1. Melawan Penyakit Kanker
Terapi gen merupakan pendekatan baru dalam pengobatan kanker, yang saat ini masih bersifat eksperimental. Sejak mengetahui bahwa kanker merupakan penyakit akibat mutasi gen, para ahli mulai berpikir bahwa terapi gen tentu efektif untuk mengobatinya. Apalagi kanker jauh lebih banyak penderitanya dibandingkan dengan penyakit keturunan akibat kelainan genetis yang selama ini diobati dengan terapi gen.
Kebanyakan terapi gen difokuskan untuk mengatasi penyakit kanker. Salah satu pendekatan yang dilakukan Shenzhen SiBiono GeneTech, sebuah perusahaan di RRC, adalah menggantikan tumor-supressor gene yang rusak dengan versi yang benar. Pada tahun 2003 perusahaan itu berhasil mengobati penyakit kanker pada kepala dan leher pada sekitar 10% dari 2,5 juta penderita kanker di RRC setiap tahunnya dan memperoleh hak untuk mengomersialisasikan untuk pertama kalinya terapi gen di sana.
Terapi menjanjikan lainnya adalah virotherapy. Teknik ini memanfaatkan virus secara selektif untuk menyerang hanya sel kanker saja. Ada sekitar lusinan uji coba dilakukan di area tersebut. Pada tahun 2006 peneliti dari Hebrew University di Israel mengisolasikan sebuah varian virus yang menyebabkan penyakit Newcastle, sebuah penyakit menular pada burung yang mematikan. Varian ini dapat disasarkan pada sel kanker terpilih pada manusia. Uji coba pada pasien kanker otak mampu menyembuhkan satu dari 14 pasien yang ditangani.
Saat ini para ilmuwan sedang mencoba beberapa cara kerja terapi gen untuk pengobatan penyakit seperti kanker, terapi gen dimaksudkan untuk membunuh sel kanker:
1. Menambahkan gen sehat pada sel yang memiliki gen cacat atau tidak lengkap. Contohnya, sel sehat memiliki “gen penekan tumor” seperti p53 yang mencegah terjadinya kanker. Setelah diteliti, ternyata pada kebanyakan sel kanker gen p53 rusak atau bahkan tidak ada. Dengan memasukkan gen p53 yang normal ke dalam sel kanker, diharapkan sel tersebut akan normal dan sehat kembali.
2. Menghentikan aktivitas “gen kanker” (oncogenes). “Gen kanker” merupakan hasil mutasi dari sel normal, yang menyebabkan sel tersebut membelah secara liar menjadi kanker. Ada juga gen yang menyebabkan sel kanker bermetastase (menjalar) ke bagian tubuh lain. Menghentikan aktivitas gen ini atau protein yang dibentuknya, dapat mencegah kanker membesar maupun menyebar.
3. Menambahkan gen tertentu pada sel kanker sehingga lebih peka terhadap kemoterapi maupun radiasi, atau menghalangi kerja gen yang dapat membuat sel kanker kebal terhadap obat-obat kemoterapi. Juga dicoba cara lain, membuat sel sehat lebih kebal terhadap kemoterapi dosis tinggi, sehingga tidak menimbulkan efek samping.
4. Menambahkan gen tertentu sehingga sel-sel tumor/kanker lebih mudah dikenali dan dihancurkan oleh sistem kekebalan tubuh. Atau sebaliknya, menambahkan gen pada sel-sel kekebalan tubuh sehingga lebih mudah mendeteksi dan menghancurkan sel-sel kanker.
5. Menghentikan gen yang berperan dalam pembentukan jaringan pembuluh darah baru (angiogenesis) atau menambahkan gen yang bisa mencegah angiogenesis. Jika suplai darah dan makanannya terhenti, kanker akan berhenti tumbuh, atau bahkan mengecil lalu mati.
6. Memberikan gen yang mengaktifkan protein toksik tertentu pada sel kanker, sehingga sel tersebut melakukan aksi “bunuh diri” (apoptosis).
Gambar: 1.3 (penyakit kanker)
2. Melawan penyakit HIV
Para peneliti melaporkan hasil yang menjanjikan dari percobaan klinis terbesar mengenai terapi gen bagi pasien HIV. Menurut Peneliti, walaupun menjanjikan, masih diperlukan lebih banyak lagi penelitian untuk menemukan penanganan baru yang efektif.
Terapi gen dipertimbangkan sebagai alternatif terhadap penggunaan obat-obatan. Para peneliti berharap bisa melawan virus dengan memasukkan gen ke dalam tubuh pasien yang terinfeksi.
Dalam studi baru tersebut, para peneliti fokus terhadap satu molekul yang berperan melawan virus AIDS. Para ilmuwan merekrut 74 orang yang positif HIV dan menyuntikkan molekul yang disebut dengan OZ1 atau placebo melalui urat nadi. Pasien kemudian membuat siklus menggunakan dan tidak menggunakan obat mereka sehingga para peneliti bisa melihat apakah virus kembali terbentuk.
3. Koreksi Terhadap Gen Yang Dapat Meyebabkan Kebutaan
Gambar: 1.4 (Retina mata)
Baru-baru ini terbetik kabar gembira dari peneliti di Universitas Pennsylvania, AS setelah mereka berhasil melakukan koreksi terhadap gen yang dapat menyebabkan kebutaan. Demikian laporan terbaru dari The New England Journal of Medicine.
Mereka memanfaatkan virus yang secara genetika telah direkayasa untuk memperkenalkan versi gen bernama RPE65 kepada 6 orang penderita penyakit retina mata yang lazim disebut Leber’s congenital amaurosis. Empat pasien mengalami kemajuan dalam penglihatan. Percobaan sebelumnya dengan teknik sama pada anjing yang mengalami kebutaan juga berjalan sukses.
Katherine High dari Howard Hughes Medical Institute di Maryland, AS dan salah satu direktur dalam proyek riset itu, optimis keberhasilan itu masih dapat diperluas. Ia mengharapkan penelitian itu akan mampu mengoreksi 10 kerusakan genetik yang dapat mengakibat seseorang menderita penyakit Leber’s, seperti beberapa bentuk dari retinitis pigmentosa, nama sekelompok kondisi genetik mata.
