BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang Teknologi DNA rekombinan atau sering juga disebut rekayasa genetika merupakan teknologi yang memanfaatkan proses replikasi, transkripsi dan translasi untuk memanipulasi, mengisolasi dan mengekspresikan suatu gen dalam organisme yang berbeda. Biasanya gen dari organisme yang lebih tinggi diekspresikan pada organisme yang lebih rendah. Teknologi ini juga memberikan kesempatan yang tidak terbatas untuk menciptakan kombinasi baru dari gen yang tidak ada pada kondisi normal. Melalui rekayasa genetika, akan dihasilkan kombinasi baru dari materi genetik melalui penyisipan molekul asam nukleat kedalam suatu sistem DNA vektor (plasmid bakteri, virus dan lain-lain) dan kemudian memasukkan vektor ini kedalam suatu inang sehingga akan dihasilkan suatu produk gen dalam jumlah banyak.Rekayasa genetika telah banyak digunakan dalam berbagai bidang diantaranya dalam bidang pertanian (tanaman transgenik), pangan, pembuatan antibiotic, peternakan (kloning hewan), pengolahan limbah, pembuatan protein rekombinan, pembuatan enzim (streptokinase, rekombinase), pembuatan hormone (growth hormone) serta pembuatan vaksin (polio, hepatitis B, dan cacar). Dalam hal ini, produksi vaksin salah satunya vaksin hepatitis B dapat diterapkan dengan teknik rekayasa genetik dari sel ragi.Infeksi virus hepatitis B dapat menyebabkan penyakit hati menahun, sirosis dan karsinoma hepatoselular. Di seluruh dunia diperkirakan ada lebih 200 juta orang sebagai carrier virus hepatitis B. Oleh karena itu, vaksin dalam imunisasi diperlukan terutama bagi yang mempunyai resiko infeksi tinggi, antara lain berdasarkan pola epidemiologi, faktor sisio ekonomi, budaya dan lingkungan. Selain itu adanya transmisi perinatal virus hepatitis B di beberapa tempat menunjukan pentingnya imunisasi bayi, terutama yang lahir dari ibu karier (Poland, 2009).Tujuan vaksinasi hepatitis B antara lain untuk mencegah penyakit klinis dan transmisi virus hepatitis B ke individu lain. Faktor yang mempengaruhi imunogenisitas pada waktu imunisasi antara lain faktor host dan faktor imunisasi. Faktor host meliputi umur, lingkungan dan genetik, sedang faktor imunisasi meliputi tempat inokulasi, dosis, vaksin dan program imunisasi.Kemajuan di bidang genetika molekuler dan kimia asam nukleat, telah memungkinkan identifikasi dan analisis gen pengkode substansi aktif, transfer di antara organisme dan memproduksinya di bawah kondisi terkontrol. Gen pengkode produk tertentu dapat diisolasi dan dibiakkan untuk memproduksi zat tersebut, dengan cara memasukkan molekul DNA (alami atau sintetik) ke dalam vektor yang sesuai, kemudian dimasukkan ke dalam host.Teknik rekombinan ini telah membuka jalan untuk mengembangkan produksi vaksin, terutama sumber infeksi yang belum tersedia vaksinnya dan untuk meningkatkan vaksin yang ada. Pendekatan baru terhadap perkembangan vaksin ini sangat berharga terutama untuk mikroorganisme/virus yang tidak dapat dibiakkan dengan metode yang ada, seperti virus hepatitis B.Teknologi rekombinan DNA ini telah berhasil digunakan untuk memproduksi HBs Ag dengan berbagai sel antara lain sel prokariot seperti E. coli dan B. subtilis, sel eukariot seperti sel S. cerevisiae, sel CHO dan sebagainya (Heriansyah, 2011).Vaksin hepatitis B yang diproduksi sel ragi rekombinan telah menjalani pengujian keamanan, imunogenisitas dan evaluasi klinis. Hasilnya menunjukkan bahwa vaksin ini aman, antigenik dan relatif bebas efek samping yang merugikan, bahkan vaksin ini telah dilisensikan dan diproduksi di berbagai negara (Poland, 2009).Salah satu keuntungan vaksin dari sel ragi dibanding dari plasma yaitu siklus produksinya dapat dikurangi, dan konsistensi dari batch ke batch lebih mudah diperoleh. Bahkan antigen yang berasal dari sel ragi juga telah dicoba disiapkan dalam bentuk micellar. Vaksin polipeptida micelle ini di dalam laboratorium dilaporkan lebih antigenik (Isbagyo, 2005).

B. Tujuan Mengetahui peranan rekayasa genetika dalam bidang kesehatan khususnya dalam menangani penyakit Hepatitis B. Salah satu produk rekayasa genetika adalah Vaksin Hepatitis B yang dihasilkan oleh yeast (Saccharomyces cereviceae) melalui teknik rekombinan DNA menggunakan hepatitis B surface antigen (HBsAg).

C. Manfaat Ketersediaan vaksin merupakan salah satu komponen penting kesiapsiagaan menghadapi pandemi, karena selain dapat mencegah penularan dan menekan angka kesakitan (morbiditas), juga dapat menurunkan angka kematian (mortalitas). Sebagai Negara dengan jumlah penduduk lebih dari 230 Juta orang, Indonesia membutuhkan kesiapsiagaan tinggi dalam menghadapi ancaman pandemi. Obat-obatan dari dunia Barat mendominasi 85% pasar domestik Indonesia, bahkan di daerah perkotaan hampir 100%. Hal serupa terjadi pula dengan vaksin. Indonesia sebagai negara dengan populasi terpadat ke empat di dunia seharusnya memproduksi vaksin sendiri seperti Cina dan India. Karenanya ketersediaan vaksin yang bersumber dari isolat Indonesia dan dibuat oleh putra-putri Indonesia akan membantu menjamin ketersediaan vaksin dan kemandirian dalam memproduksi karya inovasi negri.

