Perpustakaan Digital ITB

Vaksin berbasis messenger RNA (mRNA) merupakan salah satu kemajuan baru dalam dunia kesehatan dalam melawan berbagai penyakit. Salah satu tahapan pada produksi vaksin ini adalah kultivasi sistem ekspresi untuk menghasikan plasmid DNA yang kemudian digunakan, sebagai template proses transkripsi mRNA secara in vitro. Salah satu tantangan pada kultivasi E. coli rekombinan dalam proses produksi vaksin mRNA, adalah stabilitas DNA plasmid, sehingga dibutuhkan penggunaan antibiotik selama proses kultivasi. Residu antibiotik yang terdapat pada sisa medium kultivasi dapat mendorong berkembangnya bakteri yang resisten terhadap antibiotik. Selanjutnya, penghilangan antibiotik pada proses pengolahan limbah sangat sulit. Pada penelitian ini, dilakukan kajian tentang stabilitas plasmid E. coli TOP10 rekombinan plasmid pcDNA3.1(+)UTR_Spike pada medium yang mengandung dan tidak mengandung antibiotik (ampisilin). Berdasarkan hal itu dilakukan penentuan laju pertumbuhan dan subkultur E. coli TOP10 rekombinan selama 36 generasi pada medium Terrific Broth (TB) yang mengandung ampisilin dan yang tidak mengandung ampisilin. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa E. coli TOP10 rekombinan plasmid pcDNA3.1(+)UTR_Spike yang ditumbuhkan pada medium TB menunjukan periode fase lag yang sangat singkat (1-2 jam) dan bakteri tersebut berada pada fase eksponesial hingga jam ke 10. Berdasarkan hal ini maka subkultur dilakukan pada jam ke-8. Selanjutnya, dari percobaan ini diketahui bahwa E. coli TOP10 rekombinan pcDNA3.1(+)UTR_Spike yang ditumbuhkan pada medium TB memiliki laju pertumbuhan maksimum sebesar 0,31/jam. Konsentrasi DNA plasmid pada E. coli Top 10 rekombinan pcDNA3.1(+)UTR_Spike yang ditumbuhkan pada medium TB yang mengandung ampisilin secara signifikan lebih tinggi (3112,23 ng DNA plasmid/mg DCW E. coli Rekombinan) dibandingkan dengan konsentrasi plasmid pada E. coli rekombinan yang ditumbuhkan pada medium TB yang tidak mengandung ampisilin (1780,1 ng DNA plasmid/mg DCW E. coli Rekombinan). Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju pertumbuhan sel lebih cepat pada medium tanpa penambahan ampisilin, sementara jumlah salinan plasmid (plasmid copy number) lebih tinggi pada medium yang mengandung ampisilin. Pada medium tanpa antibiotik, tidak terjadi seleksi sehingga E. coli tanpa plasmid dapat tumbuh lebih cepat karena beban metaboliknya lebih rendah. Sebaliknya, pada medium dengan ampisilin terjadi seleksi awal yang memungkinkan hanya E. coli berplasmid yang bertahan dan berkembang. Temuan ini memperlihatkan bahwa produksi plasmid tetap dapat dilakukan tanpa penggunaan antibiotik dengan cara yang lebih aman dan ramah lingkungan.