Potensi Vaksin Lectin-Like Oxidized Ldl Receptor-1 (Lox-1) Dalam Mencegah Aterosklerosis: Studi Efek Vaksin Dna Lox-1 Dalam Mencegah Pembentukan Sel Busa Pada Aorta Tikus Wistar Dan Vaksin Subunit Lox-1 Dalam Mencegah Deposisi Lipid Pada Abdominal Mesenteric Artery Shr-Sp

Aterosklerosis adalah proses keradangan kronis yang dapat mengarah pada terjadinya berbagai komplikasi seperti misalnya penyakit kardiovaskular. Hingga saat ini penyakit kardiovaskular masih menjadi penyebab utama kematian di dunia dan prevelansinya semakin meningkat di negara berkembang seiring dengan perubahan gaya hidup. Aterosklerosis diawali dengan ambilan LDL teroksidasi (ox-LDL) ke dalam sel endotel yang diperantarai oleh reseptornya. Lectin like oxidized-LDL receptor-1 (LOX-1) merupakan reseptor utama ox-LDL berupa protein homodimer yang diekspresikan berlebih akibat berbagai stimulus, misalnya ox-LDL dan stres oksidatif. Ikatan antara ox- LDL dan LOX-1 akan memicu jalur pensinyalan dalam sel yang berakibat pada aktivasi dan disfungsi sel endotel, yang teridentifikasi melalui peningkatan produksi reactive oxygen species (ROS) intraselular, penurunan Nitric Oxide (NO), dan aktivasi faktor transkripsi nuclear faktor kappa beta (NF-Κβ). Selanjutnya, aktivasi NF-Κβ diikuti dengan peningkatan ekspresi sitokin, molekul adhesin, dan protease. Melihat sentralnya peran LOX-1 dalam aterosklerosis, penghambatan LOX-1 menjadi salah satu strategi terapi aterosklerosis baru yang potensial. Vaksinasi merupakan salah satu terapi pencegahan aterosklerosis yang mulai dikembangkan. Penelitian pengembangan vaksin LOX-1 dibagi dalam dua tahap, yaitu penelitian tahap I berupa pengembangan vaksin DNA rekombinan dengan menggunakan region penyandi C-type like domain (CTLD)-LOX-1 yang dibawa plasmid pcDNA3.1. Vaksin DNA ini diberikan dengan menggunakan adjuvan alum melalui rute injeksi intramuskuler. Penelitian tahap II merupakan pengembangan vaksin protein subunit yang diproduksi menggunakan teknologi DNA rekombinan yaitu dengan memproduksi antigen CTLD-LOX-1 pada sel inang Lactococcus lactis NZ9000. Selain sebagai produsen protein sub-unit CTLD LOX-1, L.lactis juga dimanfaatkan sebagai bakteri pembawa vaksin yang diberikan melalui rute oral. Pada penelitian tahap I, untuk mengembangkan vaksin DNA LOX-1 dilakukan construct dengan menyisipkan gen penyandi CTLD LOX-1 tikus pada plasmid pembawa (pcDNA3.1). LOX-1 diuji ekspresinya secara in vitro pada sel mamalia (sel HeLa). CTLD- LOX-1 disintetik secara kimia dan digabungkan dengan gen penyandi green fluorescence protein (GFP) dengan menggunakan pcDNA3.1 sebagai plasmid pembawa. Plasmid pcDNA3.1-LOX-1 dan pcDNA3.1-GFP-LOX-1 ditransfeksikan ke dalam sel HeLa dengan metode lipotransfeksi. Analisa ekspresi mRNA LOX-1 dan GFP-LOX-1 lebih tinggi pada sel HeLa yang ditransfeksi dengan pLOX-1 ( ̴ 300x) dan pGFP-LOX-1 ( ̴ 275.000 kali) daripada sel HeLA yang tidak ditransfeksi. Ekspresi protein LOX-1 pada sel HeLa yang ditransfeksi dengan pLOX-1 terdeteksi pada ukuran 14 kDa yang menunjukkan ukuran CTLD-LOX-1. Hal ini menunjukkan bahwa plasmid pcDNA3.1-LOX-1 dikenali oleh sistem mamalia dan dapat digunakan sebagai kandidat vaksin pada hewan coba. Selanjutnya vaksin LOX-1 diuji efektivitasnya dalam mencegah aterosklerosis dengan menggunakan alum sebagai adjuvan melalui rute intramuskuler. Adjuvan berupa alum yang digunakan berperan sebagai sistem depot yang meningkatkan waktu retensi vaksin pada lokasi pemberian sehingga memicu akumulasi antigen presenting cells (APC). Dalam penelitian ini terlihat bahwa vaksin DNA-LOX-1 v mampu mencegah kerusakan struktur intima media aorta pada tikus Wistar dengan diet tinggi lemak yang ditunjukkan dengan struktur sel otot polos yang normal dan minimnya jumlah infiltrasi mononuclear dan sel busa. Vaksin DNA LOX-1 juga sedikit mencegah peningkatan ekspresi LOX-1 (p= 0, 371) pada sel endotel jaringan aorta tikus yang dianalisa dengan teknik immunofluorescense. Analisa imunohistokimia menunjukkan bahwa vaksin DNA LOX-1 tampak mencegah penurunan ekspresi eNOS (p = 0,419) pada sel endotel jaringan aorta tikus. Lebih lanjut vaksin DNA LOX-1 juga diduga mencegah pembentukan sel busa (p =0.096) pada jaringan aorta tikus. Penelitian pendukung juga menunjukkan bahwa vaksin LOX-1 mampu mencegah inflamasi pada aorta tikus melalui pencegahan ekspresi NF-kB, TNF-α, dan IL-6. Vaksin LOX-1 tidak menginduksi peningkatan produksi antibodi anti-LOX-1 sehingga diduga vaksin LOX-1 bekerja melalui sistem imun selular. Pada penelitian tahap II, vaksin subunit LOX-1 dibawa oleh L. lactis rekombinan sebagai pembawa. LOX-1 diekspresikan secara in vitro di dalam sel L. lactis rekombinan sebagai protein fusi dengan GFP. Analisa Western Blot menunjukkan LOX-1 diproduksi melalui induksi nisin. L. lactis yang mengekspresikan LOX-1 diberikan pada hewan coba spontaneous hypertensive rats-stroke prone (SHR-SP) melalui rute oral. Level antibodi IgG anti-LOX-1 lebih tinggi secara signifikan pada tikus yang divaksinasi dibandingkan dengan tikus kontrol (p = 0,046). Anti LOX-1 mencegah pengikatan ox-LDL dengan LOX- 1 sehingga mencegah disfungsi endotel. Vaksin subunit LOX-1 mampu meningkatkan respon imun humoral melalui induksi produksi antibodi IgG anti-LOX-1. Walaupun demikian, titer antibodi tidak cukup tinggi untuk dapat memblok LOX-1 secara keseluruhan sehingga area disposisi lipid pada tikus yang divaksin tidak turun secara signifikan (p = 0,232). Kesimpulan dari penelitian ini adalah LOX-1 merupakan protein yang potensial untuk dikembangkan sebagai kandidat vaksin anti aterosklerosis, baik melalui pendekatan vaksin DNA maupun vaksin subunit. Walaupun demikian perlu dilakukan optimasi dosis, rute pemberian, dan formulasi adjuvan untuk meningkatkan respon imun sehingga dapat mencegah kerusakan struktur sel endotel pada jaringan aorta dan pembentukan plak aterosklerosi