BAB IISTUDI PUSTAKA

A. Vaksin Hepatitis B 1. Deskripsi Vaksin Hepatitis B rekombinan mengandung antigen virus Hepatitis B, HBsAg, yang tidak menginfeksi yang dihasilkan dari biakan sel ragi dengan teknologi rekayasa DNA. Vaksin Hepatitis B rekombinan berbentuk suspensi steril berwarna keputihan dalam prefill injection device, yang dikemas dalam aluminum foil pouch, and vial. Gambar 2.1 Vaksin Hepatitis B2. Komposisia. Tiap 1,0 mL mengandung 20 mcg HBsAg yang teradsorpsi pada 0,5 mg Al3+.b. Tiap 0,5 mL mengandung 10 mcg HBsAg yang teradsorbsi pada 0,25 mg Al3+.c. Seluruh formulasi mengandung 0,01 w/v% thimerosal yang ditambahkan sebagai pengawet.3. Indikasi Vaksin Hepatitis B rekombinan diindikasi- kan untuk imunisasi aktif padasemua usia, untuk mencegah infeksi yang disebabkan oleh virus Hepatitis B, tetapi tidak dapat mencegah infeksi yang disebabkan oleh virus Hepatitis A, Hepatitis C atau virus lain yang dapat menginfeksi hati. Vaksinasi direkomendasikan pada orang yang beresiko tinggi terkena infeksi virus Hepatitis B di- antaranya :a. Petugas kesehatanAhli bedah mulut, dokter gigi, dokter ahli bedah, perawat gigi, ahli kebersihan gigi, petugas paramedis yang kontak dengan pasien, staf unit hemodialisis, hematologi dan onkologi, petugas laboratorium yang menangani darah dan sampel klinis lain, petugas pemakaman dan kamar mayat, petu- gas bank darah dan fraksinasi plasma, ahli siropodis, petugas kebersihan yang menangani pembuangan, petu- gas keadaan darurat dan pertolongan pertama, petugas ambulan.b. PasienPasien yang sering menerima transfusi darah seperti pada unit hemodialisis dan onkologi, penderita talasemia, sickle cell anemia, sirosis dan hemofilia.c. Petugas LembagaOrang yang sering kontak dekat dengan kelompok beresiko tinggi: nara- pidana dan petugas penjara, petugas di lembaga untuk penderita gangguan mentald. Orang yang beresiko tinggi karena aktivitas seksualnya Orang yang berhubungan seks secara berganti-ganti pasangan, orang yang terkena penyakit kelamin, homoseks, pekerja seks komersiale. Ketergantungan obat yang menggunakan alat suntikf. Orang yang bepergian ke daerahendemisitas tinggig. Keluarga yang kontak dekat dengan penderita Hepatitis B akut atau kronikh. Bayi yang lahir dari ibu pengidap (carrier)4. Efek SampingReaksi lokal yang umumnya sering dilaporkan adalah rasa sakit, kemerahan dan pembengkakan di sekitar tempat penyuntikan.Reaksi yang terjadi bersifat ringan dan biasanya berkurang dalam 2 hari setelah vaksinasi. Keluhan sistemik seperti demam, sakit kepala, mual, pusing dan rasa lelah belum dapat dibuktikan karena pemberian vaksin.

5. Kontraindikasia. Hipersensitif terhadap komponen vaksin.b. Vaksin Hepatitis B Rekombinan sebaiknya tidak diberikan pada orang yang terinfeksi demam berat.c. Adanya infeksi trivial bukan sebagai kontra indikasi

6. Peringatan dan Perhatian a. Tidak direkomendasikan pada wanita hamil, meskipun efek antigen terhadap janin belum diketahui, kecuali dapat dipertimbangkan pada yang beresiko tinggi.b. Vaksin Hepatitis B rekombinan jangan diberikan pada daerah gluteal, atau intra-dermal, karena tidak akan memberikan respon yang optimal dan dapat merusak saraf gluteal atau intradermal.c. Vaksin Hepatitis B rekombinan jangan diberikan secara intravena.7. Penyimpanana. Vaksin Hepatitis B rekombinan dapat disimpan sampai 26 bulan setelah tanggal produksi pada suhu antara +2C s/d +8Cb. JANGAN DIBEKUKAN.B. Penyakit Hepatitis BPenyakit Hepatitis B banyak ditemukan diseluruh dunia, terutama di daerah Asia, Afrika, Pasifik Selatan, Amerika Selatan, Timur Tengah. Diketahui bahwa penyakit ini disebabkan oleh virus Hepatitis setelah ditemukan pada liver mumi anak kecil 500 tahun yang lalu di Korea.Penyakit hepatitis merupakan penyakit infeksi yang menyerang hati dan disebabkan oleh virus hepatitis B (HVB). Virus ini berasal dari genus Orthohepadnavirus, dan familinya adalah Hepadnaviridae. Mula-mula, virus ini dikenal sebagai serum hepatitis. Bila dibandingkan dengan virus AIDS (HIV), HBV seratus kali lebih ganas dan sepuluh kali lebih banyak menularkan. Di bawah mikroskop elektron, HBV tampak sebagai partikel dua lapis berukuran 42 nm yang disebut partikel Dane (Chang, 2000).

