Beberapa coronavirus dapat menginfeksi manusia, dan penyakitnya dapat berkisar dari kondisi ringan seperti flu biasa yang disebabkan oleh HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-HKU1, dan HCoV-OC43) hingga penyakit parah atau bahkan kematian penyebabnya adalah MERS-CoV, SARS- CoV dan COVID-19 (Huang et al., 2020a); Dandekar dan Perlman, 2005). Patogenesis penyakit SARS-CoV-2 mungkin disebabkan oleh infeksi virus langsung yang mengakibatkan disregulasi sitokin, atau koagulopati (Cevik et al., 2020). Pada SARS-CoV-2 antibodi terhadap protein S bersifat protektif, tetapi sel T CD8+ bertanggung jawab atas sindrom gangguan pernapasan akut, kegagalan multi-organ, dan cedera jantung (Zheng et al., 2020). ACE2 dan dipeptidyl peptidase 4 adalah dua reseptor dan transduser COVID-19 yang terlibat dalam proses fisiologis normal seperti mempertahankan homeostasis glukosa, fisiologi ginjal dan kardiovaskular, dan mengatur peradangan. Oleh karena itu, setiap gangguan pada reseptor ini menyebabkan banyak gangguan fisiologis di banyak organ (Valencia et al., 2020).
Berdasarkan analisis urutan genom lengkap, adanya evolusi SARS-CoV 2 dibandingkan dengan SARS coronavirus (SARSr-CoV RaTG13) kelelawar adalah 96,00%. Hal ini menunjukkan bahwa SARS-CoV-2 mungkin berasal dari kelelawar. Coronavirus berdiameter 80 hingga 120 nm. Permukaan virion terdiri dari tiga protein: spike (S), membran (M), dan protein membran envelop (E), yang menampakan virus seperti mahkota jika diamati di bawah mikroskop elektron. Poliprotein ORF1ab, yang ditemukan di lima ujung utama genom virus, dikode 15 atau 16 protein non-struktural. Ini menyumbang dua pertiga dari proteom virus. Selain protein struktural dan non-struktural, beberapa protein aksesori ditemukan, termasuk ORF7b, ORF3a, orf7a, ORF8, ORF10, dan ORF6 (Chan et al., 2020a; Zhang et al., 2020). Gen non-struktural ORF1ab, yang meliputi ORF1a dan ORF1b, merupakan komponen gen paling signifikan dari SARS-CoV-2. Protease seperti papain (PLpro) dan juga Protease 3C dapat membelah (clavage) ORF1ab (3CLpro). Selain itu, banyak protein non-struktural (NSP1-NSP16) dipecah dari ORF1ab.
Analisis dan konstruksi epitope sel BORF1ab dengan TLR3 dilakukan dengan pendekatan bioinformatik (molecular docking). Pertama poliprotein ORF1ab dipasangkan dengan toll-like receptor-3 (TLR3) menggunakan server web Cluspro. 2 untuk analisis interaksi pengikatan ligan-reseptor, yang menghasilkan sepuluh model docking yang berbeda. Dipilihnya model-0 untuk penelitian ini karena memiliki anggota cluster paling banyak (159) dan energi terendah (-603,4 kkal/mol). Kedua analisis server web PDMsum tentang hasil docking molekuler mengungkapkan interaksi yang signifikan. Ini menunjukkan bahwa luas permukaan konstruksi ORF1ab adalah 872(Å2), sedangkan TLR3 memiliki 749 (Å2). Ketiga interaksi tersebut mengungkapkan tujuh jembatan garam 127 kontak tidak terikat. Karena ikatan hidrogen sangat penting untuk pembentukan dan stabilitas vaksin, desainnya mencakup 15 ikatan hidrogen antara rantai-9 (vaksin) dan rantai A (reseptor).
