Download - Klp 7 Bioteknologi Kesehatan
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Bioteknologi merupakan sebuah perjalanan panjang kegiatan dan
inovasi manusia yang selama berabad-abad, bahkan milenia, memanfaatkan
mikroorganisme melalui proses fermentasi untuk membuat produk keperluan
sehari-hari seperti roti, keju, bir dan anggur. Pemanfaatan bioteknologi kala
itu masih sangat konvensional dan dikategorikan sebagai bioteknologi
tradisional. Diawal abad 20, Fleming menemukan antibiotik penisilin, dan di
tahun 1982, obat berbasis rekombinasi DNA pertama diciptakan yaitu insulin
manusia yang diproduksi dengan memanfaatkan bakteri tanah,E-coli .
Dipenghujung abad 20, merebak produk bioteknologi maju seperti tanaman
transgenik, gene chips dan kloning mamalia. Proses pengembangan produk
berbasis rekombinan DNA ini dikategorikan sebagai bioteknologi moderen.
Tidak pelak lagi, beberapa dekade mendatang akan diwarnai temuan-temuan
yang menakjubkan melalui kemajuan bioteknologi.
Apabila akhir abad ke 20 merupakan era teknologi informasi yang
telah mampu merubah tata kehidupan manusia dari pola konvensional menjadi
serba otomatis diikuti dengan tumbuh pesatnya industri berbasis komputer,
maka awal abad 21 ini adalah eranya bioteknologi. Bioteknologi bak mesin
ajaib, yang mampu melakukan berbagai proses penting dalam dunia industri di
beberapa bidang antara lain bidang kesehatan, pangan, pertanian, industri
1
lainnya serta lingkungan. Dibidang kesehatan, penerapan bioteknologi telah
menghasilkan produk-produk penting seperti antibiotik, vaksin, hormon, kit
diagnostika dan produk farmasi lainnya. Di bidang pertanian, penerapan
bioteknologi mampu meningkatkan kualitas dan kuantitas produk pertanian
antara lain penciptaan tanaman varietas unggul tahan hama, stres, dan
kekeringan. Dengan penerapan genomik, tanaman dirancang menjadi mesin
produksi bagi komoditi penting seperti obat, vaksin, vitamin, hormon, dan
senyawa protein aktif lainnya melalui teknologi molecular farming . Dibidang
lingkungan, bioteknologi menciptakan mikroba baru yang mampu mengurai
limbah atau tumpahan minyak di laut, dan mengurai kandungan logam berat
dari tanah untuk keperluan penyuburan lahan. Dari keseluruhan aplikasi
bioteknologi tersebut, pemanfaatan dibidang kesehatan adalah yang terbesar,
yaitu sekitar 70-80%.
B. Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan bioteknologi?
2. Apa ciri utama bioteknologi?
3. Bagaimana perkembangan bioteknologi?
4. Bagaimana bioteknologi kesehatan?
C. Tujuan Penulisan
1. Untuk mengetahui dan memahami pengertian dari bioteknologi.
2. Untuk mengetahui dan memahami ciri utama bioteknologi.
2
3. Untuk mengetahui dan memahami perkembangan bioteknologi.
4. Untuk mengetahui dan memahami bioteknologi kesehatan.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Bioteknologi Kesehatan
1. Pengertian Bioteknologi
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan
makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari
makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk
menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi
tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu
terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular,
mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan
kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai
cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan
rekayasa genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya
bagi kepentingan manusia. Biokimia mempelajari struktur kimiawi
organisme. Rekayasa genetika adalah aplikasi genetik dengan
mentransplantasi gen dari satu organisme ke organisme lain.
3
2. Ciri Utama Bioteknologi
a. Adanya aBen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan
b. Adanya pendayagunsan secara teknologi dan industri
c. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian
3. Perkembangan bioteknologi
a. Era bioteknologi generasi pertama bioteknologi sederhana.
Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi
makanan dan tanaman serta pengawetan makanan.
Contoh: pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain.
b. Era bioteknologi generasi kedua
4
Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril.
Contoh:
a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat
b. pengolahan air limbah
c. pembuatan kompos
c. Era bioteknologi generasi ketiga.
Proses dalam kondisi steril.
Contoh: produksi antibiotik dan hormone
d. Era bioteknologi generasi baru : bioteknologi baru.
Contoh: produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal
4. Bioteknologi Kesehatan
Aplikasi dari bioteknologi medis sudah berlangsung lama, sebagai
contoh 100 tahun lalu lintah umum digunakan untuk merawat penyakit dengan
cara membiarkan lintah menyedot darah pasien bloodletting| bloodletting. Hal
ini dipercaya dapat menghilangkan darah yang sudah terjangkit penyakit. Pada
zaman sekarang, lintah ditemukan memiliki enzim pada kelenjar salivanya
yang dapat menghancurkan gumpalan darah yang bila tidak dihancurkan dapat
menyebabkan strok dan serangan jantung. Selain contoh tersebut, terdapat
banyak aplikasi bioteknologi di bidang medis sebagai berikut.
a. Sel Punca
5
Sel punca, sel induk, sel batang (bahasa Inggris: stem cell)
merupakan sel yang belum berdiferensiasi dan mempunyai potensi yang
sangat tinggi untuk berkembang menjadi banyak jenis sel yang berbeda di
dalam tubuh. Sel punca juga berfungsi sebagai sistem perbaikan untuk
mengganti sel-sel tubuh yang telah rusak demi kelangsungan
hidup organisme. Saat sel punca terbelah, sel yang baru mempunyai
potensi untuk tetap menjadi sel punca atau menjadi sel dari jenis lain
dengan fungsi yang lebih khusus, misalnya sel otot, sel darah
merah atau sel otak.
Sel punca memiliki dua sifat penting yang sangat berbeda dengan
sel yang lain:
1) Sel punca belum merupakan sel dengan spesialisasi fungsi tetapi dapat
memperbaharui diri dengan pembelahan sel bahkan setelah tidak aktif
dalam waktu yang panjang.
2) Dalam situasi tertentu, sel punca dapat diinduksi untuk menjadi sel
dengan fungsi tertentu seperti sel jaringan maupun sel organ yang
mempunyai tugas tersendiri. Pada sumsum tulang dan darah tali
pusar (bahasa Inggris: umbilical cord blood), sel punca secara teratur
membelah dan memperbaiki jaringan yang rusak, meski demikian pada
organ lain seperti pankreas atau hati, pembelahan hanya terjadi dalam
kondisi tertentu.
Peneliti medis meyakini bahwa penelitian sel punca berpotensi
untuk mengubah keadaan penyakit manusia dengan cara digunakan
memperbaiki jaringan atau organ tubuh tertentu. Namun demikian, hal ini
6
tampaknya belum dapat benar-benar diwujudkan dewasa ini. Penelitian sel
punca dapat dikatakan dimulai pada tahun 1960-an setelah dilakukannya
penelitian oleh ilmuwan Kanada, Ernest A. McCulloch dan James E. Till.
Sel-sel induk dapat digolongkan berdasarkan potensi yang dimiliki
oleh sel tersebut maupun berdasarkan asalnya.
1) Berdasarkan potensi
a) Sel induk ber-totipotensi (toti=total) adalah sel induk yang memiliki
potensi untuk berdiferensiasi menjadi semua jenis sel, yaitu sel
ekstraembrionik, sel somatik, dan sel seksual. Jenis sel ini dapat
bertumbuh menjadi organisme baru bila diberikan dukungan
maternal yang memadai. Sel induk bertotipotensi diperoleh dari sel
induk embrio, hasil pembuahan sel telur oleh sel sperma.
b) Sel induk ber-pluripotensi (pluri=jamak) adalah sel-sel yang dapat
berdiferensiasi menjadi semua jenis sel dalam tubuh, namun tidak
dapat membentuk suatu organisme baru.
c) Sel induk ber-multipotensi adalah sel-sel yang dapat berdiferensiasi
menjadi beberapa jenis sel dewasa.
d) Sel induk ber-unipotensi (uni=tunggal) adalah sel induk yang hanya
dapat menghasilkan satu jenis sel tertentu, tetapi memiliki
kemampuan memperbarui diri yang tidak dimiliki oleh sel yang
bukan sel induk.