Gambar 2.2 Virus Hepatitis BLapisan luarnya terdiri atas antigen, yang disingkat HBsAg. Antigen ini membungkus bagian dalam virus yang disebut partikel inti atau core yang berukuran 27 nm. Masa inkubasi HBV kira-kira selama 6 sampai 25 minggu. Virus ini juga tidak dapat tumbuh dalam kultur jaringan, dan memiliki 7 genotip (A G), serta 9 serotype (ayw1, ayw2, ayw3, ayw4, ayr, adw2, adw4, adrq+, adrq-).HBV terdapat dalam semua cairan tubuh dari penderitanya, baik dalam darah, sperma, cairan vagina dan air ludah. Virus ini mudah menular pada orang-orang yang hidup bersama dengan orang yang terinfeksi melalui cairan tubuh tadi. Secara umum, seseorang dapat tertular HBV melalui hubungan seksual, penggunaan jarum suntik, penggunaan alat yang terkontaminasi darah dari penderita (pisau cukur, tato, tindik), 90% berasal dari ibu yang terinfeksi HBV, transfusi darah yang terinfeksi HBV, lewat peralatan dokter gigi dan peralatan dokter bedah, jika sterilisasi peralatannya kurang sempurna.C. Vaksin 1. DefinisiVaksin (dari kata vaccinia, penyebab infeksi virus hepatitis yang ketika diberikan kepada manusia, akan menimbulkan pengaruh kekebalan terhadap hepatitis B), adalah bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit sehingga dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi oleh organisme alami atau liar.Vaksin dapat berupa galur virus atau bakteri yang telah dilemahkan sehingga tidak menimbulkan penyakit. Vaksin dapat juga berupa organisme mati atau hasil-hasil pemurniannya (protein, peptida, partikel serupa virus, dan sebagainya). Vaksin akan mempersiapkan sistem kekebalan manusia atau hewan untuk bertahan terhadap serangan patogen tertentu, terutama bakteri, virus, atau toksin. Vaksin juga bisa membantu sistem kekebalan untuk melawan sel-sel degeneratif (kanker).2. Bahan-Bahan Pembuatan Vaksin Berikut bahan-bahan pembuat vaksin :a. Alumunium, logam ini ditambahkan kepada vaksin dalam bentuk gel atau garam untuk mendorong anti body. Logam ini dikenal sebagai kemungkinan penyebab kejang, penyakit Alzheimer, kerusakan otak, dan dementia (pikun). Menurut pemerhati vaksin Australia bahan ini dapat meracuni darah, syaraf pernafasan, mengganggu sistem imun dan syaraf seumur hidup. Alumunium digunakan padavaksin DPT dan Hepatitis B.b. Benzetonium klorida, yaitu bahan pengawet yang belum dievaluasi untuk konsumsi manusia dan banyak digunakan untukvaksin anthrax.c. Etilen Glikol, merupakan bahan utama anti beku yang digunakan pada beberapavaksin yaitu DPT, Polio, Hepatitis Bsebagai bahan pengawet.d. Formaldehida/Formalin, bahan ini menimbulkan kekhawatiran besar karena dipakai sebagai karsinogen (zat pencetus kanker). Bahan ini dikenal sebagai bahan pembalseman.e. Gelatin, biasanya digunakan padaVaksin Cacar Air dan MMR.f. Glutamat, digunakan untuk menstabilkan beberapa vaksin panas, cahaya dan kondisi lingkungan lainnya. Bahan Ini banyak ditemukan padaVaksin Varicella.g. Neomicin, antibiotik ini digunakan untuk mencegah pertumbuhan kuman di dalam perkembangbiakan vaksin. Bahan ini dapat menyebabkan gatal pada sebagian orang dan biasanya terdapat padaVaksin MMR dan Polio.h. Fenol, bahan yang berasal dari tar batubara ini digunakan dalam produk bahan pewarna. Bahan ini sangat berbahaya dan beracun.i. Streptomisin, antibiotika ini dikenal menimbulkan reaksi alergi dan ditemukan padaVaksin Polio.j. Timerosal, bahan ini adalah pengawet yang mengandung 50% etil merkuri.Sementara itu pemerhati vaksin dari Australia juga mencatat adanya bahan-bahan lain seperti:a. Ammonium Sulfat, diduga dapat meracuni sistem pencernaan, hati, syaraf dan sistem pernafasan.b. Ampotericin B, sejenis obat yang digunakan untuk mencegah penyakit jamur. Efek sampingya dapat menyebabkan pembekuan darah.c. Kasein, perekat yang kuat, sering digunakan untuk merekatkan label pada botol. Walaupun dihasilkan dari susu, namun di dalam tubuh protein ini dianggap sebagai protein asing beracun.

3. Proses Pembuatan Vaksin Produksi vaksin antivirus saat ini merupakan sebuah proses rumit bahkan setelah tugas yang berat untuk membuat vaksin potensial di laboratorium. Perubahan dari produksi vaksin potensial dengan jumlah kecil menjadi produksi bergalon-galon vaksin yang aman dalam sebuah situasi produksi sangat dramatis, dan prosedur laboratorium yang sederhana tidak dapat digunakan untuk meningkatkan skala produksi.