Sebelum 2019, enam jenis virus corona telah diidentifikasi berpotensi menjadi patogen bagi manusia. Namun, strain ketujuh SARS-CoV-2 ditemukan di Wuhan, China, pada Desember 2019). Sekitar 214,27 juta kasus terkonfirmasi COVID-19, dengan 4,27 juta kematian, telah dilaporkan oleh WHO sejak Januari 2020 (WHO, 2021). Oleh karena itu mencari solusi definitif untuk mengelola infeksi COVID-19 adalah kebutuhan mendesak. Vaksinasi adalah cara yang efektif untuk mencegah penyebaran Covid-19, tetapi pengembangan vaksin itu mahal. Beban ini dapat dikurangi dengan menggunakan teknik viroinformatika dan mencari cara untuk memproduksi vaksin subunit menggunakan seluruh genom dan proteom virus.
Penelitian saat ini didasarkan pada tiga isolat Surabaya B.1.465 yang dihasilkan di RCVTD-ITD Universitas Airlangga Surabaya dari swab nasofaring pasien Covid-19. Tetapi berdasarkan karakterisasi SARS-CoV-2 dan proteinnya baru-baru ini dipublikasikan oleh peneliti diberbagai negara lain bahwa SARS-CoV-2 memiliki berbagai resistensi karena tingkat mutasi yang tinggi dalam genomnya, oleh karena itu protein virus SARS-CoV-2 menjadi fokus utama penelitian ini.
Berasarkan nalisis filogenetik menjelaskan sejarah evolusi dan hubungan antar organisme Hubungan filogenetik isolat Surabayaya dilakukan dengan menggunakan software Mega 11 dengan metode Neighbor-Joining. Jarak evolusioner dihitung menggunakan metode Maximum Composite Likelihood. Hasilnya terbukti bahwa isolat Surabaya RSDS-RCVTD-UNAIR-42-A sangat dekat dengan isolat Pakistan JRCGR-KHI13/2020, dan isolat Bangladesh BCSIR-DU-16/2020. Dua isolat Surabaya lainnya, RSDS-RCVTD-UNAIR-54-A dan RSDS-RCVTD-UNAIR-49-A/2021, dekat dengan isolat Mesir MASRI-11/2020 dan isolat Pakistan RCGR-KHI25/2020. Garis keturunan SARS-CoV-2 yang sama B.1.465 beredar di India, Amerika Utara, Prancis, Hongkong, Afrika, Spanyol, Italia, Finlandia, Jerman, Inggris (GISAD, 2021).
SARS-CoV-2 memiliki berbagai resistensi karena tingkat mutasi yang tinggi pada genomnya. Oleh karena itu, protein yang menyelimuti virus menjadi target penelitian ini. Studi Ini berfokus pada tiga bentuk fusi protein SARS-CoV-2 struktural untuk menemukan protein imunogenik terbaik untuk memicu respons imun humoral dan seluler.
Bersarkan hasil penelitian ini, virus SARS-CoV-2 terus bermutasi. Mutasi ini adalah penghalang paling signifikan untuk mengembangkan vaksin yang efektif untuk memerangi infeksi COVID-19. Melalui pendekatan bioinformatika, epitop sel B yang diprediksi, antigenik, non-alergi, tidak beracun adalah dengan susunan asam amino KNGNKGA-GGHSYGADLKSFDLGDELGTDPYEDFQENWNTKHSSGV, DRDAAMQRK, dan GSYKDWSYSGQSTQL menginduksi respon imun humoral, sementara poliprotein ORF1ab dapat menimbulkan respons imun seluler yang kuat. Temuan baru ini menunjukkan bahwa memasukkan epitop sel B dan poliprotein ORF1ab ke dalam pengembangan vaksin subunit terhadap SARS-CoV-2 dapat menghasilkan respons imunologis yang signifikan. TYetapi selanjutnya, demi kemanusiaan, temuan ini harus diuji di laboratorium dan di lapangan untuk menilai respons imunogenik yang sebenarnya.
Penulis: Fedik Abdul Rantam
Jurnal: Shehzad A., Tacharina M.R.,Kuncorojakti S., Ahmad H.I., A’la R., Wijaya A.Y., Tyasningsih W. and Rantam, F.A. 2021. Molecular Characterization and prediction of B-Cell Epitopes for the development of SARS-CoV2 vaccine through bioinformatics approach. J.Pharm & Pharm Res. 10 (3), 429-444, 2022.