Terapi pada penyakit seperti cystic fibrosis atau muscular dystrophy, yang melibatkan satu atau beberapa perubahan genetika turunan, uji klinisnya dilakukan dengan mengoreksi versi dari gen yang cacat pada pasien.. Len Seymour, peneliti pada Universitas Oxford , menggunakan pendekatan DNA sebagai obat.
Dulu, kata dr. Seymour, orang berpikir salah bahwa akan mudah untuk memperkenalkan material genetik pada sel penyakit. Ia mengibaratkan usaha peneliti untuk memperkenalkan gen itu seperti " melemparkan karburator ke tempat duduk mobil dan mengharapkan mobil itu bergerak".
Sukses yang sudah diperoleh sejauh ini terjadi pada penyakit yang relatif mudah untuk memperkenalkan gen. Pada SCID, misalnya, sel sumsum tulang belakang awal dapat dipindahkan, diperbaiki dan kemudian disuntikkan kembali ke tempatnya. Pada kasus Leber’s congenital amaurosis virus yang membawa gen yang telah diperbaiki dapat disuntikkan langsung ke retina yang kemudian lansung menginfeksi sel retina. Suntikan langsung juga dipergunakan dalam uji terapi gen pada pasien penderita Parkinsons serta pada pasien yang menderita muscular dystrophy.
Masalah lain terapi gen terletak pada vector pembawa gen yakni si virus. Kadang-kadang virus ini memprovokasi reaksi kekebalan yang kuat --- yang telah membawa kematian pada Jesse Gelsinger, pemuda AS umur 18 tahun, yang memiliki gen rusak yang mencegah organ hatinya memproduksi enzim yang mampu menghancurkan ammonia. Pada 1999 ia merupakan orang pertama yang dupublikasikan meninggal sebagai akibat uji klinis dari terapi gen.
Sekalipun perkembangannya lambat, Dr High optimis tentang masa depan terapi gen. Dia mengingatkan bahwa terapi gen baru dimulai sungguh-sungguh 15 tahun yang lalu ( ketika uji SCID dimulai). Ini, dia menambahkan, harus memasuki konteks: pengembangan dari pencangkokan sumsum tulang belakang atau monoclonal-antibody. Kedua-duanya membutuhkan waktu beberapa dekade. Obat yang " biologis", seperti vaksin, monoclonal antibodies dan terapi gen, berasal dari proses biologi dan lebih kompleks dibanding bahan-kimia yang secara tradisional menjadi arus utama dunia farmasi.
terapi gen boleh jadi cabang paling rumit dari ilmu biologi. Penelitian saat ini masih pada tingkat dasar anak tangga dari sebuah tangga yang tinggi. Tetapi, kemajuan pesat di bidang medis memungkinkan keberhasilan terapi gen yang lebih besar lagi di masa depan.
Perkembangan dalam Terapi Gen
1. 2002 dan sebelumnya
Pendekatan Terapi gen (Gene Therapy) baru perbaikan kesalahan dalam RNA kurir berasal dari cacat gen. Teknik ini memiliki potensi untuk mengobati kelainan darah thalassaemia, cystic fibrosis, dan beberapa jenis kanker. Lihat Halus Terapi gen (Gene Therapy) menangani gangguan darah di NewScientist.com (11 Oktober 2002).Para peneliti di Case Western Reserve University dan Copernicus Therapeutics mampu menciptakan liposomes kecil di 25 nanometer yang dapat membawa DNA terapeutik melalui pori-pori di membran nuklir.
Penyakit sel sabit pada tikus berhasil diobati. Keberhasilan pusat multi-sidang untuk merawat anak-anak dengan SCID (berat kombinasi defisiensi imun atau "gelembung anak laki-laki" penyakit) yang diselenggarakan dari tahun 2000 dan 2002 adalah mempertanyakan ketika dua dari sepuluh anak-anak dirawat di pusat Paris sidang mengembangkan sebuah kondisi seperti leukemia . Uji klinis dihentikan sementara pada tahun 2002, namun kembali setelah review regulasi protokol di Amerika Serikat, Britania Raya, Perancis, Italia, dan Jerman.
Genetika sebelum kelahiran menunjukkan bahwa dia telah SCID. Darah dihapus dari Andrew plasenta dan tali pusat segera setelah lahir, mengandung sel-sel induk. Alel bahwa kode untuk ADA diperoleh dan dimasukkan ke dalam retrovirus. Retrovirus dan sel-sel induk campuran, setelah itu mereka masuk dan memasukkan gen ke dalam sel-sel induk 'kromosom. Sel induk berisi ADA kerja gen disuntikkan ke dalam sistem darah Andrew melalui vena. Suntikan enzim ADA juga diberikan mingguan. Selama empat tahun T-sel (sel darah putih), yang diproduksi oleh sel-sel induk, yang dibuat dengan menggunakan enzim ADA ADA gen. Setelah empat tahun lebih pengobatan diperlukan.
2. 2003
Pada tahun 2003 sebuah Universitas California, Los Angeles, tim peneliti gen disisipkan ke otak menggunakan liposomes dilapisi polimer yang disebut polietilen glikol (PEG). Transfer gen ke dalam otak adalah sebuah prestasi penting karena vektor virus terlalu besar untuk menyeberangi "penghalang darah-otak." Metode ini memiliki potensi untuk mengobati penyakit Parkinson.
Interferensi RNA atau gene silencing mungkin merupakan cara baru untuk mengobati penyakit Huntington. Potongan pendek double-stranded RNA (pendek, campur RNA atau siRNAs) digunakan oleh sel untuk mendegradasi RNA urutan tertentu. Jika siRNA yang dirancang untuk cocok dengan RNA disalin dari gen yang rusak, maka produk protein abnormal gen itu tidak akan diproduksi. Lihat Terapi gen
3. 2006
Para ilmuwan di National Institute of Health (Bethesda, Maryland) telah berhasil merawat melanoma metastatik dalam dua pasien yang menggunakan sel T pembunuh secara genetis retargeted untuk menyerang sel-sel kanker. Studi ini merupakan demonstrasi pertama bahwa Terapi gen (Gene Therapy) bisa efektif dalam mengobati kanker.
