Desain Vaksin Basis Multi-Epitope untuk Terapi Triple-Negative Breast Cancer (TNBC) dengan Eksplorasi Antigen A-Kinase Anchoring Protein 3 (AKAP3) menggunakan Pendekatan Bioinformatika

Zahrotun Nafiah, Prof. Dr. rer.nat. apt. Adam Hermawan, M. Sc.; apt. Navista Sri Octa Ujiantari, M.Sc., Ph.D.

2025 | Tesis | S2 Ilmu Farmasi

A-Kinase Anchoring Proteins 3 (AKAP3) adalah kelompok Cancer Testis Antigen (CTA) yang dapat memengaruhi proliferasi sel dan dapat menjadi target potensial untuk pengembangan terapi kanker payudara, terutama pada kasus Triple-Negative Breast Cancer (TNBC). Penelitian ini bertujuan untuk mendesain vaksin berbasis multi-epitope untuk terapi TNBC dengan eksplorasi AKAP3 dengan pendekatan bioinformatika. Epitope untuk Cytotoxic T Lymphocyte (CTL), Helper T Lymphocyte (HTL), dan sel B dipilih dan dianalisis secara in silico untuk menilai antigenisitas, alergenisitas, toksisitas, dan imunogenisitasnya. Vaksin yang dirancang terdiri dari masing-masing tiga epitope CTL, HTL, dan sel B, yang dikombinasikan dengan protein ribosomal 50S L7/L12 sebagai adjuvan serta dioptimalkan menggunakan linker spesifik (EAAAK, KK, AAY, dan GPGPG) untuk memperkuat struktur dan memaksimalkan pemrosesan antigen. Analisis cakupan populasi menunjukkan tingkat aksesibilitas yang tinggi, yaitu 99,28% di Indonesia dan 100% di seluruh dunia. Studi molecular docking menunjukkan interaksi yang kuat dengan toll-like receptor-4 (TLR-4) (?839,8 kcal/mol), mendukung potensinya dalam mengaktifkan respons imun. Simulasi molecular dynamics (MD) membuktikan stabilitas struktur vaksin dalam kondisi fisiologis, sementara analisis kloning in silico memastikan integrasi yang berhasil ke dalam vektor ekspresi pET28(+), sehingga memungkinkan produksi protein rekombinan dalam Escherichia coli. Simulasi imun juga berhasil memprediksi aktivasi imunitas seluler dan humoral yang efektif, menunjukkan potensi efikasi vaksin terhadap TNBC. Hasil penelitian ini menggarisbawahi potensi vaksin berbasis multi-epitope AKAP3 sebagai strategi imunoterapi baru untuk TNBC, yang memerlukan validasi eksperimental dan penelitian pra-klinis lebih lanjut.

A-Kinase Anchoring Protein 3 (AKAP3), a Cancer Testis Antigen (CTA), influences cell proliferation and represents a potential target for breast cancer therapy, particularly Triple-Negative Breast Cancer (TNBC). This study aims to design a multi-epitope-based vaccine for TNBC therapy by exploring AKAP3 through a bioinformatics approach. Cytotoxic T lymphocyte (CTL), helper T lymphocyte (HTL), and B cell epitopes were selected and evaluated for antigenicity, allergenicity, toxicity, and immunogenicity through rigorous in silico analyses. The finalized vaccine construct, comprising three CTL, HTL, and B cell epitopes, was integrated with 50S ribosomal protein L7/L12 as an adjuvant and optimized using specific linkers (EAAAK, KK, AAY, and GPGPG) for enhanced structural integrity and antigen processing. Population coverage analysis demonstrated high accessibility, including 99.28% in Indonesia and 100% worldwide. Molecular docking revealed strong binding interactions with TLR-4 (?839.8 kcal/mol), supporting its potential for robust immune activation. Molecular dynamics (MD) simulations confirmed the structural stability of the construct under physiological conditions, while in silico cloning validated its successful integration into the pET28(+) expression vector, ensuring feasibility for recombinant protein production in Escherichia coli. Immune simulation predicted effective activation of both cellular and humoral immunity, highlighting the vaccine's potential efficacy against TNBC. This study underscores the promise of a multi-epitope AKAP3-based vaccine as a novel immunotherapeutic approach for TNBC, warranting further experimental validation and preclinical studies.

Kata Kunci : TNBC, AKAP3, vaksin, multi-epitope, imunoterapi, bioinformatika.