Tesis

Analisis Gen Envelope Virus Dengue dari Berbagai Wilayah Indonesia tahun 2019-2024 sebagai Acuan dalam Pengembangan Vaksin mRNA Dengue = Analysis of Dengue Virus Envelope Gene from Various Regions of Indonesia in 2019-2024 as a Reference for Dengue mRNA Vaccine Development.

Latar belakang: Dengue masih menjadi salah satu penyakit yang penting di Indonesia karena tingkat kejadiannya yang terus meningkat. Studi mengenai perbandingan genetik khususnya pada gen pengkode envelope (E) DENV yang bersirkulasi di wilayah Indonesia masih terbatas. Sementara itu, dalam pengembangan vaksin mRNA dengue berbasis envelope ini, diperlukan pemahaman mengenai sekuens virus-virus yang bersirkulasi karena sangat mempengaruhi efektivitas vaksin. Metode: Pada studi ini dilakukan analisis perbandingan gen envelope yang berasal dari DENV dari Bangka-Belitung (n=92), Kupang (n=4), Minahasa (n=39), dan Kota Bitung (n=57) tahun 2019-2024 dengan sekuens vaksin mRNA DENV Indonesia. Sampel yang digunakan berupa bahan biologis tersimpan (plasma-EDTA) dari pasien terduga dengue, kemudian dilakukan serotyping dan genotyping secara molekuler, serta analisis sekuens secara in-slico. Hasil: Serotipe dominan pada penelitian ini masih memiliki tren yang sesuai dengan penelitian sebelumnya di Indonesia, yaitu DENV-3 & DENV-2. Dominasi DENV di wilayah Bangka-Belitung, DENV-3; Kupang, DENV-3; Minahasa, DENV-2; dan Kota Bitung, DENV-2. Genotipe yang diperoleh pada penelitian ini, yaitu DENV-1 genotype I & genotype IV; DENV-2 genotipe cosmopolitan; DENV-3 genotype I; DENV-4 genotype II. Genotipe pada sekuens vaksin mRNA dengue Indonesia sesuai dengan genotipe DENV penelitian ini. Homologi asam amino protein envelope DENV isolat penelitian dibandingkan vaksin mRNA dengue Indonesia berada pada kisaran 96-100%. Epitop sel B dan sel T (pengikatan MHC-I & MHC-II) protein envelope pada DENV isolat penelitian terdapat substitusi yang menyebabkan perbedaan polaritas dan muatan asam amino jika dibandingkan epitop vaksin mRNA dengue Indonesia. Substitusi asam amino epitop DENV isolat penelitian tidak mengubah struktur 3D protein envelope jika dibandingkan sekuens vaksin mRNA dengue Indonesia. Kesimpulan: Dengan profil genotipe yang sama, homologi sekuens yang tinggi, dan substitusi asam amino yang cenderung dapat ditoleransi pada strukur protein envelope DENV, diprediksi desain vaksin mRNA yang sedang dikembangkan akan mampu melindungi masyarakat daerah Bangka-Belitung, Kupang, Minahasa, dan Kota Bitung dari infeksi dengue dengan baik.
Kata kunci: DENV; envelope; vaksin mRNA; virus; substitusi


Background: Dengue remains an important disease in Indonesia due to its increasing incidence rate year by year. Comparative genetic analysis, particularly on the envelope (E) gene of DENV circulating in Indonesia, are still limited. Meanwhile, in developing an envelope-based dengue mRNA vaccine, an understanding of the sequences of circulating viruses is essential, as this significantly impacts vaccine effectiveness. Methods: This study conducted a comparative analysis of DENV envelope genes from Bangka-Belitung (n=92), Kupang (n=4), Minahasa (n=39), and Bitung City (n=57) between 2019 and 2024 with the sequences of the Indonesian DENV mRNA vaccine. Samples used were stored biological material (plasma-EDTA) from suspected dengue patients, then molecular serotyping and genotyping were carried out, as well as in-slico sequence analysis. Results: The results of this study indicate that there has been no change in the trend of serotypes that have dominated most of Indonesia since 2013, namely DENV-2 and DENV-3. DENVs in Bangka-Belitung were dominated by DENV-3; Kupang, DENV-3; Minahasa, DENV-2; and Bitung City, DENV-2. Genotypes obtained in this study were DENV-1 genotype I & genotype IV; DENV-2 genotype cosmopolitan; DENV-3 genotype I; DENV-4 genotype II. Genotypes in Indonesian dengue mRNA vaccine sequence correspond to the DENV genotypes in this study. Amino acid homology of DENV envelope protein from this study compared to the Indonesian dengue mRNA vaccine ranged from 96-100%. B cell and T cell epitopes (MHC-I & MHC-II binding) of envelope protein in this study contained substitutions resulting in differences in polarity and amino acid charge compared to the epitopes of the Indonesian dengue mRNA vaccine. Amino acid substitutions in the DENV epitopes in this study did not alter the 3D structure of envelope protein compared to the Indonesian dengue mRNA vaccine sequence. Conclusion: With the same genotype profile, high homology sequence, and amino acid substitutions that do not influence envelope protein structure, it is predicted that the mRNA vaccine design currently being developed will be able to protect the people of Bangka-Belitung, Kupang, Minahasa, and Bitung City from dengue infection well.
Keywords: DENV; envelope; mRNA vaccine; virus; substitution