Pengumpulan Benih VirusProduksi vaksin dimulai dengan sejumlah kecil virus tertentu (atau disebut benih). Virus harus bebas darikotoran, baik berupa virus yang serupa atau variasi dari jenis virus yang sama. Selain itu, benih harus disimpan dalam kondisiideal, biasanya beku, yang mencegah virus menjadi lebih kuat atau lebih lemah dari yang diinginkan. Benih disimpan dalam gelas kecil atau wadah plastik.Jumlah yang kecil hanya 5 atau 10 cm3, mengandung ribuan hingga jutaan virus, nantinya dapat dibuat menjadi ratusan liter vaksin.Freezerdipertahankan pada suhu tertentu. Grafik di luarfreezerakan mencatat secara terus menerus suhufreezer. Sensor terhubung dengan alarm yang dapat didengar atau alarm komputer yang akan menyala jika suhufreezerberada di luar suhu yang seharusnya.Pertumbuhan VirusSetelah mencairkan dan memanaskan benih virus dalam kondisi tertentu secara hati-hati (misalnya, pada suhu kamar atau dalam bak air), sejumlah kecil sel virus ditempatkan ke dalampabrik selsebuah mesin kecil yang telah dilengkapi sebuah media pertumbuhan yang tepat sehingga sel memungkinkan virus untuk berkembang biak.Setiap jenis virus tumbuh terbaik di media tertentu, namun semua media umumnya mengandung protein yang berasal dari mamalia, misalnya protein murni dari darah sapi. Media juga mengandung protein lain dan senyawa organik yang mendorong reproduksi sel virus. Penyediaan media yang benar, pada suhu yang tepat, dan dengan jumlah waktu yang telah ditetapkan, virus akan bertambah banyak.Selain suhu, faktor-faktor lain harus dipantau adalah pH.pHadalah ukuran keasaman atau kebasaan, diukur pada skala dari 0 sampai 14, dan virus harus disimpan pada pH yang tepat dalam pabrik sel. Air tawar yang tidak asam atau basa (netral) memiliki pH 7 . Meskipun wadah di mana sel-sel tumbuh tidak terlalu besar (mungkin ukuran pot 4-8 liter), terdapat sejumlah katup, tabung, dan sensor yang terhubung dengannya.Sensor memantau pH dan suhu, dan ada berbagai koneksi untuk menambahkan media atau bahan kimia seperti oksigen untuk mempertahankan pH, tempat untuk mengambil sampel untuk analisis mikroskopik, dan pengaturan steril untuk menambahkan komponen ke pabrik sel dan mengambil produk setengah jadi ketika siap.Virus dari pabrik sel ini kemudian dipisahkan dari media, dan ditempatkan dalam media kedua untuk penumbuhan tambahan. Metode awal yang dipakai 40 atau 50 tahun yang lalu yaitu menggunakan botol untuk menyimpan campuran, dan pertumbuhan yang dihasilkan berupa satu lapis virus di permukaan media. Peneliti kemudian menemukan bahwa jika botol itu berubah posisi saat virus tumbuh, virus bisa tetap dihasilkan karena lapisan virus tumbuh pada semua permukaan dalam botol.Sebuah penemuan penting dalam tahun 1940-an adalah bahwa pertumbuhansel sangat dirangsang oleh penambahan enzim pada medium, yang paling umum digunakan yaitu tripsin.Enzim adalah protein yang juga berfungsi sebagai katalis dalam memberi makan dan pertumbuhan sel.Dalam praktek saat ini, botol tidak digunakan sama sekali. Virus yang sedang tumbuh disimpan dalam wadah yang lebih besar namun mirip dengan pabrik sel, dan dicampur denganmanik-manik,partikel mikroskopis dimana virus dapat menempelkan diri.Penggunaanmanik-manikmemberi virus daerah yang lebih besar untuk menempelkan diri, dan akibatnya, pertumbuhan virus menjadi jauh lebih besar.Seperti dalam pabrik sel, suhu dan pH dikontrol secara ketat.Waktu yang dihabiskan virus untuk tumbuh bervariasi sesuai dengan jenis virus yang diproduksi, dan hal itu sebuah rahasia yang dijaga ketat oleh pabrik.Pemisahan VirusKetika sudah tercapai jumlah virus yang cukup banyak, virus dipisahkan dari manik-manik dalam satu atau beberapa cara. Kaldu ini kemudian dialirkan melalui sebuah filter dengan bukaan yang cukup besar yang memungkinkan virus untuk melewatinya, namun cukup kecil untuk mencegah manik-manik dapat lewat. Campuran ini disentrifugasi beberapa kali untuk memisahkan virus dari manik-manik dalam wadah sehingga virus kemudian dapat dipisahkan. Alternatif lain yaitu dengan mengaliri campuran manik-manik dengan media lain sehingga dapat memisahkan manik-manik dari virus.Memilih Strain VirusVaksin bisa dibuat baik dari virus yang dilemahkan atau virus yang dimatikan. Pemilihan satu dari yang lain tergantung pada sejumlah faktor termasuk kemanjuran vaksin yang dihasilkan dan efek sekunder. Virus yang dibuat hampir setiap tahun sebagai respon terhadap varian baru biasanya berupa virus yang dilemahkan.Virulensi virus bisa menentukan pilihan; vaksin rabies, misalnya, selalu vaksin dari virus yang dimatikan.Jika vaksin dari virus dilemahkan, virus biasanya dilemahkan sebelum dimulai proses produksi. Strain yang dipilih secara hati-hati dibudidayakan (ditumbuhkan) berulang kali di berbagai media. Ada jenis virus yang benar-benar menjadi kuat saat mereka tumbuh. Strain ini jelas tidak dapat digunakan untuk vaksinattenuated. Strain lainnya menjadi terlalu lemah karena dibudidayakan berulang-ulang, dan ini juga tidak dapat diterima untuk penggunaan vaksin. Beberapa virus yang tepat mencapai tingkat atenuasi yang membuat mereka dapat diterima untuk penggunaan vaksin, dan tidak mengalami perubahan dalam kekuatannya.Teknologi molekuler terbaru telah memungkinkan atenuasi virus hidup dengan memanipulasi molekul, tetapi metode ini masih langka.Virus ini kemudian dipisahkan dari media tempat dimana virus itu tumbuh.Vaksin yang berasal dari beberapa jenis virus (seperti kebanyakan vaksin) dikombinasikan sebelum pengemasan. Jumlah aktual dari vaksin yang diberikan kepada pasien akan relatif kecil dibandingkan dengan jumlah medium yang dengan apa vaksin tersebut diberikan. Keputusan mengenai apakah akan menggunakan air, alkohol, atau solusi lain untuk injeksi vaksin, misalnya, dibuat setelah tes berulang-ulang demi keselamatan, steritilitas, dan stabilitas. Pengontrolan KualitasUntuk melindungi kemurnian vaksin dan keselamatan pekerja yang membuat dan mengemas vaksin, kondisi kebersihan laboratorium diamati pada seluruh prosedur. Semua transfer virus dan media dilakukan dalam kondisi steril, dan semua instrumen yang digunakan disterilisasi dalam autoklaf (mesin yang membunuh organisme dengan suhu tinggi, dan yang berukuran sekecil kotak perhiasan atau sebesar lift) sebelum dan sesudah digunakan. Pekerja yang melakukan prosedur memakai pakaian pelindung yang meliputi Gaun Tyvek sekali pakai, sarung tangan, sepatu bot, jaring rambut, dan masker wajah.Ruangan pabrik sendiri memakai AC yang khusus sehingga jumlah partikel di udara minimal.