Pada Maret 2006 kelompok internasional ilmuwan mengumumkan keberhasilan penggunaan gen terapi untuk mengobati dua pasien dewasa untuk penyakit yang menyerang myeloid sel. Penelitian yang diterbitkan dalam Nature Medicine, dipercaya menjadi orang pertama yang menunjukkan bahwa Terapi gen (Gene Therapy) dapat menyembuhkan penyakit pada sistem myeloid.
Pada bulan Mei 2006, sebuah tim ilmuwan yang dipimpin oleh Dr Luigi Naldini dan Dr Brian Brown dari San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy (HSR-TIGET) di Milan, Italia melaporkan sebuah terobosan untuk Terapi gen (Gene Therapy) di mana mereka mengembangkan sebuah cara untuk mencegah sistem kekebalan dari menolak gen yang baru dikirimkan. Serupa dengan transplantasi organ, Terapi gen (Gene Therapy) telah diganggu oleh masalah penolakan kekebalan. Sejauh ini, pengiriman dari 'normal' gen telah sulit karena sistem kekebalan mengenali gen baru sebagai asing dan sel-sel menolak membawanya. Untuk mengatasi masalah ini, HSR-kelompok TIGET dimanfaatkan jaringan yang baru terungkap gen diatur oleh molekul yang dikenal sebagai microRNAs. Kelompok Dr Naldini beralasan bahwa mereka bisa menggunakan fungsi alami ini untuk selektif microRNA mematikan identitas mereka gen terapeutik di dalam sel dari sistem kekebalan tubuh dan mencegah gen dari yang ditemukan dan dihancurkan. Para peneliti menyuntik tikus dengan gen yang mengandung sel imun sasaran microRNA urutan, dan spektakuler, tikus-tikus tidak menolak gen, seperti yang sebelumnya terjadi ketika vektor tanpa sekuens target microRNA digunakan. Karya ini akan memiliki implikasi penting untuk pengobatan Hemofilia dan penyakit genetik lainnya dengan terapi gen.
Pada November 2006, para peneliti di University of Pennsylvania School of Medicine melaporkan VRX496, sebuah gen berbasis immunotherapy untuk pengobatan human immunodeficiency virus (HIV) yang menggunakan lentiviral vektor untuk pengiriman dari suatu antisense gen terhadap HIV amplop. Fase I Dalam persidangan mendaftarkan lima mata pelajaran dengan infeksi HIV kronis yang telah gagal untuk menanggapi setidaknya dua ARV rejimen, satu infus intravena autologous CD4 sel T VRX496 genetik diubah dengan aman dan dapat ditoleransi dengan baik. Semua pasien telah stabil atau menurun viral load; empat dari lima pasien telah stabil atau meningkatkan jumlah sel CD4. Selain itu, semua lima pasien telah stabil atau meningkat respon kekebalan terhadap HIV antigen dan patogen. Ini evaluasi pertama dari vektor lentiviral diberikan dalam US Food and Drug Administration-percobaan klinis pada manusia yang disetujui untuk setiap penyakit. Data dari yang sedang berlangsung Fase I / II uji klinis CROI dipresentasikan pada 2009.
4. 2007
Tanggal 1 Mei 2007 Moorfields Eye Hospital dan University College London 's Institute of Opthalmology mengumumkan pertama di dunia Terapi gen (Gene Therapy) sidang Warisan penyakit retina. Operasi pertama dilakukan pada tahun 23 Inggris laki-laki, Robert Johnson, pada awal tahun 2007. Leber's kongenital amaurosis Warisan menyilaukan merupakan penyakit yang disebabkan oleh mutasi pada RPE65 gen. Hasil Moorfields / UCL pengadilan tersebut diterbitkan di New England Journal of Medicine pada bulan April 2008. Mereka meneliti keamanan pengiriman subretinal rekombinan terkait Adeno virus (AAV) RPE65 membawa gen, dan menemukan itu memberikan hasil positif, dengan pasien mengalami peningkatan sederhana visi, dan, mungkin lebih penting, yang tidak jelas efek samping.
Masalah_Masalah yang dihadapi Dalam Terapi Gen
1. Molekul antisense RNA harus menghindari pemecahan oleh enzim nuklease yang akan memotong asam nukleat menjadi basanya. Enzim ini ada di mana-mana, baik di dalam sirkulasi darah maupun di dalam sel. Untuk membuat asam nukleat lebih resisten terhadap enzim ini telah dibuat beberapa strategi, salah satunya adalah dengan cara mengganti oksigen pada jembatan basa dengan sulfur, sehingga menghasilkan jembatan fosforotioat yang lebih resiten.