2) Berdasarkan asalnya
a) Sel punca embrio (embryonic stem cells)
7
Sel induk ini diambil dari embrio pada fase blastosit (5-7 hari
setelah pembuahan). Massa sel bagian dalam mengelompok dan
mengandung sel-sel induk embrionik. Sel-sel diisolasi dari massa
sel bagian dalam dan dikultur secara in vitro. Sel induk embrional
dapat diarahkan menjadi semua jenis sel yang dijumpai pada
organisme dewasa, seperti sel-sel darah, sel-sel otot, sel-sel hati, sel-
selginjal, dan sel-sel lainnya.
b) Sel germinal/benih embrionik (embryonic germ cells)\
Sel germinal/benih (seperti sprema/ovum) embrionik
induk/primordial (primordial germ cells) dan prekursor sel germinal
diploid ada sesaat pada embrio sebelum mereka terasosiasi dengan
sel somatik gond dan kemudian menjadi sel germinal. Sel germinal
embrionik manusia/human embryonic germ cells (hEGCs) termasuk
sel punca yang berasal dari sel germinal primordial dari janin
berumur 5-9 minggu. Sel punca jenis ini memilki sifat pluripotensi.
c) Sel punca fetal
Sel punca fetal adalah sel primitif yang dapat ditemukan pada
organ-organ fetus (janin) seperti sel punca hematopoietik fetal dan
progenitor kelenjar pankreas. Sel punca neural fetal yang ditemukan
pada otak janin menunjukkan kemampuan untuk berdiferensiasi
menjadi sel neuron dan sel glial (sel-sel pendukung pada sistem
saraf pusat). Darah, plasenta, dan tali pusat janin kaya akan sel
punca hematopoietik fetal.
d) Sel punca dewasa (adult stem cells)
8
Sel punca dewasa mempunyai dua karakteristik. Karakteristik
pertama adalah sel-sel tersebut dapat berproliferasi untuk periode
yang panjang untuk memperbarui diri. Karakteristik kedua, sel-sel
tersebut dapat berdiferensiasi untuk menghasilkan sel-sel khusus
yang mempunyai karakteristik morfologi dan fungsi yang spesial.
e) Sel induk hematopoietik
Salah satu macam sel induk dewasa adalah sel induk hematopoietik
(hematopoietic stem cells), yaitu sel induk pembentuk darah :yang
mampu membentuk sel darah merah, sel darah putih, dan keping
darah yang sehat. Sumber sel induk hematopoietik adalah
sumsum :tulang, darah tepi, dan darah tali pusar. Pembentukan sel
induk hematopietik terjadi pada tahap awal embriogenesis, yaitu
dari mesoderm dan disimpan pada situs-situs spesifik di dalam
embrio.
f) Sel punca mesenkimal
Sel induk mesenkimal/ mesenchymal stem cells (MSC)dapat
ditemukan pada stroma sumsum tulang belakang, periosteum,
lemak, dan kulit. MSC termasuk sel induk multipontensi yang dapat
berdiferensiasi menjadi sel-sel tulang, otot, ligamen, tendon, dan
lemak. Namun ada beberapa bukti yang menyatakan bahwa
sebagian MSC bersifat pluripotensi sehingga tidak hanya dapat
berubah menjadi jaringan mesodermal tetapi juga endodermal.
g) Sel punca kanker (cancer stem cells)
9
Sel punca kanker adalah sel yang mengaktivasi lintasan onkogenik
berupa tumorigenesis yang membuat sel normal mengalami fasa
inisiasi tumor, namun sel punca kanker tidak memiliki
sifat tumorigenik. Dari data terakhir, ditemukan keberadaan sel
punca kanker pada berbagai jenis kanker seperti leukimia, kanker
payudara, kanker otak , kanker otak , kanker usus besar dan kanker
kulit.