Gambar 2.3 Proses pembuatan Vaksin4. Masa Depan VaksinMemproduksi vaksin antivirus yang aman dan dapat dimanfaatkan melibatkan sejumlah besar langkah yang tidak selalu dapat dilakukan pada setiap virus.Masih banyak yang harus dilakukan dan dipelajari.Metode baru dari manipulasi molekul telah menyebabkan lebih dari satu ilmuwan meyakini bahwa teknologi vaksin baru sekarang memasuki zaman keemasan. Perbaikan vaksin sangat mungkin dilakukan di masa depan. Vaksin Rabies, misalnya, menghasilkan efek samping yang membuat vaksin tidak memuaskan untuk imunisasi masal. Di Amerika Serikat, vaksin rabies sekarang digunakan hanya pada pasien yang telah tertular virus dari hewan yang terinfeksi dan mungkin bila tanpa imunisasi, menjadi penyakit yang fatal.Virus HIV, saat ini tidak bisa dibuat dengan metode produksi vaksin tradisional. Virus AIDS cepat bermutasi dari satu strain ke yang lain, dan setiap strain tampaknya tidak memberikan kekebalan terhadap jenis lain. Selain itu, kendalanya, efek imunisasi baik virus yang dilemahkan atau virus yang dibunuh tidak dapat diperlihatkan baik di laboratorium ataupun pada hewan uji.Vaksin HIVbelum berhasil dibuat.

D. Sejarah Pembuatan Vaksin Hepatitis BBlumberg dan kawan- kawan di Philadelphia menemukan suatu antibodi pada pasien yang ditransfusi yang berasal dari suku Aborigin Australia, sehingga antigen tersebut dikenal dengan nama Antigen Australia. Pada tahun 1977, Blumberg mendapat hadiah nobel untuk penemuannya itu. Sekarang antigen tersebut dikenal dengan nama hepatitis B surface antigen atau disebut HbsAg (Zain, 2006).Vaksin hepatitis B pertama kali diperkenalkan oleh Krugman dan koleganya pada tahun 1971. Mereka menggunakan serum yang mengandung virus Hepatitis B. Serum diencerkan dan diinaktivasi panas 90C selama 1menit. Vaksinasi dilakukan pada 29 orang anak, hasilnya separuh dari anak terlindung dari infeksi Hepatitis B.Pengembangan vaksin ini selanjutnya menggunakan antigen lain untuk imunisasi aktif yaitu Hepatitis B surface antigen (HBsAg). Vaksin HBsAg ini merupakan partikel yang berukuran 22 nm, diinaktivasi panas, diadsobsi dan bebas dari asam nukleat. Dimurnikan melalui tahap presipitasi, ultrasentrifusasi, gel filtrasi dan afinitas kromatografi.Tahun 1973 diketahui bahwa HBV dapat menginfeksi simpanse, tahun 1981 dibuatlah vaksin hepatitis B yang berasal dari plasma darah penderita, seiring dengan perkembangan teknologi maka pada tahun 1986 dibuatlah vaksin rekombinan dengan menggunakan yeast Saccharomyces cereviceae. Penggunaan vaksin ini secara besar-besaran pada tahun 1991 dan dianjurkan pada bayi yang baru lahir dan tahun 1996 penggunaan vaksin secara umum untuk dewasa.

E. Rekayasa Genetika 1. DefinisiRekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang di inginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA.Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat makhluk hidup secara turun-temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNAAdapun peranan rekayasa genetik dalam produksi vaksin digunakan teknologi transplantasi gen atau fusi dari sel ragi.Transplantasi gen adalah pemindahan gen dari satu organisme kedalam organisme lain. Penerapan teknik ini dapat memberikan banyak manfaat dan dapat digunakan untuk menyembuhkan penyakit yang diturunkan atau untuk menghasilkan berbagai macam tanaman panen yang lebih baik.Pada organisme tingkat tinggi, seperti tanaman dan hewan, gen yang dicangkok terlebih dahulu harus disambung ke dalam alat mengangkut, yaitu vektor seperti virus dan plasmid. Suatu vektor harus mampu memasuki suatu sel yang selanjutnya menjadi bagian dari genom sel sehingga mentaati kontrol sel secara normal pada transkripsi dan replikasi DNA. Tentu saja sangat penting bahwa setiap gen tambahan di mana vektor bisa membawa masuk ke dalam sel harus tidak berbahaya bagi sel. Pada masa sekarang, secara rutin gen-gen dicangkokan ke dalam sel-sel di kultur laboratorium.

2. Tujuan Rekayasa genetika pada tanaman mempunyai target dan tujuan antara lain untuk peningkatan produksi, peningkatan mutu produk agar tahan lama dalam penyimpanan pascapanen, peningkatan kandungan gizi, tahan terhadap serangan hama dan penyakit tertentu (serangga, bakteri, jamur, atau virus), tahan terhadap herbisida, sterilitas dan fertilitas serangga jantan (untuk produksi benih hibrida), toleransi terhadap pendinginan, penundaan kematangan buah, kualitas aroma dan nutrisi, serta perubahan pigmentasi. Rekayasa Genetika pada mikroba bertujuan untuk meningkatkan efektivitas kerja mikroba tersebut (misalnya mikroba untuk fermentasi, pengikat nitrogen udara, meningkatkan kesuburan tanah, mempercepat proses kompos dan pembuatan makanan ternak, mikroba prebiotik untuk makanan olahan), dan untuk menghasilkan bahan obat-obatan dan kosmetika. Di negara-negara maju seperti di Amerika, Eropa, Australia, dan Jepang organisme hasil rekayasa genetika telah banyak beredar di masyarakatnya maupun diekspor ke negara-negara lain seperti Indonesia. Organisme hasil rekayasa genetika dapat berupa mikrooraganisme (bakteri, jamur, ragi, virus), serangga, tanaman, hewan dan ikan. Di AS produk-produk hasil rekayasa genetika dijual secara bebas di pasaran, sementara di Eropa dan Jepang diwajibkan untuk memberi label bagi produk-produk tersebut. Cina juga merupakan negara yang telah sangat maju dalam pengembangan bioteknologi rekayasa genetika.

