Bhataramedia.com – Baru-baru ini, peneliti MIT berhasil menyembuhkan tikus yang mengalami kerusakan hati langka yang disebabkan oleh mutasi gen tunggal. Pengobatan tersebut dilakukan dengan menggunakan teknologi baru berupa sistem gene editing (perbaikan gen) berbasis protein bakteri.
Seperti dilansir laman Massachusetts Institute of Technology (30/3/2014), penemuan yang dipublikasikan di Nature Biotechnology 30 Maret 2014, menjadi bukti pertama yang menunjukkan teknik editing gen dapat memperbaiki kondisi akibat gejala penyakit pada hewan hidup. Tim peneliti tersebut menjelaskan bahwa teknik yang dikenal sebagai CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) ini memiliki potensi yang besar untuk menyembuhkan penyakit genetik. Teknik tersebut juga menawarkan sebuah metode yang tergolong mudah untuk menghilangkan DNA yang termutasi dan menggantikannya dengan urutan basa yang benar.
“Hal yang menarik dari pendekatan ini adalah kita benar-benar dapat mengkoreksi gen yang rusak di dalam hewan dewasa yang hidup,“ ungkap Daniel Anderson, seorang Associate Professor teknik kimia di MIT dan penulis senior dari naskah penelitian ini.
Sistem CRISPR meniru mekanisme mesin seluler yang digunakan bakteri untuk mempertahankan dirinya dari infeksi virus. Peneliti meniru sistem seluler bakteri untuk menciptakan kompleks editing gen yang terdiri atas enzim pemotong DNA yang disebut Cas9. Enzim tersebut terikat pada suatu untai pendek pengarah RNA yang diprogram untuk mengenali urutan genom spesifik, sehingga dapat mengarahkan Cas9 memotong bagian yang tepat.
Pada saat yang sama, peneliti juga mengirimkan untaian cetakan DNA (DNA template). Pada saat sel memperbaiki kerusakan yang diakibatkan oleh Cas9, sel menyalin untaian DNA dari cetakan tersebut dan memasukkan materi genetik yang baru ke dalam genom. Ilmuwan membayangkan bahwa jenis teknik editing genom ini suatu hari dapat membantu mengobati berbagai penyakit seperti hemofili, penyakit Huntington, dan penyakit lain yang disebabkan oleh mutasi gen tunggal.
Ilmuwan juga telah mengembangkan sistem editing gen lainnya yang berbasis enzim pemotong DNA (enzim nuklease), akan tetapi kompleks enzim ini harganya mahal dan sulit dikonfigurasi.
“Sistem CRISPR sangat mudah diatur dan disesuaikan,“ ucap Anderson, yang juga merupakan anggota dari Institut Rekayasa Medis dan Sains di MIT. Ia menambahkan bahwa teknik editing gen lainnya juga berpotensi untuk digunakan seperti sistem CRISPR. Akan tetapi, penggunaan teknik selain CRISPR akan menyulitkan kita untuk membuat nuklease yang spesifik terhadap target yang diinginkan.”
Pengobatan Penyakit Menggunakan CRISPR
Pada studi ini, peneliti mendesain 3 untai RNA pengarah di dalam suatu gen yang mengkode enzim FAH. Tiga untai RNA pengarah tersebut akan menargetkan urutan DNA yang berbeda di dekat lokasi mutasi yang menyebabkan tirosinemia tipe I. Pasien yang menderita penyakit tirosinemia tipe I tidak dapat memecah asam amino tirosin, yang jika terakumulasi dapat menyebabkan gagal hati. Trisonemia tipe I saat ini biasa diobati dengan menggunakan diet rendah protein dan obat yang disebut NTCB. Obat NTCB berfungsi untuk mencegah produksi tirosin.
Pada eksperimen menggunakan tikus dewasa yang memiliki enzim FAH yang termutasi, peneliti menggunakan untai pengarah RNA bersamaan dengan gen Cas9 dan cetakan DNA dengan panjang 199 basa nukleotida yang memiliki urutan basa normal dari gen FAH yang termutasi.
Gen yang normal dimasukkan ke dalam satu dari setiap 250 sel hepatosit (sel yang menyusun sebagian besar hati). Setelah lebih dari 30 hari, sel yang sehat mulai berproliferasi dan menempati sel hati yang sakit; terhitung sekitar sepertiga dari semua sel hepatosit. Jumlah ini cukup untuk menyembuhkan penyakit tersebut dan memungkinkan tikus untuk bertahan tanpa pemberian obat NTCB.
“Kita dapat melakukan satu kali pengobatan dan membalikkan keadaan tersebut secara total,” ujar Hao Yin, mahasiswa Postdoktoral di Koch Institute dan salah satu pimpinan penulis di Nature Biotechology.
Peneliti menggunakan teknik yang dikenal dengan “injeksi tekanan tinggi” untuk memasukkan komponen-komponen CRISPR ke dalam tubuh. Teknik injeksi tekanan tinggi menggunakan jarum suntik bertenaga tinggi untuk memasukkan komponen-komponen CRISPR ke dalam pembuluh darah secara cepat. Metode ini telah berhasil digunakan untuk mengantarkan materi-materi CRISPR ke dalam sel hati, namun Anderson membayangkan bahwa kemungkinan ada teknik yang lebih baik. Anderson saat ini tengah bekerja untuk menemukan metode yang lebih aman dan efisien, termasuk penggunaan nanopartikel tertarget.
Referensi Jurnal :
Hao Yin, Wen Xue, Sidi Chen, Roman L Bogorad, Eric Benedetti, Markus Grompe, Victor Koteliansky, Phillip A Sharp, Tyler Jacks, Daniel G Anderson. Genome editing with Cas9 in adult mice corrects a disease mutation and phenotype. Nature Biotechnology, 2014; DOI: 10.1038/nbt.2884.