Transplantasi sel induk dapat berupa:
1) Transplantasi autologus (menggunakan sel induk pasien sendiri, yang
dikumpulkan sebelum pemberian kemoterapi dosis tinggi)
2) Transplantasi alogenik (menggunakan sel induk dari donor yang
cocok, baik dengan hubungan keluarga atau tanpa hubungan keluarga),
atau
3) transplantasi singenik(menggunakan sel induk dari saudara kembar
identik.
Aplikasi
1) Pengobatan infark jantung
Menggunakan sel stem sumsum tulang (bone marrow) yang beredar
dalam darah perifer dan sel stem yang sudah berada di jantung akan
menuju ke daerah infark, tetapi jumlahnya tidak cukup untuk dapat
mengatasi dan menyembuhkan daerah infark tersebut. Sel stem akan
membentuk sel kardiomiosit dan juga mengadakan neovaskularisasi.
Karena jumlah sel stem endogen kurang banyak maka logis untuk
10
mecarikan bantuan sel stem dari luar yang bisa berasal dari sumsum
tulang atau sumber lain seperti UCB. Hal ini telah dilakukan dengan
hasil yang cukup menggembirakan. Intracoronary infusion BM stem
cell otolog telah dilakukan pada 22 pasien dengan AMI dan
melaporkan hasil yang sangat baik. Sekarang dalam literatur sudah
banyak dilaporkan hasil positif pemberian sel stem BM intrakoroner
pada AMI.
2) Pengobatan diabetes tipe I
Pada diabetes tipe I sel pankreas beta yang mensekresi insulin
mengalami kerusakan oleh faktor genetik, lingkungan dan imunologik.
Akibatnya terjadi defisiensi insulin dan menyebabkan hiperglikemi.
Transplantasi seluruh organ pankreas kadaver dapat menyembuhkan
penderita. Tetapi jumlah kadaver sangat sedikit dan obat imunosupresi
yang dibutuhkan untuk mencegah reaksi imunologik menimbulkan
banyak efek samping. Transplantasi sel stem merupakan alternatif baik
dan telah menunjukkan hasil positif pada mencit. Tetapi masih banyak
kendala yang harus diatasi supaya penggunaan sel stem untuk
menyembuhkan pasien diabetes tipe I dapat terlaksana.
b. Antibodi Monoklonal
Adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-
sel positif sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2
sel berbeda; penghasil sel positif Limpa danselmieloma)yang dikultur.
Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa.
11
Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan.Antibodi monoklonal
adalah zat yang diproduksi oleh sel gabungan tipe tunggal yang memiliki
kekhususan tambahan. Ini adalah komponen penting dari sistem kekebalan
tubuh. Mereka dapat mengenali dan mengikat ke antigen yang spesifik.
Pada teknologi antibodi monklonal, sel tumor yang dapat mereplikasi
tanpa henti digabungkan dengan sel mamalia yang memproduksi antibodi.
Hasil penggabungan sel ini adalah hybridoma, yang akan terus
memproduksi antibodi.
Antibodi monoklonal mengenali setiap determinan yang antigen
(bagian dari makromolekul yang dikenali oleh sistem kekepalan
tubuh/epitope). Mereka menyerang molekul targetnya dan mereka bisa
memilah antara epitope yang sama. Selain sangat spesifik, mereka
memberikan landasan untuk perlindungan melawan patogen. Antibodi
monoklonal sekarang telah digunakan untuk banyak masalah diagnostik
seperti : mengidentifikasi agen infeksi, mengidentifikasi tumor, antigen
dan antibodi auto, mengukur protein dan level drug pada serum, mengenali
darah dan jaringan, mengidentifikasi sel spesifik yang terlibat dalam
respon kekebalan dan mengidentifikasi serta mengkuantifikasi hormon.
