Artikel Ilmiah : I1C021043 a.n. ASSYIDDIQI MUHAMMAD RASYID PAMUJI
| NIM | I1C021043 |
|---|---|
| Namamhs | ASSYIDDIQI MUHAMMAD RASYID PAMUJI |
| Judul Artikel | PREPARASI, KARAKTERISASI, DAN EVALUASI IN VITRO LIPOSOM BERBASIS LIPOPEPTIDA C16-CK(C16)KH-PKKKRKV SEBAGAI AGEN PENGHANTAR MATERIAL GENETIK PADA SEL HUMAN EMBRYONIC KIDNEY (HEK-293T) |
| Abstrak (Bhs. Indonesia) | Pendahuluan: Terapi gen menghadapi tantangan besar dalam penghantaran material genetik yang aman dan efisien ke sel mamalia. Liposom merupakan salah satu platform sistem penghantaran material genetika yang potensial karena sifat biokompatibilitas dan kapasitasnya untuk melindungi dan menghantarkan gen ke target sel. Preparasi liposom dari kolesterol dengan senyawa lipopeptida bercabang C16-CK(C16)KH-PKKKRKV berpotensi meningkatkan interaksi, internalisasi dan transportasi gen target di dalam sel mamalia. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan agen transfeksi sebagai penghantar material genetika (gene delivery vehicle) berupa liposom berbasis lipopeptida yang dikarakterisasi secara fisikokimia dan dievaluasi secara in-vitro pada sel HEK- 293T. Metodologi: Plasmid pCSII-EF-AcGFP ditransformasikan dan diisolasi dari Escherichia coli TOP 10. Liposom dipreparasi menggunakan metode injeksi etanol dari lipopeptida C16-CK(C16)KH- PKKKRKV dengan kolesterol pada perbandingan molar lipopeptida:kolesterol 1:1, 2:1, dan 10:1. Karakterisasi fisikokimia kompleks liposom/DNA meliputi analisis ukuran partikel (PSA), indeks polidispersitas (PDI), potensial zeta, serta morfologi yang diamati dengan Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Transmission Electron Microscopy (TEM). Kemampuan kompleksasi lipopeptida maupun liposom terhadap DNA dan stabilitas kompleks terhadap Dnase I dievaluasi melalui elektroforesis gel agarosa. Efisiensi penghantaran material genetik dievaluasi melalui transfeksi plasmid pCSII-EF-AcGFP pada sel HEK-293T pada perbandingan massa (ng) agen Transfeksi/DNA 1:1, 1:2, dan 1:4). Ekspresi gen pengkode GFP dari plasmid pCSII-EF-AcGFP diamati dengan mikroskop fluoresen dengan adanya pendaran warna hijau. Efek lipopeptide dan liposom pada viabilitas sel diukur menggunakan uji MTT pada berbagai konsentrasi lipopeptide dan liposom sampai dengan 250 ppm. Hasil Penelitian: Kompleks antara agen transfeksi lipopetida maupun liposome dengan DNA mempunyai ukuran partikel hidrodinamik dalam rentang 500-1500 nm dengan indeks polidispersitas (PDI) 0.2-1 dan nilai potensial zeta cenderung negatif sampai dengan -20mV. Hasil analisis dengan Transmission Electron Microscopy (TEM) memvalidasi ukuran partikel agen transfeksi/DNA pada rentang 500-1000 nm. Hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan morfologi kompleks liposom/DNA maupun lipopeptide/DNA berupa partikel yang sferis dengan karakteristik porous, cracking, dan terjadi agregasi. Penambahan kolesterol pada formula liposom pada perbandingan molar lipopeptide:kolesterol = 1:1, 2:1, dan 10:1 tidak secara signifikan memengaruhi kemampuan kompleksasi agen transfeksi terhadap molekul DNA. Kolesterol secara nyata dapat meningkatkan stabilitas dan perlindungan DNA dari degradasi DNase I dibandingkan dengan agen transfeksi lipopeptida tanpa kolesterol (F0). Hasil uji viabilitas sel mengindikasikan bahwa formulasi liposom tidak menunjukkan sifat sitotoksisitas pada sel HEK-293T. Meskipun demikian, uji transfeksi liposome/DNA pada sel HEK-293T masih menunjukkan intensitas fluoresensi yang relatif rendah, mengindikasikan perlunya eksplorasi lebih lanjut untuk meningkatkan efisiensi liposom sebagai agen Transfeksi. Kesimpulan: Agen transfeksi lipopeptida maupun liposom berbasis lipopeptida C16-CK(C16)KH- PKKKRKV mampu mengkompleksasi molekul DNA dan melindunginya dari degradasi enzimatik DNaseI serta mempunyai karakteristik fisikokimia dan biologi sebagai agen transfeksi. Namun, memerlukan optimasi lebih lanjut dalam hal formulasi dengan senyawa lipid lain untuk membentuk liposom yang lebih efektif sebagai pembawa material genetik (gene delivery vehicle).Kata Kunci: Lipopeptida, Terapi Gen, Penghantaran Material Genetik. 1Mahasiswa Jurusan Farmasi, Fakultas Ilmu-Ilmu Kesehatan, Universitas Jenderal Soedirman 2Jurusan Farmasi, Fakultas Ilmu-Ilmu Kesehatan, Universitas Jenderal Soedirman 3Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN RI) |
