Tuberkulosis laten (Latent Tuberculosis/LTB) merupakan kondisi di mana individu terinfeksi Mycobacterium tuberculosis (Mtb) tetapi tidak menunjukkan gejala klinis yang nyata. Meskipun sistem imun tubuh mampu mengendalikan bakteri, ada kemungkinan LTB berkembang menjadi tuberkulosis aktif (Active Tuberculosis/ATB). Studi terbaru telah mengeksplorasi peran gen hub dan mikroRNA (miRNA) dalam mekanisme imunologi serta interaksi obat menggunakan pendekatan bioinformatika seperti analisis mikroarray, molecular docking, dan simulasi dinamis.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat enam gen hub utama dalam model infiltrasi makrofag M1 yang berperan dalam regulasi respons imun terhadap LTB. Empat dari enam gen tersebut menunjukkan tingkat ekspresi yang jauh lebih tinggi pada sampel TB dibandingkan dengan sampel kontrol normal. Studi ini juga berhasil memprediksi 24 molekul kecil sebagai agen terapeutik potensial yang menargetkan mekanisme biologis tuberkulosis.
MiRNA memainkan peran penting dalam regulasi ekspresi gen yang berhubungan dengan respons imun terhadap Mtb. Salah satu temuan penting dalam studi ini adalah bahwa gen Interleukin 1 Beta (IL1β) dan Toll-like receptor 3 (TLR3) merupakan target utama dari miRNA-21 (miR-21). Studi sebelumnya telah mengonfirmasi bahwa regulasi metabolisme glukosa dalam sel yang terinfeksi Mtb dikendalikan oleh miR-21, yang pada akhirnya berdampak pada produksi IL1β.
Aktivasi jalur metabolik glukosa melalui glikolisis telah terbukti meningkatkan aktivasi makrofag dengan menyediakan sumber energi cepat dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Namun, Mtb mampu menghambat reprogramasi metabolik ini melalui ekspresi miR-21 untuk menekan produksi IL1β dan memastikan kelangsungan hidup serta replikasinya di dalam makrofag. Penemuan ini mempertegas peran regulasi imunometabolik dalam respons pertahanan tubuh terhadap infeksi TB laten.
Selain itu, TLR3 telah dilaporkan berinteraksi dengan Toll-like receptor 8 (TLR8) dalam menginduksi jalur sinyal T-helper 1 (Th1) yang berperan dalam produksi interferon-gamma (IFN-γ), suatu sitokin esensial dalam respons imun seluler terhadap infeksi Mtb. TLR3 juga diketahui dapat secara langsung mengaktifkan sel pembunuh alami (natural killer cells/NK cells), yang merupakan bagian penting dari respons imun bawaan terhadap Mtb.
Dalam studi ini, pendekatan molecular docking dan simulasi dinamis digunakan untuk mengevaluasi interaksi obat dengan gen hub yang telah teridentifikasi. IL1β diidentifikasi sebagai target terapeutik potensial dengan beberapa opsi obat. Salah satu senyawa yang menunjukkan potensi tinggi dalam interaksi dengan IL1β adalah Celastrol, suatu senyawa alami yang dikenal memiliki sifat anti-inflamasi dan imunomodulator. Studi docking molekuler menunjukkan bahwa Celastrol memiliki energi pengikatan yang lebih baik dibandingkan dengan beberapa kandidat obat lainnya, meskipun analisis simulasi dinamis mengindikasikan bahwa senyawa ini masih mengalami fluktuasi yang cukup tinggi di dalam situs pengikatannya.
Selain Celastrol, Cefaclor Anhidrat, suatu antibiotik sefalosporin generasi kedua, juga menunjukkan interaksi kuat dengan IL1β. Cefaclor bekerja dengan menghambat sintesis dinding sel bakteri, dan hasil penelitian menunjukkan bahwa senyawa ini efektif melawan 73,6% isolat Escherichia coli pada sampel klinis anak-anak. Meskipun mekanisme aksi Celastrol dan Cefaclor terhadap Mtb belum sepenuhnya dipahami, studi ini menunjukkan bahwa keduanya memiliki potensi sebagai kandidat obat anti-TB yang menjanjikan.
Lebih lanjut, analisis simulasi dinamis menggunakan pendekatan root-mean-square deviation (RMSD) dan radius of gyration mengungkapkan bahwa struktur kompleks ligand-protein masih mengalami fluktuasi, yang menandakan bahwa perancangan molekul lebih lanjut diperlukan untuk meningkatkan stabilitas pengikatan. Faktor-faktor seperti reaktivitas kimiawi dan keberlanjutan interaksi dengan residu kunci pada IL1β harus dipertimbangkan dalam desain ulang senyawa ini di masa depan.
Dengan pendekatan bioinformatika dan analisis eksperimental, studi ini memberikan wawasan baru mengenai hubungan antara gen hub, miRNA, dan mekanisme imunometabolik dalam TB laten. Identifikasi gen hub seperti PLEKHG1, CLPB, DOK4, IL1β, dan TLR3 menunjukkan bahwa biomarker ini berpotensi digunakan sebagai target diagnostik atau terapeutik.
Ke depan, penelitian lebih lanjut dengan jumlah sampel yang lebih besar diperlukan untuk memvalidasi temuan ini dalam uji klinis. Dengan semakin berkembangnya teknik analisis bioinformatika, penggunaan pendekatan berbasis data dalam pengembangan strategi terapi dan deteksi dini TB laten akan semakin penting dalam upaya global untuk mengendalikan penyakit ini. Studi ini mengidentifikasi peran kritis gen hub dan miRNA dalam regulasi imun terhadap TB laten. Hasil penelitian menunjukkan bahwa miR-21 memiliki peran utama dalam mengontrol ekspresi IL1β dan TLR3, yang berdampak pada jalur metabolik dan imunologi TB. Selain itu, pendekatan molecular docking dan simulasi dinamis mengungkapkan bahwa Celastrol dan Cefaclor memiliki potensi sebagai agen terapeutik baru yang menargetkan IL1β. Penelitian ini membuka peluang baru dalam pengembangan strategi diagnostik dan terapeutik berbasis bioinformatika untuk menangani TB laten secara lebih efektif.
Sumber:
Leave a Reply