3. Teknik yang Digunakan dalam Rekayasa Genetika Pada dasarnya upaya untuk mendapatkan suatu produk yang diinginkan melalui teknologi DNA rekombinan melibatkan beberapa tahapan tertentu. Tahapan-tahapan tersebut adalah isolasi DNA genomik/kromosom yang akan diklon, pemotongan molekul DNA menjadi sejumlah fragmen dengan berbagai ukuran, penyisipan fragmen DNA ke dalam vektor untuk menghasilkan molekul DNA rekombinan, transformasi sel inang menggunakan molekul DNA rekombinan, pengklonaan vektor pembawa DNA rekombinan, dan identifikasi klon sel yang membawa gen yang diinginkan. Bakteri merupakan sel inang yang paling umum digunakan untuk mengklonaan gen, terutama karena mudahnya DNA dapat diisolasi dari dan dimasukkan kembali ke dalam sel tersebut. Kultur bakteri juga tumbuh cepat dan secara cepat mereplikasi setiap gen asing yang dibawanya.a. Isolasi DNA Isolasi DNA diawali dengan mempersiapkan dua jenis DNA yaitu plasmid bakteri yang akan digunakan sebagai vektor dan DNA yang mengandung gen yang diinginkan. Plasmid yang dipilih merupakan plasmid yang mengandung amp-R (gen pengkode sifat resisten terhadap antibiotik amphisilin) dan lac Z (pengkode enzim -galaktosidase). Kemudian dilakukan perusakan dan atau pembuangan dinding sel, yang dapat dilakukan baik dengan cara mekanis seperti sonikasi, tekanan tinggi, beku-leleh maupun dengan cara enzimatis seperti pemberian lisozim. Langkah selanjutnya adalah lisis sel. Bahan-bahan sel yang relatif lunak dapat dengan mudah diresuspensi di dalam medium bufer nonosmotik, sedangkan bahan-bahan yang lebih kasar perlu diperlakukan dengan deterjen yang kuat seperti triton X-100 atau dengan sodium dodesil sulfat (SDS). Pada eukariot langkah ini harus disertai dengan perusakan membran nukleus.b. Pemotongan Molekul DNA Tahap kedua dalam kloning gen adalah pemotongan molekul DNA, baik genomik maupun plasmid. Perkembangan teknik pemotongan DNA berawal dari saat ditemukannya enzim restriksi dan modifikasi DNA pada bakteri E. coli, yang berkaitan dengan infeksi virus atau (fagabakteriofag temperat). Tempat pemotongan pada kedua untai DNA sering kali terpisah sejauh beberapa pasang basa. Pemotongan DNA dengan tempat pemotongan semacam ini akan menghasilkan fragmen- fragmen dengan ujung 5 yang runcing karena masing-masing untai tunggalnya menjadi tidak sama panjang. Dua fragmen DNA dengan ujung yang runcing akan mudah disambungkan satu sama lain sehingga ujung runcing sering pula disebut sebagai ujung lengket (sticky end)atau ujung kohesif.c. Ligasi Molekulmolekul DNA Pemotongan DNA genomik dan DNA vektor menggunakan enzim restriksi harus menghasilkan ujung-ujung potongan yang kompatibel. Artinya, fragmen-fragmen DNA genomik nantinya harus dapat disambungkan (diligasi) dengan DNA vektor yang sudah berbentuk linier.d. Transformasi Sel Inang Tahap berikutnya setelah ligasi adalah analisis terhadap hasil pemotongan DNA genomik dan DNA vektor serta analisis hasil ligasi molekul-molekul DNA tersebut menggunakan teknik elektroforesis. Jika hasil elektroforesis menunjukkan bahwa fragmen-fragmen DNA genomik telah terligasi dengan baik pada DNA vektor sehingga terbentuk molekul DNA rekombinan, campuran reaksi ligasi dimasukkan ke dalam sel inang agar dapat diperbanyak dengan cepat. Dengan sendirinya, di dalam campuran reaksi tersebut selain terdapat molekul DNA rekombinan, juga ada sejumlah fragmen DNA genomik dan DNA plasmid yang tidak terligasi satu sama lain. Tahap memasukkan campuran reaksi ligasi ke dalam sel inang ini dinamakan transformasi karena sel inang diharapkan akan mengalami perubahan sifat tertentu setelah dimasuki molekul DNA rekombinan.e. Pengklonaan sel dan gen asing Bakteri hasil transformasi ditempatkan pada medium nutrient padat yang mengandung amphisilin dan gula yang disebut X- gal. Amphisilin dalam medium yang akan memastikan bahwa hanya bakteri yang mengandung plasmid yang dapat tumbuh karena adanya resistensi dari amp-R. Sedangkan X-gal akan memudahkan identifikasi koloni bakteri yang mengandung gen asing yang disisipkan. X-gal ini akan dihidrolisis oleh - galaktosidase menghasilkan produk berwarna biru, sehingga koloni bakteri yang mengandung plasmid dengan gen - galaktosidase utuh akan berwarna biru. f. Identifikasi klon sel yang membawa gen yang diinginkan Setelah tumbuh membentuk koloni, bakteri yang mengandung DNA rekombinan diidentifikasi menggunakan metode hibridisasi asam nukleat. Dalam pengujian hibridisasi DNA, DNA dari virus atau sel akan didenaturasi dengan larutan basa sehingga kedua untai DNA-nya terpisah. Untaiuntai tunggal DNA dilekatkan pada medium solid, misalnya membran nitroselulosa atau nilon, sehingga untaiuntai tersebut tidak bersatu kembali. DNA akan menempel pada membran melalui tulang punggung gula- fosfatnya sehingga basa nitrogennya terletak menjulur kearah keluar. Untuk mengkarakterisasi atau mengidentifikasi DNA target, maka pada membran ditambahkan molekul DNA dan RNA untai tunggal yang disebut probe dan didalam larutan buffer. Akibatnya, akan terbentuk ikatan hidrogen di antara basabasa yang komplementer. Probe yang dinamai sedemikian rupa karena digunakan untuk mencari sekuens DNA, diberi label dengan suatu gugus reporter. Reporter bisa berupa isotop radioaktif atau enzim yang kehadirannya mudah dideteksi.