Dua tipe antibodi monoklonal yang digunakan untuk terapi kanker,
adalah :
1) Naked monoclonal antibodies
Naked monoclonal antibodies atau antibodi monoklonal murni
adalah antibodi yang penggunaanya tanpa dikombinasikan dengan
obat lain atau material radioaktif. Antibodi murni mengikatkan diri
12
mereka pada antigen spesifik milik sel-sel kanker dengan berbagai
cara. Misalnya, memberi tanda pada sel kanker agar bisa dikenali dan
dirusak oleh sistem imun tubuh. Cara lain dengan mengikatkan diri
pada antigen tertentu yang disebut reseptor, tempat di mana molekul-
molekul yang berfungsi menstimulasi pertumbuhan sel kanker juga
akan mengikatkan diri.
Dengan menghambat molekul-molekul pertumbuhan untuk tidak
mengikatkan diri, maka antibodi monoklonal ini sama saja mencegah
sel kanker untuk tumbuh dengan cepat. Trastuzumab (Herceptin), yang
merupakan MAb murni dan digunakan untuk kanker payudara stadium
lanjut, adalah contoh antibodi monoklonal yang bekerja dengan cara
ini.
Beberapa MAbs murni yang sudah disetujui FDA antara lain :
a) Rituximab (Rituxan): Rituximab digunakan untuk terapi sel B pada
non-Hodgkin lymphoma. Agen ini merupakan antibodi
monoklonal dengan sasaran antigen CD20, yang ditemukan pada
sel B.
b) Trastuzumab (Herceptin): Trastuzumab adalah antibodi yang
menyerang protein HER2. Protein ini terlihat dalam jumlah besar
pada sel-sel beberapa kasus kanker payudara. Agen ini disetujui
untuk pengobatan tahap lanjut kanker payudara.
c) Alemtuzumab (Campath): Alemtuzumab merupakan antibodi yang
menyerang antigen CD52, yang terlihat pada sel B maupun sel T.
13
Agen ini digunakan untuk terapi B cell lymphocytic leukemia (B-
CLL) kronik yang sudah mendapat kemoterapi.
d) Cetuximab (Erbitux): Cetuximab, antibodi dengan sasaran protein
EGFR (epidermal growth factor receptors). EFGR nampak dalam
jumlah besar pada beberapa sel kanker. Agen ini digunakan
berbarengan dengan obat kemoterapi irinotecan untuk kanker
kolorektal stadium lanjut. Selain itu juga digunakan untuk terapi
kanker leher dan kepala yang tidak bisa diselesaikan dengan bedah.
e) Bevacizumab (Avastin): Bevacizumab bekerja melawan protein
VEGF (Vascular Endhotelial Growth Factor) yang normalnya
membantu tumor membangun jaringan pembuluh darah baru
(proses angiogenesis) sebagai satu cara mendapatkan oksigen dan
nutrisi. Terapi anti-angiogenesis ini digunakan bersama-sama
dengan kemoterapi untuk terapi kanker kolorektal metastatik.
2) Conjugated Monoclonal Antibodies
Conjugated monoclonal antibodies adalahantibodi yang
dikombinasikan dengan berbagai jenis obat, toksin, dan materi-materi
radioaktif. Obat ini hanya berperan sebagai “kendaraan” yang akan
mengantarkan substansi-substansi obat, racun, dan materi radioaktif,
menuju langsung ke sasaran yakni sel-sel kanker. Antibodi
monoklonal jenis ini akan berkeliling ke seluruh bagian tubuh sampai
ia berhasil menemukan sel kanker yang cocok dengan antigen yang ia
bawa. Agen ini kemudian akan menghantarkan racun di tempat paling
krusial, namun hebatnya, ia bisa meminimalkan dosis pada sel normal
14
untuk menghindari kerusakan di seluruh bagian tubuh. Sayangnya,
antibodi gabungan ini secara umum masih menimbulkan efek samping
lebih banyak dibandingkan antibodi monoklonal yang murni. Efek
yang ditimbulkan tergantung pada tipe substansi yang ikut serta atau
menempel padanya.
