Variasi genetik Virus Hepatitis C dan implikasinya pada terapi dan diagnostik

Struktur virus hepatitis C
Virus Hepatitis C (hepatitis C virus, HCV) adalah virus berenvelop dan bermateri genetik RNA dan menyebabkan hepatitis C. Berdasarkan profil materi genetiknya, HCV digolongkan menjadi enam genotip yaitu 1, 2, 3, 4, 5, dan 6. Virus ini menyerang hati dan menyebabkan hepatitis C akut dan hepatitis C kronis. Strukturnya terdiri atas envelop lipid yang mengandung glikoprotein envelop E1 dan E2, protein kapsid C yang membungkus materi genetiknya, dan protein non-struktur (tidak diperlihatkan).

Genom HCV

HCV mempunyai genom RNA positif dengan ukuran 9,5 kilo basa. Genom terdiri atas daerah yang tidak ditranslasi terletak pada ujung 5’ dan 3’ (5’ dan 3’ non-translated region, NTR). Setelah 5’ NTR berlokasi gen yang mengkode protein struktur yang terdiri atas nukleokapsid C (p22), glikoprotein envelop E1 (gp35) dan E2 (gp70), gen pengkode protein non-struktur yang terdiri atas NS1 (p7), NS2 (p23), NS3 (p70), NS4 (p8), NS4B (p27), NS5a (p56/58) dan NS5B (p68). NS2 adalah suatu protein transmembran, NS3 adalah suatu metalloprotease, protease serin, RNA helikase, NS4a dan NS4b adalah kofaktor, NS5A adalah protein yang menentukan resistensi terhadap interferon, dan NS5A adalah suatu RNA polimerase. Baik protein struktur dan protein non-struktur dihasilkan sebagai poliprotein yang kemudian mengalami modifikasi pasca translasi yaitu pemotongan dengan protease.
Siklus hidup HCV

Partikel virus HCV (virion) mengenali sel yang peka terhadap infeksi HCV, terutama adalah sel hepatosit. HCV mengempel melalui GAG dan reseptornya, kemudian HCV akan diinternalisasi untuk masuk ke dalam endosom. Virion mengalami uncoating untuk melepaskan RNA virus. Karena polaritas RNA HCV adalah positif, maka RNA tersebut berfungsi sebagai mRNA dan dapat ditranslasi di dalam sitoplasma untuk menghasilkan poliprotein. Poliprotein kemudian akan dipotong dengan protease virus dan RNA polimerase, suatu RNA polimerase yang menggunakan RNA sebagai substrat (RNA-dependent RNA polymerase) mengkatalisis pembentukan RNA negatif menggunakan RNA positif sebagai cetakan dan menghasilkan RNA positif menggunakan RNA negatif yang baru dibentuk sebagai cetakan. Virion dirakir di membran retikulum endoplasma dimana protein E1 dan E2 disisipkan pada membran tersebut, protein virus lainnya dan materi genetiknya dikemas kemudian dilepaskan ke luar sel melalui retikulum endoplasma dan badan Golgi. Replikasi virus dikatalisis oleh RNA polimerase yang banyak mengintroduksi kesalahan pada saat replikasi dengan frekuensi kesalahan 1.4 – 1.9 x 103 nukleotida/tahun, sehingga HCV banyak mengalami mutasi.

Variasi genetik HCV

HCV mempunyai variasi genetik yang sangat tinggi dan sampai saat ini diketahui HCV mempunyai 6 genotipe dengan kemiripan di dalam genotipe adalah 91%. Diketahui pula, HCV mempunyai lebih dari 50 subtipe dan kemiripan diantara genotipe adalah 66-69%. Klasifikasi genotipe didasarkan pada urutan nukleotida gen NS5B dan 5’NTR. Pada individu yang terinfeksi juga terdapat variasi nukleotida yang disebut dengan ‘quasispecies’.

