinggi, terutama tipe 16, 18, 45, dan 52. Kondisi ini menegaskan pentingnya pengembangan strategi terapeutik yang lebih efektif. Vaksin profilaksis yang tersedia (Cervarix, Gardasil, Gardasil 9) terbukti mampu mencegah infeksi HPV baru, tetapi tidak efektif terhadap infeksi yang telah berlangsung. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi potensi protein E1 dan E2 HPV sebagai kandidat vaksin terapeutik multiepitop yang mampu memicu respons imun seluler terhadap infeksi HPV yang telah terjadi. Protein E1 berperan sebagai helikase DNA esensial dengan laju mutasi yang rendah, sedangkan E2 berfungsi sebagai regulator transkripsi yang menekan ekspresi onkoprotein E6 dan E7. Kedua protein ini diekspresikan secara dominan pada tahap awal infeksi HPV dan memiliki peran penting dalam replikasi serta regulasi genetik virus, sehingga menjadikannya target imunoterapeutik yang menjanjikan. Perancangan kandidat vaksin dilakukan melalui pendekatan in silico berbasis reverse vaccinology dan selanjutnya divalidasi antigenisitasnya melalui analisis in vitro. Pendekatan reverse vaccinology diawali dengan prediksi epitop antigenik secara komputasional, kemudian dilakukan penyaringan untuk memastikan bahwa urutan epitop tidak menunjukkan homologi signifikan dengan protein manusia. Prediksi epitop sel T sitotoksik (CTL) mengidentifikasi empat kandidat dengan afinitas pengikatan tinggi terhadap molekul HLA kelas I, sedangkan prediksi epitop sel T helper (HTL) menghasilkan sembilan kandidat dengan afinitas tinggi terhadap HLA kelas II serta potensi induksi sitokin kunci, yaitu IL-2 dan IFN-?. Semua epitop terpilih divalidasi lebih lanjut dan terbukti bersifat antigenik, nonalergenik, serta nontoksik. Kombinasi epitop CTL dan HTL diharapkan dapat memicu aktivasi sinergis sel T CD8? dan CD4?, sehingga memperkuat respons imunitas adaptif terhadap sel yang terinfeksi HPV. Kandidat vaksin multiepitop dirancang dengan peptida penghubung untuk menjaga fleksibilitas dan presentasi epitop yang efisien. Konstruksi akhir terdiri dari 211 residu asam amino dengan massa molekul sekitar 22,7 kDa. Analisis sifat fisikokimia secara in silico menunjukkan bahwa konstruksi vaksin memiliki titik isoelektrik (pI) 9,83, indeks alifatik 74,45 yang mengindikasikan kestabilan termal, serta indeks ketidakstabilan 25,7 yang dikategorikan stabil. Pemodelan struktur tiga dimensi menunjukkan bahwa elemen struktur sekundernya didominasi oleh ?-sheet (42,65%) dan random coil (40,28%), yang memberikan fleksibilitas konformasi pada molekul. Validasi stereokimia menunjukkan bahwa lebih dari 93% residu berada pada wilayah yang disukai dalam plot Ramachandran, mengindikasikan kualitas geometri model yang baik. Nilai Z-score ProSA sebesar ?3,04 berada dalam rentang yang umum untuk protein alami dengan ukuran sebanding, sehingga model yang dihasilkan dapat dianggap memiliki kualitas struktural yang reliabel. Stabilitas dan kekuatan interaksi antara kandidat vaksin multiepitop dan reseptor imun dianalisis menggunakan simulasi dinamika molekul selama 100 ns. Energi bebas pengikatan kompleks kemudian dihitung dengan metode MM/GBSA untuk menilai kekuatan interaksi molekul. Hasil analisis menunjukkan bahwa kompleks vaksin–TLR4 dan vaksin–BCR memiliki energi bebas pengikatan masing-masing sebesar ?66,8 kcal·mol?¹ dan ?82,1 kcal·mol?¹, yang mengindikasikan interaksi kuat dan stabil. Hasil in silico ini menunjukkan bahwa kandidat vaksin multiepitop memiliki potensi imunogenisitas yang baik. Simulasi respon imun menunjukkan pola aktivasi yang konsisten, diawali dengan peningkatan IgM pada fase awal yang kemudian bertransisi menjadi dominasi IgG1 dan IgG2 sebagai tanda terjadinya class switching serta pematangan respon imun adaptif. Aktivasi ini disertai peningkatan populasi sel B memori yang berperan dalam perlindungan jangka panjang dan sel T sitotoksik (CD8?) yang berfungsi mengeliminasi sel terinfeksi HPV. Selain itu, produksi sitokin proinflamasi seperti IFN-?, IL-2, dan TNF-? meningkat secara signifikan, mencerminkan polarisasi respon imun tipe Th1 yang esensial bagi imunitas seluler terhadap infeksi virus maupun sel kanker. Hasil ini sejalan dengan prediksi interaksi kandidat vaksin dengan BCR dan MHC, yang menunjukkan kemampuannya dalam menstimulasi respon humoral dan seluler secara sinergis, sehingga mendukung potensi kandidat vaksin multiepitop berbasis E1/E2 sebagai vaksin terapeutik HPV yang efektif. Kandidat vaksin multiepitop hasil desain kemudian diekspresikan secara in vitro melalui kloning gen kandidat ke plasmid pET30a dan ekspresi pada E. coli ArcticExpress (IPTG 0,5 mM; 10 °C; 20 jam). Selanjutnya kandidat vaksin multiepitop yang diperoleh dimurnikan protein rekombinan dengan kromatografi afinitas Ni-NTA sehingga didapatkan konsentrasi sebesar 819 µg/mL. Uji antigenisitas menggunakan metode indirect ELISA memperlihatkan pengenalan spesifik oleh antibodi primer Anti-HPV16 E1+E4 (Abcam, ab20190) dan antibodi sekunder Rabbit Anti-Mouse IgG H&L (HRP) (Abcam, ab6728) yang ditunjukkan oleh kenaikan absorbansi pada 450 nm. Hasil ini menunjukkan bahwa kandidat vaksin multiepitop dapat mempertahankan sifat antigeniknya setelah diekspresikan pada sistem bakteri. Secara keseluruhan, bukti komputasional yang diperoleh melalui analisis imunoinformatika, pemodelan molekuler, dan simulasi dinamika molekul, serta verifikasi awal secara in vitro, memberikan dukungan kuat terhadap kandidat vaksin multiepitop HPV berbasis protein E1/E2. Hasil penelitian ini telah memberikan landasan ilmiah yang kuat dengan menunjukkan potensi stabilitas dan antigenisitas kandidat vaksin multiepitop berbasis E1/E2, sehingga memperkuat urgensi untuk melanjutkannya ke tahap penelitian uji in vivo dan praklinis dengan pendekatan eksperimental yang lebih komprehensif sebelum menuju uji klinis. Hasil penelitian ini tidak hanya menegaskan potensi kandidat vaksin yang dirancang, tetapi juga dapat membuka jalan bagi pengembangan vaksin terapeutik HPV yang hingga kini belum tersedia secara klinis. Dengan demikian, penelitian ini berperan sebagai langkah awal dalam pengembangan strategi vaksinasi terapeutik untuk pengendalian kanker serviks, serta menjadi landasan bagi studi lanjutan pada tahap pengembangan berikutnya