c. Terapi Gen
Terapi Gen dalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik
dengan menyisipkan gen normal. Pengobatan dengan terapi gen telah
berkembang dengan pesat sejak clinical trial terapi ini pertama kali
diperkenalkan pada tahun 1990. Terapi gen adalah teknik untuk
mengoreksi gen-gen yang cacat yang bertanggung jawab terhadap suatu
penyakit. Selama ini pendekatan terapi gen yang berkembang adalah
menambahkan gen-gen normal ke dalam sel yang mengalami
ketidaknormalan.
Pendekatan lain adalah melenyapkan gen abnormal dengan gen
normal dengan melakukan ekombinasi homolog. Pendekatan ketiga adalah
mereparasi gen abnormal dengan cara mutasi balik selsektif, sedemikian
rupa sehingga akan mengembalikan fungsi normal gen tersebut. Selain
pendekatan-pendekatan tersebut ada pendekatan lain untuk terapi gen
tersebut, yaitu mengendalikan regulasi ekspresi gen abnormal tersebut. B.
Terapi Gen Ex Vivo Sel dari sejumlah organ atau jaringan (seperti kulit,
system hemopoietik, hati ) atau jaringan tumor dapat diambil dari pasien
dan kemudian dibiakkan dalam laboratorium.
15
Selama pembiakkan, sel itu dimasuki suatu gen tertentu untu
kterapi penyakit itu. Kemudian diikuti dengan reinfusi atau
reimplementasi dari sel tertransduksi itu ke pasien. Penggunaan sel
penderita untuk diperlakukan adalah untuk meyakinkan tidak ada respon
imun yang merugikan setelah infuse atau transplantasi. Terapi gen ex vivo
saat ini banyak digunakan pada uji klinis, kebanyakan menggunakan
vector retrovirus untuk memasukkan suatu gen ke dalam sel penerima.
Salah satu contoh terapi gen yang telah digunakan adala gen p53
untuk kondisi karsinoma squamus kepala dan leher sedangkan sel
targetnya adalah sel tumor. C. Terapi Gen In Vivo Organ seperti paru
paru, otak, jantung tidak cocok untuk terapi gen ex vivo, sebab pembiakan
sel target dan retransplantasi tidak mungkin dilakukan. Oleh karena itu
terapi gen somatic, dilakukan dengan pemindahan gen in vivo. Dengan
kata lain dengan memberikan gen tertentu baik secara local maupun
sistemik.
Penggunaan vector retrovirus memerlukan kondisi sel target yang
sedang membelah supaya dapat terinfeksi. Akan tetapi, banyak jaringan
yang merupakan target terapi gen, sebagian besar selnya dalam keadaan
tidak membelah. Akibatnya, sejumlah strategi diperlukan baik penggunaan
system vector virus maupun non-virus untuk menghantarkan gen terapetik
ke sel target yang sangat bervariasi seperti kulit, otot, usus, liver dan sel
darah.
System penghantar gen in vivo yang ideal adalah efisiensi tinggi
masuknya gen terapetik dalam sel target. Gen itu dapat masuk ke inti sel
16
dengan sedikit mungkin terdegradasi, dan gen itu tetap terekspresi
walaupun ada perubahan kondisi. D. Penyakit Target Untuk Terapi Gen
Sejak kanker diketahi sebagai suatu penyakit genetik yang disebabkan oleh
mutasi atau perubahan – perubahan lain pada gen. penggunaan teknik
DNA rekombinan semakin sering digunakan dalam menghambat
perkembangan penyakit tersebut.