| Abtrak (Bhs. Inggris) | Background: Gene therapy faces significant challenges in delivering genetic material safely and efficiently to mammalian cells. Liposomes are a potential delivery system platform due to their biocompatibility and capacity to protect and deliver genes to target cells. The preparation of liposomes from cholesterol with branched lipopeptide compound C16-CK(C16)KH-PKKKRKV has the potential to enhance interaction, internalization, and transport of target genes in mammalian cells. This study aims to obtain an efficient transfection agent as a gene delivery vehicle in the form of lipopeptide-based liposomes that are physicochemically characterized and evaluated in vitro in human embryonic kidney (HEK-293T) cells. Methods: The pCSII-EF-AcGFP plasmid was transformed and isolated from Escherichia coli TOP 10. Liposomes were prepared using the ethanol injection method of C16-CK(C16)KH-PKKKRKV lipopeptide with cholesterol at lipopeptide: cholesterol molar ratios of 1:1, 2:1, and 10:1. Physicochemical characterization of the liposome/DNA complex included particle size analysis (PSA), polydispersity index (PDI), zeta potential, and particle complex morphology observed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM). The complexation ability of lipopeptides and liposomes to DNA and the stability of the complex to Dnase I were evaluated by agarose gel electrophoresis. The efficiency of genetic material delivery was evaluated by transfection of the pCSII-EF-AcGFP plasmid into HEK-293T cells at mass ratios (ng) of transfection agent/DNA of 1:1, 1:2, and 1:4). The expression of the GFP-encoding gene from the pCSII-EF-AcGFP plasmid was observed under a fluorescent microscope by observing the presence of green fluorescence. The effects of lipopeptide and liposome on cell viability were measured using the MTT assay at various lipopeptide and liposome concentrations up to 250 ppm. Result: The particle complexes between lipopeptide and liposome transfection agents with DNA have a hydrodynamic particle size in the range of 500-1500 nm with a polydispersity index (PDI) of 0.2-1 and a zeta potential value tending to be negative up to -20mV. The results of analysis with Transmission Electron Microscopy (TEM) validated the particle size of the transfection agent/DNA in the range of 500-1000 nm. Scanning Electron Microscopy (SEM) results showed the morphology of the liposome/DNA and lipopeptide/DNA complexes in the form of spherical particles with porous characteristics, cracking, and aggregation. The addition of cholesterol to the liposome formula at molar ratios of lipopeptide: cholesterol = 1: 1, 2: 1, and 10: 1 did not significantly affect the ability of the transfection agent to facilitate gene expression. Cholesterol can significantly increase the stability and protection of DNA molecules from Dnase I degradation compared to lipopeptide transfection agents without cholesterol (F0). The results of the cell viability test indicated that the liposome formulation did not exhibit cytotoxic properties on HEK-293T cells. However, the liposome/DNA transfection study on HEK-293T cells still showed relatively low fluorescence intensity, indicating the ability of the liposome in facilitating gene expression need to be further explored. Conclusion: Lipopeptide transfection agents and liposomes based on C16-CK(C16)KH- PKKKRKV lipopeptide are capable of complexing DNA molecules and protecting them from DNaseI enzymatic degradation and possess physicochemical and biological characteristics as transfection agents. However, further optimization in terms of formulation with other lipid compounds is needed to form more effective liposomes as genetic material carriers (gene delivery vehicles). |
| Kata kunci | Keyword: Lipopeptide, Gene Therapy, Genetic Material Delivery. |
| Pembimbing 1 | apt. Dhadhang Wahyu Kurniawan, M.Sc., Ph.D |
| Pembimbing 2 | Dr. Tarwadi, M.Sc. |
| Pembimbing 3 | |
| Tahun | 2025 |
| Jumlah Halaman | 33 |
| Tgl. Entri | 2025-08-12 10:48:21.776758 |