F. Sel Ragi atau Saccharomyces cereviceaeSaccharomyces adalah genus dalam kerajaan jamur yang mencakup banyak jenis ragi. Saccharomyces adalah dari berasal dari bahasa Latin yang berarti gula jamur. Banyak anggota dari genus ini dianggap sangat penting dalam produksi makanan. Salah satu contoh adalah Saccharomyces cerevisiae, yang digunakan dalam pembuatan anggur, roti, dan bir.Koloni dari Saccharomyces tumbuh pesat dan jatuh tempo dalam 3 hari. Mereka adalah unicellular, bundar, dan ellipsoid untuk memperpanjang dalam bentuk. Multilateral (multipolar) budding ciri khasnya. Ascospores ini adalah bundar dan terletak di asci. Setiap ascus berisi 1-4 ascospores. Asci tidak menimbulkan perpecahan.Jamur Saccharomyces cerevisiae, atau di Indonesia lebih dikenal dengan nama jamur ragi, telah memiliki sejarah yang luar biasa di industri fermentasi. Karena kemampuannya dalam menghasilkan alkohol inilah, S. Cerevisiae disebut sebagai mikroorganisme aman (Generally Regarded as Safe) yang paling komersial saat ini.Seiring dengan berkembangnya genetika molekuler, S. Cerevisiae juga digunakan untuk menciptakan revolusi terbaru manusia di bidang rekayasa genetika. S. Cerevisiae yang sering mendapat julukan sebagai super jamur telah menjadi mikroorganisme frontier di berbagai bioteknologi modern.

Gambar 2.4 Bakteri S. Cerevisiae

BAB IIIMETODOLOGI YANG DIGUNAKAN

Pembuatan vaksin Hepatitis B dengan rekayasa genetika sama dengan pembuatan insulin dari babi yang membedakannya hanya vaksin hepatitis B menggunakan sel ragi.

1. Untuk menghasilkan vaksin dibutuhkan HBsAg yang berasal dari virus Hepatitis B, virus diperbanyak dalam medium tertentu sehingga nantinya dihasilkan virus yang tidak menyebabkan penyakit namun mampu merangsang system imun. Strain ini selanjutnya dikultur pada kondisi yang sesuai dan virusnya diinaktifkan melalui pemanasan dan proses kimia.

Gambar 3.1 Virus yang dilemahkan

2. Tahapan berikutnya virus yang telah dilemahkan ini diinjeksikan ke dalam tubuh.

Gambar 3.2 Penyisupan DNA kedalam sel ragiAwalnya, unsur genetik yang bertanggung jawab memproduksi HbsAg diambil dari virus penimbul hepatitis. Caranya, memotong bagian itu dari DNA (deoxyribonucleic acid), untaian asam amino yang mengandung unsur-unsur genetik yang terdapat pada inti sel virus. Potongan inilah yang kemudian dijahitkan pada ragi Saccharomyces, jasad renik bersel satu. Ragi kemudian dipelihara dan dikembangbiakkan. Ternyata, dalam proses multiplikasi, ragi memproduksi pula HbsAg, berdasar Instruksi unsur genetik virus yang dijahitkan pada tubuhnya.3. Tahap pertama dalam membuat sel ragi yang bisa menghasilkan vaksin adalah dengan mengisolasi plasmid pada sel ragi tersebut yang akan direkayasa. Plasmid adalah materi genetik berupa DNA yang terdapat pada bakteria namun tidak tergantung pada kromosom karena tidak berada di dalam kromosom.4. Kemudian plasmid tersebut dipotong dengan menggunakan enzim di tempat tertentu sebagai calon tempat gen baru yang nantinya dapat membuat vaksin.5. Gen yang dapat mengatur sekresi (pembuatan) vaksin diambil dari kromosom yang berasal dari sel manusia.6. Gen yang telah dipotong dari kromosom sel manusia itu kemudian direkatkan di plasmid tadi tepatnya di tempat bolong yang tersedia setelah dipotong tadi.7. Plasmid yang sudah disisipi gen manusia itu kemudian dimasukkan kembali ke dalam sel ragi8. Sel ragi yang telah mengandung gen manusia itu selanjutnya berkembang biak dan menghasilkan vaksin yang dibutuhkan. Dengan begitu diharapkan vaksin dapat diproduksi dalam jumlah yang tidak terbatas di pabrik-pabrik.9. Tahap pemurnian oleh HBs Ag yang dilepaskan dari sel

Gambar 3.3 Tahap pemurnian oleh HBs Ag yang dilepaskan dari selHBs Ag dilepaskan dari sel dengan homogeniser atau disruption menggunakan glass bead. Pemurnian melalui tahap klarifikasi, ultrafiltrasi, kromatografi dan ultrasentrifugasi serta diabsorbsi dengan alum hidroksida; sebagai pengawet ditambahkan thiomerosal. Karakterisisasi partikel dilakukan dengan membandingkan HBs Ag dari plasma antara lain meliputi berat molekul, komposisi asam amino, densitas dalam CsC12 dan sebagainya. Analisis imunologis menggunakan antibodi monoklonal memperlihatkan vaksin dari plasma dan ragi mengandung epitop yang berperan menginduksi antibodi setelah vaksinasi .