2. Terapi harus masuk ke dalam sel.
Kendala ini merupakan masalah klasik dalam menggunaan materi genetik dalam pengobatan. Para peneliti telah berusaha untuk merekayasa sistem penghantaran untuk kultur sel. Sebagaimana sistem penghantaran materi genetik yang lain, secara teori penghantaran siRNA dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu (1) introduksi langsung siRNA sinetik ; (2) introduksi suatu plasmid atau virus yang menyandi sekuens gen yang akan memproduksi siRNA yang sesuai. Cara kedua dianggap sebagai cara yang lebih baik karena memberikan efek yang lebih lama. Asam nukleat bebas mempunyai muatan negatif yang kuat yang berasal dari gugus fosfat dari tulang punggung struktur asam nukleat. Hal ini membuat molekul tersebut mudah larut dalam air, tetapi tidak dapat larut dalam lemak ganda struktur membran sel. Dengan menggabungkan asam nukleat dengan suatu pembawa yang berfungsi meningkatkan transpor ke dalam sel; atau juga dikemas dalam suatu kapsul lemak, misalnya liposom, yang telah digunakan secara luas untuk transport amfoterisin dan beberapa obat kanker, diharapkan dapat memenuhi keperluan penghantarannya (Ananthaswamy, 2003). Dilaporkan pula suatu sistem penghantar yang sangat menjanjikan, yaitu berupa ligan peptida dari suatu reseptor kompleks enzim serpin yang dibuat membentuk kompleks dengan materi genetik ini, yang mana dapat menghantar ke berbagai sel target (Roberts, 2004). Walaupun sampai saat ini belum ditemukan sistem penghantaran yang sesuai, para ahli tetap optimis. Sebagian dari mereka yakin, bahwa penghantaran antisense RNA dan siRNA mungkin tidak memerlukan vektor berupa virus, ataupun sistem penghantaran yang eksotik seperti pada terapi gen. Mereka berpendapat bahwa siRNA dapat secara langsung diintoduksikan ke jaringan seperti telah disebutkan di atas. Namun demikian, hal inipun bukan berarti tanpa masalah, karena tubuh manusia akan dengan cepat mendegradasi siRNA yang masuk. Untuk mengatasi hal tersebut perlu dilakukan upaya untuk meningkatakan stabilitas siRNA, salah satunya dengan modifikasi kimia (Downward, 2004; Lucentini, 2004).
3. Di dalam sel, antisense dan siRNA harus ditransportasikan dengan benar.
Mula-mula RNA ditangkap dalam endosom, kemudian bertemu dengan lisosom untuk degradasi intraseluler. Hanya sebagian kecil yang bisa lolos melewati pemecahan endosomal. Setelah bebas di dalam sitoplasma, molekul ini masuk ke dalam nukleus, kemudian berdifusi lewat pori-pori membran, dan di dalam nukleus ini akan bertemu dengan target. Jika seluruh gen atau messenger di dalam nukleus dalam keadaan tidak terlindungi atau berbentuk linier, pelaksanaan terapi akan lebih mudah. Pada kenyataannya, baik DNA maupun RNA terlipat secara rapi dan juga diselubungi oleh protein biasa. Pada RNA masalah menjadi sangat berat, karena pengetahuan tentang struktur RNA yang terlipat di dalam sel hidup masih sangat sedikit. Untuk mencapai sasaran terapi, masih digunakan cara dengan RNA dimulai pada target lokasi awal untuk transkripsi atau translasi, dengan harapan bahwa lokasi tersebut relatif terbuka (Agrawal, et al., 2003).
4. Masalah selanjutnya adalah bagaimana dapat terjadi interaksi antara terapi dan target, sehinga dapat menghasilkan hibrida yang stabil.
Antara basa guanin (G) dengan sitosin (C) terdapat tiga ikatan hidrogen, sehingga merupakan ikatan yang lebih stabil dibandingkan dengan dua ikatan hidrogen antara adenin (A) dengan timin (T). Panjang minimum untuk rancangan suatu untai RNA ditentukan oleh besarnya genom. Di dalam genom manusia, bagi molekul RNA yang terdiri dari basa berjumlah kurang dari 12-15, tampaknya akan mengalami proses penggandaan, dan mungkin akan merusak gen atau messenger yang tidak sesuai. Oleh karena itu, agar terapi stabil dan dikenali, maka panjang basa nukleotidanya adalah antara 13-20 basa.
5. Setelah terbentuk hibrida, tugas selanjutnya adalah merusak target.
Antisense yang dirancang untuk mRNA akan berhasil jika didukung oleh enzim RNase H, yaitu enzim yang bekerja memotong messenger. Jika antisense adalah untai tunggalDNA, maka akan langsung berpartisipasi dalam destruksi messenger selanjutnya. Destruksi messenger ini memang diinginkan. Akan tetapi hibrid ini lambat laun akan menimbulkan instruksi genetik yang dapat menerjemahkannya ke dalam protein yang berhubungan dengan penyakit, dan ini dilakukan oleh ribosom yang mempunyai aktivitas instrinsik untuk menguraikan dan memfasilitasipembacaan pesan genetik tersebut. Untuk menghindari hal ini, harus dibuat antisense yang ikatannya kuat. Dupleks DNA / RNA lebih lemah daripada dupleks RNA /DNA, maka sedang pula dikembangkan usaha untuk membuat DNA yang mirip RNA (Agrawal, et al., 2003).
6. Dari sisi efikasi, RNAi telah diketahui menunjukkan spesifisitas yang cukup tinggi. Akan tetapi, sebagaimana molekul-molekul kecil yang lain, kemungkinan terjadinya masalah dalam aplikasi klinik tetaplah ada. Efek samping yang mungkin saja terjadi berupa terhambatnya ekspresi gen-gen lain yang bukan target, baik akibat degradasi mRNA, penghambatan translasi, ataupun melalui induksi penekanan gen secara global dengan jalan mengaktifkan respons interferon, terlebih jika siRNA diekspresikan oleh vektor virus.
7. Karena virus bisa menyerang lebih dari satu jenis sel, jika disuntikkan ke dalam tubuh bisa saja virus tersebut memasuki sel tubuh yang lain, bukan hanya sel kanker seperti yang diharapkan. Atau, kalau gen yang ditransfer menempel pada lokasi yang salah dalam rantai DNA, hal ini bisa menimbulkan mutasi yang berbahaya, bahkan kanker jenis baru. Jika gen tersebut “salah sasaran” mengenai sel reproduksi, maka mutasi ini akan diturunkan juga pada keturunan penderita, jika kelak si penderita punya anak. Ada juga kemungkinan gen yang ditransfer tersebut bereaksi berlebihan di lingkungan barunya (sel kanker) sehingga malah menimbulkan peradangan, atau memicu reaksi pertahanan/perlawanan dari sel kankernya. Bagaimana juga kalau virus yang telah direkayasa itu malah menular kepada orang lain yang sehat? Para ilmuwan terus mencari cara yang aman dan memberikan hasil paling optimal sesuai dengan kondisi penderita yang berbeda-beda.