Reverse-transcription Polymerase Chain Reaction untuk HCV

Materi genetik HCV adalah RNA, oleh karena itu untuk mengamplifikasi genom HCV maka RNA HCV diubah dulu menjadi DNA melalui transkripsi balik yang dikatalisis oleh reverse trancritptase (RTase). DNA yang dihasilkan disebut dengan cDNA (complementary DNA) dan kemudian diamplifikasi dengan PCR. Produk PCR dapat dideteksi menggunakan pelacak yang spesifik untuk HCV. RT-PCR dapat digunakan untuk penegakan diagnosis HCV, pemantauan terapi dan indikator penyembuhan. Seorang penderita hepatitis C kronis yang telah diindikasikan untuk diterapi harus ditentukan terlebih dahulu kandungan RNA HCVnya menggunakan RT-PCR. Selama terapi, kandungan RNA HCV dipantau untuk mendapatkan informasi apakah pasien responsif terhadap pengobatan atau tidak. Breakthrough dapat diterjadi pada saat terapi dengan kenaikan RNA HCV dan ini disebabkan karena telah munculnya resistensi virus terhadap obat yang digunakan. Penentuan kandungan RNA HCV juga disarankan untuk dilakukan mengetahui terjadinya relapse yaitu peningkatan kandungan RNA HCV setelah terapi selesai

Pentingnya genotipe HCV pada terapi

Terapi hepatitis C sangat ditentukan oleh genotipe HCV. Sampai saat ini diketahui bahwa genotipe 1 adalah genotipe yang paling sulit diterapi. Sensitivitas dan ketahanan terhadap interferon ditentukan oleh NS5A. Jika interferon alfa mengenali sel yang peka terhadap interferon, maka akan dihasilkan PKR dimana PKR berikatan dengan eIF-2-P yang akan menurunkan efisiensi translasi dan sintesis protein. Namun, NS5A dari HCV genotipe 1 akan berikatan dengan PKR sehingga tidak dapat mengikat eIF-2. Penentuan genotipe dapat dilakukan dengan RT-PCR yang dilanjutkan dengan hibridisasi menggunakan pelacak spesifik genotipe.

Protein NS5A mempunyai ukuran 447 asam amino dan protein mengandung daerah penyisipan membran, situs hiperfosforilasi, pengikatan PKR yang di dalamnya mengandung daerah penentu kepekaan interferon (interferon sensitivity determining region, ISDR), sinyal lokalisasi inti dan daerah V3. Mutasi pada ISDR telah diketahui bertanggung jawab terhadap resistensi terhadap interferon dan mutasi pada daerah V3 bertanggung jawab terhadap responder.

Pustaka

1.Guillou-Guillemette H. L., S. Vallet, C. Gaudy-Graffin, C. Payan, A. Pivert, A. Goudeau F. and Lunel-Fabiani, 2007, Genetic diversity of the hepatitis Cvirus: Impact and issues in the antiviral therapy, World J Gastroenterol; 13(17): 2416-2426.
2.Kato N.,T. Nakamura, H. Dansako,K. Namba, K. Abe, A. Nozaki, K. Naka, M. Ikeda and K. Shimotohno, 2005, Genetic variation and dynamics of hepatitis C virus replicons in long-term cell culture, J. Gen. Virol, 86, 645–656
3.Halfon P., P. Trimoulet, M. Bourliere, H. Khiri, V. De Le´Dinghen, P. Couzigou, J. M. Feryn, P. Alcaraz, C. Renou, H. J. A. Fleury, and D. Ouzan, 2001, Hepatitis C Virus Genotyping Based on 5’ Noncoding Sequence Analysis (Trugene), J. Clinic microbiol. 39(5): 1771–1773.
4.Ross R. S., S. O. Viazov, C. D. Holtzer, A. Beyou, A. Monnet, C. Mazure, and M. Roggendorf, 2000, Genotyping of Hepatitis C Virus Isolates Using Clip Sequencing, J. Clin Microbiol, 38(10): 3581–3584
5.Simmonds P., 2004, Genetic Diversity and Evolution of Hepatitis C Virus – 15 years on, J. Gen. Virol. 85: 3173–3188