BAB IVPEMBAHASANInovasi bioteknologi terutama rekombinan DNA telah membuka kemungkinan baru untuk memproduksi vaksin hidup dengan mudah. Untuk melakukan itu dibutuhkan organisme vektor yang sesuai, dan virus vaccinia merupakan vektor yang paling terkenal saat ini disamping cytomegalovirus sebagai calon vektor potensiil. Penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehingga memungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalami perbanyakan dalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang.Untuk memperoleh vaksin yang dibuat dalam rekayasa genetika yakni dengan cara DNA rekombinan diperoleh hasil akhir yaitu bakteri yang telah disisipi gen ini akan membentuk antigen murni. Bila antigen ini disuntikkan pada manusia, sistem kekebalan manusia akan membuat senyawa khas yang disebut antibodi. Munculnya antibodi ini akan mempertahankan tubuh dari pengaruh senyawa asing (antigen) yang masuk dalam tubuh.Vaksin hepatitis B yang diproduksi sel ragi rekombinan telah menjalani pengujian keamanan, imunogenisitas dan evaluasi klinis. Hasil menunjukkan bahwa vaksin ini aman, antigenik dan relatif bebas efek samping yang merugikan, bahkan vaksin ini telah dilisensikan dan diproduksi diberbagai negara. Salah satu keuntungan vaksin dari sel ragi dibanding dari plasma yaitu siklus produksinya dapat dikurangi, dan konsistensi dari batch ke batch lebih mudah diperoleh.HBs Ag dilepaskan dari sel dengan homogeniser atau disruption menggunakan glass bead. Pemurnian melalui tahap klarifikasi, ultrafiltrasi, kromatografi dan ultrasentrifugasi serta diabsorbsi dengan alum hidroksida; sebagai pengawet ditambahkan thiomerosal. Karakterisisasi partikel dilakukan dengan membandingkan HBs Ag dari plasma antara lain meliputi berat molekul, komposisi asam amino, densitas dalam CsC12 dan sebagainya. Analisis imunologis menggunakan antibodi monoklonal memperlihatkan vaksin dari plasma dan ragi mengandung epitop yang berperan menginduksi antibodi setelah vaksinasiRecombivax HB vaccine mengandung antigen Hepatitis B, amorphous aluminum hidroksiphosfat, yeast protein yang diberi formaldehid, dan thimerosal sebagai pengawet.Vaksin Hepatitis B rekombinan ini berasal dari Hepatitis B surface antigen (HBsAg) yang diproduksi dalam sel yeast. Bagian virus yang mengkode HBsAg dimasukkan ke dalam yeast, dan selanjutnya dikultur. Antigen kemudian dipanen dan dipurifikasi dari kultur fermentasi yeast Saccharomyces cereviceae, antigen HBsAg mengandung gen adw subtype. Proses fermentasi meliputi pertumbuhan Saccharomyces cereviceae pada medium kompleks yang mengandung ekstrak Yeast, soy pepton, dextrose, asam amino, dan garam mineral. Protein dilepaskan dari sel yeast melalui pengrusakan sel kemudian dipurifikasi dengan metode fisika dan kimia. Selanjutnya potein dimasukkan ke larutan buffer posfat dan formaldehid, dipercepat dengan menggunakan alum (potassium aluminium sulfat). Vaksin rekombinan ini memperlihatkan kesamaan dengan vaksin yang diperoleh dari plasma darah.

BAB VKESIMPULAN1. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkombinasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat makhluk hidup secara turun-temurun.2. Vaksin rekombinan memungkinkan produksi protein virus dalam jumlah besar. Gen virus yang diinginkan diekspresikan dalam sel prokariot atau eukariot. Sistem ekspresi eukariot meliputi sel bakteri E.coli, yeast, dan baculovirus. Dengan teknologi DNA rekombinan selain dihasilkan vaksin protein juga dihasilkan vaksin DNA.3. Penggunaan virus sebagai vektor untuk membawa gen sebagai antigen pelindung dari virus lainnya, misalnya gen untuk antigen dari berbagai virus disatukan ke dalam genom dari virus vaksinia dan imunisasi hewan dengan vaksin bervektor ini menghasilkan respon antibodi yang baik.4. Salah satu keuntungan vaksin dari sel ragi dibanding dari plasma yaitu siklus produksinya dapat dikurangi, dan konsistensi dari batch ke batch lebih mudah diperoleh. Bahkan antigen yang berasal dari sel ragi juga telah dicoba disiapkan dalam bentuk micellar. Vaksin polipeptida micelle ini di dalam laboratorium dilaporkan lebih antigenik.

DAFTAR PUSTAKA 1. http://www.news-medical.net/health/Hepatitis-B-Mechanisms-%28Indonesian%29.aspx2. http://www.budilukmanto.org/index.php/vaksin-dan-imunisasi/95-vaksin3. http://penyakithepatitisb.com/cara-penularan-hepatitis-b/4. http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2012/01/09/penerapan-rekayasa-genetika-pada-saccharomyces-cereviceae-dalam-produksi-vaksin-hepatitis-b/5. http://insentif.ristek.go.id/PROSIDING2012/file-KO-Word_39.pdf6. http://rekayasagenetika3.blogspot.com/7. http://www.biofarma.co.id/?dt_portfolio=hepatitis-b-vaccine-recombinant-2&lang=en8. aguskrisnoblog.wordpress.com (proses pembuatan vaksin)

22