Baca juga Pengertian terapi gen Jenis-jenis terapi gen Vektor dalam terapi gen terapi gen senjata baru melawan penyakit
Terapi gen merupakan pendekatan baru dalam pengobatan kanker, yang saat ini masih bersifat eksperimental. Sejak mengetahui bahwa kanker merupakan penyakit akibat mutasi gen, para ahli mulai berpikir bahwa terapi gen tentu efektif untuk mengobatinya. Apalagi kanker jauh lebih banyak penderitanya dibandingkan dengan penyakit keturunan akibat kelainan genetis yang selama ini diobati dengan terapi gen.
Kebanyakan terapi gen difokuskan untuk mengatasi penyakit kanker. Salah satu pendekatan yang dilakukan Shenzhen SiBiono GeneTech, sebuah perusahaan di RRC, adalah menggantikan tumor-supressor gene yang rusak dengan versi yang benar. Pada tahun 2003 perusahaan itu berhasil mengobati penyakit kanker pada kepala dan leher pada sekitar 10% dari 2,5 juta penderita kanker di RRC setiap tahunnya dan memperoleh hak untuk mengomersialisasikan untuk pertama kalinya terapi gen di sana.
Terapi menjanjikan lainnya adalah virotherapy. Teknik ini memanfaatkan virus secara selektif untuk menyerang hanya sel kanker saja. Ada sekitar lusinan uji coba dilakukan di area tersebut. Pada tahun 2006 peneliti dari Hebrew University di Israel mengisolasikan sebuah varian virus yang menyebabkan penyakit Newcastle, sebuah penyakit menular pada burung yang mematikan. Varian ini dapat disasarkan pada sel kanker terpilih pada manusia. Uji coba pada pasien kanker otak mampu menyembuhkan satu dari 14 pasien yang ditangani.
Saat ini para ilmuwan sedang mencoba beberapa cara kerja terapi gen untuk pengobatan penyakit seperti kanker, terapi gen dimaksudkan untuk membunuh sel kanker:
1. Menambahkan gen sehat pada sel yang memiliki gen cacat atau tidak lengkap. Contohnya, sel sehat memiliki “gen penekan tumor” seperti p53 yang mencegah terjadinya kanker. Setelah diteliti, ternyata pada kebanyakan sel kanker gen p53 rusak atau bahkan tidak ada. Dengan memasukkan gen p53 yang normal ke dalam sel kanker, diharapkan sel tersebut akan normal dan sehat kembali.
2. Menghentikan aktivitas “gen kanker” (oncogenes). “Gen kanker” merupakan hasil mutasi dari sel normal, yang menyebabkan sel tersebut membelah secara liar menjadi kanker. Ada juga gen yang menyebabkan sel kanker bermetastase (menjalar) ke bagian tubuh lain. Menghentikan aktivitas gen ini atau protein yang dibentuknya, dapat mencegah kanker membesar maupun menyebar.
3. Menambahkan gen tertentu pada sel kanker sehingga lebih peka terhadap kemoterapi maupun radiasi, atau menghalangi kerja gen yang dapat membuat sel kanker kebal terhadap obat-obat kemoterapi. Juga dicoba cara lain, membuat sel sehat lebih kebal terhadap kemoterapi dosis tinggi, sehingga tidak menimbulkan efek samping.
4. Menambahkan gen tertentu sehingga sel-sel tumor/kanker lebih mudah dikenali dan dihancurkan oleh sistem kekebalan tubuh. Atau sebaliknya, menambahkan gen pada sel-sel kekebalan tubuh sehingga lebih mudah mendeteksi dan menghancurkan sel-sel kanker.
5. Menghentikan gen yang berperan dalam pembentukan jaringan pembuluh darah baru (angiogenesis) atau menambahkan gen yang bisa mencegah angiogenesis. Jika suplai darah dan makanannya terhenti, kanker akan berhenti tumbuh, atau bahkan mengecil lalu mati.
6. Memberikan gen yang mengaktifkan protein toksik tertentu pada sel kanker, sehingga sel tersebut melakukan aksi “bunuh diri” (apoptosis).
Gambar: 1.3 (penyakit kanker)
2. Melawan penyakit HIV
Para peneliti melaporkan hasil yang menjanjikan dari percobaan klinis terbesar mengenai terapi gen bagi pasien HIV. Menurut Peneliti, walaupun menjanjikan, masih diperlukan lebih banyak lagi penelitian untuk menemukan penanganan baru yang efektif.
Terapi gen dipertimbangkan sebagai alternatif terhadap penggunaan obat-obatan. Para peneliti berharap bisa melawan virus dengan memasukkan gen ke dalam tubuh pasien yang terinfeksi.
Dalam studi baru tersebut, para peneliti fokus terhadap satu molekul yang berperan melawan virus AIDS. Para ilmuwan merekrut 74 orang yang positif HIV dan menyuntikkan molekul yang disebut dengan OZ1 atau placebo melalui urat nadi. Pasien kemudian membuat siklus menggunakan dan tidak menggunakan obat mereka sehingga para peneliti bisa melihat apakah virus kembali terbentuk.
3. Koreksi Terhadap Gen Yang Dapat Meyebabkan Kebutaan
Gambar: 1.4 (Retina mata)
Baru-baru ini terbetik kabar gembira dari peneliti di Universitas Pennsylvania, AS setelah mereka berhasil melakukan koreksi terhadap gen yang dapat menyebabkan kebutaan. Demikian laporan terbaru dari The New England Journal of Medicine.
Mereka memanfaatkan virus yang secara genetika telah direkayasa untuk memperkenalkan versi gen bernama RPE65 kepada 6 orang penderita penyakit retina mata yang lazim disebut Leber’s congenital amaurosis. Empat pasien mengalami kemajuan dalam penglihatan. Percobaan sebelumnya dengan teknik sama pada anjing yang mengalami kebutaan juga berjalan sukses.
Katherine High dari Howard Hughes Medical Institute di Maryland, AS dan salah satu direktur dalam proyek riset itu, optimis keberhasilan itu masih dapat diperluas. Ia mengharapkan penelitian itu akan mampu mengoreksi 10 kerusakan genetik yang dapat mengakibat seseorang menderita penyakit Leber’s, seperti beberapa bentuk dari retinitis pigmentosa, nama sekelompok kondisi genetik mata.
Terapi pada penyakit seperti cystic fibrosis atau muscular dystrophy, yang melibatkan satu atau beberapa perubahan genetika turunan, uji klinisnya dilakukan dengan mengoreksi versi dari gen yang cacat pada pasien.. Len Seymour, peneliti pada Universitas Oxford , menggunakan pendekatan DNA sebagai obat.
Dulu, kata dr. Seymour, orang berpikir salah bahwa akan mudah untuk memperkenalkan material genetik pada sel penyakit. Ia mengibaratkan usaha peneliti untuk memperkenalkan gen itu seperti " melemparkan karburator ke tempat duduk mobil dan mengharapkan mobil itu bergerak".
Sukses yang sudah diperoleh sejauh ini terjadi pada penyakit yang relatif mudah untuk memperkenalkan gen. Pada SCID, misalnya, sel sumsum tulang belakang awal dapat dipindahkan, diperbaiki dan kemudian disuntikkan kembali ke tempatnya. Pada kasus Leber’s congenital amaurosis virus yang membawa gen yang telah diperbaiki dapat disuntikkan langsung ke retina yang kemudian lansung menginfeksi sel retina. Suntikan langsung juga dipergunakan dalam uji terapi gen pada pasien penderita Parkinsons serta pada pasien yang menderita muscular dystrophy.
Masalah lain terapi gen terletak pada vector pembawa gen yakni si virus. Kadang-kadang virus ini memprovokasi reaksi kekebalan yang kuat --- yang telah membawa kematian pada Jesse Gelsinger, pemuda AS umur 18 tahun, yang memiliki gen rusak yang mencegah organ hatinya memproduksi enzim yang mampu menghancurkan ammonia. Pada 1999 ia merupakan orang pertama yang dupublikasikan meninggal sebagai akibat uji klinis dari terapi gen.
Sekalipun perkembangannya lambat, Dr High optimis tentang masa depan terapi gen. Dia mengingatkan bahwa terapi gen baru dimulai sungguh-sungguh 15 tahun yang lalu ( ketika uji SCID dimulai). Ini, dia menambahkan, harus memasuki konteks: pengembangan dari pencangkokan sumsum tulang belakang atau monoclonal-antibody. Kedua-duanya membutuhkan waktu beberapa dekade. Obat yang " biologis", seperti vaksin, monoclonal antibodies dan terapi gen, berasal dari proses biologi dan lebih kompleks dibanding bahan-kimia yang secara tradisional menjadi arus utama dunia farmasi.
terapi gen boleh jadi cabang paling rumit dari ilmu biologi. Penelitian saat ini masih pada tingkat dasar anak tangga dari sebuah tangga yang tinggi. Tetapi, kemajuan pesat di bidang medis memungkinkan keberhasilan terapi gen yang lebih besar lagi di masa depan.
Perkembangan dalam Terapi Gen
1. 2002 dan sebelumnya
Pendekatan Terapi gen (Gene Therapy) baru perbaikan kesalahan dalam RNA kurir berasal dari cacat gen. Teknik ini memiliki potensi untuk mengobati kelainan darah thalassaemia, cystic fibrosis, dan beberapa jenis kanker. Lihat Halus Terapi gen (Gene Therapy) menangani gangguan darah di NewScientist.com (11 Oktober 2002).Para peneliti di Case Western Reserve University dan Copernicus Therapeutics mampu menciptakan liposomes kecil di 25 nanometer yang dapat membawa DNA terapeutik melalui pori-pori di membran nuklir.
Penyakit sel sabit pada tikus berhasil diobati. Keberhasilan pusat multi-sidang untuk merawat anak-anak dengan SCID (berat kombinasi defisiensi imun atau "gelembung anak laki-laki" penyakit) yang diselenggarakan dari tahun 2000 dan 2002 adalah mempertanyakan ketika dua dari sepuluh anak-anak dirawat di pusat Paris sidang mengembangkan sebuah kondisi seperti leukemia . Uji klinis dihentikan sementara pada tahun 2002, namun kembali setelah review regulasi protokol di Amerika Serikat, Britania Raya, Perancis, Italia, dan Jerman.
Genetika sebelum kelahiran menunjukkan bahwa dia telah SCID. Darah dihapus dari Andrew plasenta dan tali pusat segera setelah lahir, mengandung sel-sel induk. Alel bahwa kode untuk ADA diperoleh dan dimasukkan ke dalam retrovirus. Retrovirus dan sel-sel induk campuran, setelah itu mereka masuk dan memasukkan gen ke dalam sel-sel induk 'kromosom. Sel induk berisi ADA kerja gen disuntikkan ke dalam sistem darah Andrew melalui vena. Suntikan enzim ADA juga diberikan mingguan. Selama empat tahun T-sel (sel darah putih), yang diproduksi oleh sel-sel induk, yang dibuat dengan menggunakan enzim ADA ADA gen. Setelah empat tahun lebih pengobatan diperlukan.
2. 2003
Pada tahun 2003 sebuah Universitas California, Los Angeles, tim peneliti gen disisipkan ke otak menggunakan liposomes dilapisi polimer yang disebut polietilen glikol (PEG). Transfer gen ke dalam otak adalah sebuah prestasi penting karena vektor virus terlalu besar untuk menyeberangi "penghalang darah-otak." Metode ini memiliki potensi untuk mengobati penyakit Parkinson.
Interferensi RNA atau gene silencing mungkin merupakan cara baru untuk mengobati penyakit Huntington. Potongan pendek double-stranded RNA (pendek, campur RNA atau siRNAs) digunakan oleh sel untuk mendegradasi RNA urutan tertentu. Jika siRNA yang dirancang untuk cocok dengan RNA disalin dari gen yang rusak, maka produk protein abnormal gen itu tidak akan diproduksi. Lihat Terapi gen
3. 2006
Para ilmuwan di National Institute of Health (Bethesda, Maryland) telah berhasil merawat melanoma metastatik dalam dua pasien yang menggunakan sel T pembunuh secara genetis retargeted untuk menyerang sel-sel kanker. Studi ini merupakan demonstrasi pertama bahwa Terapi gen (Gene Therapy) bisa efektif dalam mengobati kanker.
Pada Maret 2006 kelompok internasional ilmuwan mengumumkan keberhasilan penggunaan gen terapi untuk mengobati dua pasien dewasa untuk penyakit yang menyerang myeloid sel. Penelitian yang diterbitkan dalam Nature Medicine, dipercaya menjadi orang pertama yang menunjukkan bahwa Terapi gen (Gene Therapy) dapat menyembuhkan penyakit pada sistem myeloid.
Pada bulan Mei 2006, sebuah tim ilmuwan yang dipimpin oleh Dr Luigi Naldini dan Dr Brian Brown dari San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy (HSR-TIGET) di Milan, Italia melaporkan sebuah terobosan untuk Terapi gen (Gene Therapy) di mana mereka mengembangkan sebuah cara untuk mencegah sistem kekebalan dari menolak gen yang baru dikirimkan. Serupa dengan transplantasi organ, Terapi gen (Gene Therapy) telah diganggu oleh masalah penolakan kekebalan. Sejauh ini, pengiriman dari 'normal' gen telah sulit karena sistem kekebalan mengenali gen baru sebagai asing dan sel-sel menolak membawanya. Untuk mengatasi masalah ini, HSR-kelompok TIGET dimanfaatkan jaringan yang baru terungkap gen diatur oleh molekul yang dikenal sebagai microRNAs. Kelompok Dr Naldini beralasan bahwa mereka bisa menggunakan fungsi alami ini untuk selektif microRNA mematikan identitas mereka gen terapeutik di dalam sel dari sistem kekebalan tubuh dan mencegah gen dari yang ditemukan dan dihancurkan. Para peneliti menyuntik tikus dengan gen yang mengandung sel imun sasaran microRNA urutan, dan spektakuler, tikus-tikus tidak menolak gen, seperti yang sebelumnya terjadi ketika vektor tanpa sekuens target microRNA digunakan. Karya ini akan memiliki implikasi penting untuk pengobatan Hemofilia dan penyakit genetik lainnya dengan terapi gen.
Pada November 2006, para peneliti di University of Pennsylvania School of Medicine melaporkan VRX496, sebuah gen berbasis immunotherapy untuk pengobatan human immunodeficiency virus (HIV) yang menggunakan lentiviral vektor untuk pengiriman dari suatu antisense gen terhadap HIV amplop. Fase I Dalam persidangan mendaftarkan lima mata pelajaran dengan infeksi HIV kronis yang telah gagal untuk menanggapi setidaknya dua ARV rejimen, satu infus intravena autologous CD4 sel T VRX496 genetik diubah dengan aman dan dapat ditoleransi dengan baik. Semua pasien telah stabil atau menurun viral load; empat dari lima pasien telah stabil atau meningkatkan jumlah sel CD4. Selain itu, semua lima pasien telah stabil atau meningkat respon kekebalan terhadap HIV antigen dan patogen. Ini evaluasi pertama dari vektor lentiviral diberikan dalam US Food and Drug Administration-percobaan klinis pada manusia yang disetujui untuk setiap penyakit. Data dari yang sedang berlangsung Fase I / II uji klinis CROI dipresentasikan pada 2009.
4. 2007
Tanggal 1 Mei 2007 Moorfields Eye Hospital dan University College London 's Institute of Opthalmology mengumumkan pertama di dunia Terapi gen (Gene Therapy) sidang Warisan penyakit retina. Operasi pertama dilakukan pada tahun 23 Inggris laki-laki, Robert Johnson, pada awal tahun 2007. Leber's kongenital amaurosis Warisan menyilaukan merupakan penyakit yang disebabkan oleh mutasi pada RPE65 gen. Hasil Moorfields / UCL pengadilan tersebut diterbitkan di New England Journal of Medicine pada bulan April 2008. Mereka meneliti keamanan pengiriman subretinal rekombinan terkait Adeno virus (AAV) RPE65 membawa gen, dan menemukan itu memberikan hasil positif, dengan pasien mengalami peningkatan sederhana visi, dan, mungkin lebih penting, yang tidak jelas efek samping.
Masalah_Masalah yang dihadapi Dalam Terapi Gen
1. Molekul antisense RNA harus menghindari pemecahan oleh enzim nuklease yang akan memotong asam nukleat menjadi basanya. Enzim ini ada di mana-mana, baik di dalam sirkulasi darah maupun di dalam sel. Untuk membuat asam nukleat lebih resisten terhadap enzim ini telah dibuat beberapa strategi, salah satunya adalah dengan cara mengganti oksigen pada jembatan basa dengan sulfur, sehingga menghasilkan jembatan fosforotioat yang lebih resiten.
2. Terapi harus masuk ke dalam sel.
Kendala ini merupakan masalah klasik dalam menggunaan materi genetik dalam pengobatan. Para peneliti telah berusaha untuk merekayasa sistem penghantaran untuk kultur sel. Sebagaimana sistem penghantaran materi genetik yang lain, secara teori penghantaran siRNA dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu (1) introduksi langsung siRNA sinetik ; (2) introduksi suatu plasmid atau virus yang menyandi sekuens gen yang akan memproduksi siRNA yang sesuai. Cara kedua dianggap sebagai cara yang lebih baik karena memberikan efek yang lebih lama. Asam nukleat bebas mempunyai muatan negatif yang kuat yang berasal dari gugus fosfat dari tulang punggung struktur asam nukleat. Hal ini membuat molekul tersebut mudah larut dalam air, tetapi tidak dapat larut dalam lemak ganda struktur membran sel. Dengan menggabungkan asam nukleat dengan suatu pembawa yang berfungsi meningkatkan transpor ke dalam sel; atau juga dikemas dalam suatu kapsul lemak, misalnya liposom, yang telah digunakan secara luas untuk transport amfoterisin dan beberapa obat kanker, diharapkan dapat memenuhi keperluan penghantarannya (Ananthaswamy, 2003). Dilaporkan pula suatu sistem penghantar yang sangat menjanjikan, yaitu berupa ligan peptida dari suatu reseptor kompleks enzim serpin yang dibuat membentuk kompleks dengan materi genetik ini, yang mana dapat menghantar ke berbagai sel target (Roberts, 2004). Walaupun sampai saat ini belum ditemukan sistem penghantaran yang sesuai, para ahli tetap optimis. Sebagian dari mereka yakin, bahwa penghantaran antisense RNA dan siRNA mungkin tidak memerlukan vektor berupa virus, ataupun sistem penghantaran yang eksotik seperti pada terapi gen. Mereka berpendapat bahwa siRNA dapat secara langsung diintoduksikan ke jaringan seperti telah disebutkan di atas. Namun demikian, hal inipun bukan berarti tanpa masalah, karena tubuh manusia akan dengan cepat mendegradasi siRNA yang masuk. Untuk mengatasi hal tersebut perlu dilakukan upaya untuk meningkatakan stabilitas siRNA, salah satunya dengan modifikasi kimia (Downward, 2004; Lucentini, 2004).
3. Di dalam sel, antisense dan siRNA harus ditransportasikan dengan benar.
Mula-mula RNA ditangkap dalam endosom, kemudian bertemu dengan lisosom untuk degradasi intraseluler. Hanya sebagian kecil yang bisa lolos melewati pemecahan endosomal. Setelah bebas di dalam sitoplasma, molekul ini masuk ke dalam nukleus, kemudian berdifusi lewat pori-pori membran, dan di dalam nukleus ini akan bertemu dengan target. Jika seluruh gen atau messenger di dalam nukleus dalam keadaan tidak terlindungi atau berbentuk linier, pelaksanaan terapi akan lebih mudah. Pada kenyataannya, baik DNA maupun RNA terlipat secara rapi dan juga diselubungi oleh protein biasa. Pada RNA masalah menjadi sangat berat, karena pengetahuan tentang struktur RNA yang terlipat di dalam sel hidup masih sangat sedikit. Untuk mencapai sasaran terapi, masih digunakan cara dengan RNA dimulai pada target lokasi awal untuk transkripsi atau translasi, dengan harapan bahwa lokasi tersebut relatif terbuka (Agrawal, et al., 2003).
4. Masalah selanjutnya adalah bagaimana dapat terjadi interaksi antara terapi dan target, sehinga dapat menghasilkan hibrida yang stabil.
Antara basa guanin (G) dengan sitosin (C) terdapat tiga ikatan hidrogen, sehingga merupakan ikatan yang lebih stabil dibandingkan dengan dua ikatan hidrogen antara adenin (A) dengan timin (T). Panjang minimum untuk rancangan suatu untai RNA ditentukan oleh besarnya genom. Di dalam genom manusia, bagi molekul RNA yang terdiri dari basa berjumlah kurang dari 12-15, tampaknya akan mengalami proses penggandaan, dan mungkin akan merusak gen atau messenger yang tidak sesuai. Oleh karena itu, agar terapi stabil dan dikenali, maka panjang basa nukleotidanya adalah antara 13-20 basa.
5. Setelah terbentuk hibrida, tugas selanjutnya adalah merusak target.
Antisense yang dirancang untuk mRNA akan berhasil jika didukung oleh enzim RNase H, yaitu enzim yang bekerja memotong messenger. Jika antisense adalah untai tunggalDNA, maka akan langsung berpartisipasi dalam destruksi messenger selanjutnya. Destruksi messenger ini memang diinginkan. Akan tetapi hibrid ini lambat laun akan menimbulkan instruksi genetik yang dapat menerjemahkannya ke dalam protein yang berhubungan dengan penyakit, dan ini dilakukan oleh ribosom yang mempunyai aktivitas instrinsik untuk menguraikan dan memfasilitasipembacaan pesan genetik tersebut. Untuk menghindari hal ini, harus dibuat antisense yang ikatannya kuat. Dupleks DNA / RNA lebih lemah daripada dupleks RNA /DNA, maka sedang pula dikembangkan usaha untuk membuat DNA yang mirip RNA (Agrawal, et al., 2003).
6. Dari sisi efikasi, RNAi telah diketahui menunjukkan spesifisitas yang cukup tinggi. Akan tetapi, sebagaimana molekul-molekul kecil yang lain, kemungkinan terjadinya masalah dalam aplikasi klinik tetaplah ada. Efek samping yang mungkin saja terjadi berupa terhambatnya ekspresi gen-gen lain yang bukan target, baik akibat degradasi mRNA, penghambatan translasi, ataupun melalui induksi penekanan gen secara global dengan jalan mengaktifkan respons interferon, terlebih jika siRNA diekspresikan oleh vektor virus.
7. Karena virus bisa menyerang lebih dari satu jenis sel, jika disuntikkan ke dalam tubuh bisa saja virus tersebut memasuki sel tubuh yang lain, bukan hanya sel kanker seperti yang diharapkan. Atau, kalau gen yang ditransfer menempel pada lokasi yang salah dalam rantai DNA, hal ini bisa menimbulkan mutasi yang berbahaya, bahkan kanker jenis baru. Jika gen tersebut “salah sasaran” mengenai sel reproduksi, maka mutasi ini akan diturunkan juga pada keturunan penderita, jika kelak si penderita punya anak. Ada juga kemungkinan gen yang ditransfer tersebut bereaksi berlebihan di lingkungan barunya (sel kanker) sehingga malah menimbulkan peradangan, atau memicu reaksi pertahanan/perlawanan dari sel kankernya. Bagaimana juga kalau virus yang telah direkayasa itu malah menular kepada orang lain yang sehat? Para ilmuwan terus mencari cara yang aman dan memberikan hasil paling optimal sesuai dengan kondisi penderita yang berbeda-beda.
Baca juga Pengertian terapi gen Jenis-jenis terapi gen Vektor dalam terapi gen terapi gen senjata baru melawan penyakit
SUBSCRIBE TO OUR NEWSLETTER
hebat, berjuang terus ok...:)
BalasHapus