Salah satu metode yang sering diandalkan adalah pendekatan terapi
gen. Terapi gen merupakan pendekatan baru dalam pengobatan kanker,
yang saat ini masih bersifat eksperimental. Sejak diketahui bahwa kanker
merupakan penyakit akibat mutasi gen, para ahli mulai berfikir 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. Saat ini para
ilmuwan sedang mencoba beberapa cara kerja terapi gen untuk pengobatan
kanker, yaitu :
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
17
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 mudah
dikenali dan dihancurkan oleh sistem kekebalan tubuh. Atau
sebaliknya, menambahkan gen pada sel-sel kekebalan tubuh sehingga
lebih mudah terdeteksi dan menghancurkan sel-sel kanker.
5) Menghentikan gen yang berperan dalam pembentukan jaringan
pembuluh darah baru atau menambahkan gen yang bisa mencegah
angiogenesis. Jika suplai darah dan makannya terhenti, kanker akan
berhenti tunbuh atau bahkan mengecil lalu mati.
6) Memberikan gen yang mengaktifkan protein toksik tertentu pada sel
kanker, sehingga sel tersebut melakukan aksi “bunuh diri” (apoptosis).
Satu dari banyak tantangan dalam pengembangan pendekatan DNA
rekombinan adalah bagaimana mengantarkan “gen pembunuh” hanya
ke dalam sel tumor dan tidak ke sel normal.
Pengantaran yang selektif merupakan satu aspek teknik yang sulit
dalam terapi gen. Terapi gen yang paling berhasil dilakukan adalah yang
menggunakan pendekatan ex vivo (di luar organisme hidup), di mana sel
18
dipindahkan dari tubuh, dimanipulasi, dan selanjutnya dikembalikan ke
tubuh, tetapi pendekatan ex vivo tidak dapat digunakan pada sel tumor
karena sel tumor tidak dapat dipindahkan secara total dari tubuh.Walau
demikian, suatu pendekatan in vivo (di dalam organisme hidup) yang
menjanjikan telah berhasil dilakukan dalam mengatasi sel tumor, yaitu
menggunakan gen virus herpes simplex-timidin kinase (HSV-tk) sebagai
“gen pembunuh”.
d. Antibiotik
Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari
Penicillium notatum.
1) Penicillium chrysogenum Memperbaiki penisilin yang sudah ada.
Dilakukan dengan mutasi secara radiasi ultraviolet dan sinar X.
2) Cephalospurium penisilin N.
3) Cephalosporium sefalospurin C.
4) Streptomyces streptomisin,
untuk pengobatan TBC
Antibiotik penisilin yang dihasilkan oleh jamur Penicillium
notatumtelah ditemukan oleh Alexander Fleming pada tahun 1929.
Adapun pada tahun 1939 oleh Rene Dubois mengisolasi dua antibiotic
gramisidin dan tirosidin modern yang pertama dan tergolong luas
penggunaannya. Penisilin dihasilkan selama pertumbuhan dan metabolism
cendawan tertentu, yaitu Penicillium notatumdanPenicillium
19
Chrysogenum. Senyawa antibiotic yang dihasilkan jamur ini sangat efektif
terhadap bekteri gram positif, khususnya pneumokokus dan beberapa
stafilokokus. Beberapa bakteri gram negative,spiroketa yang
merupakanpenyebab sifilis.
Setelah antibiotic penisilin ditemukan, banyak penyakit yang
disebabkan oleh infeksi kuman yang dapat disembuhkan.Namun, beberapa
jenis bakteri lain menghasilkan enzim yang dapat menghambat kerja
penisilin sehingga tahan terhadap penisilin.Akibatnya, beberapa penyakit
yang disebabkan oleh bakteri tersebut tidak dapat sembuh. Kerena itu, para
ahli berusaha menemukan obat lain pembasmi bakteri yang kebal terhadap
penisilin. Jenis antibiotic lain yang dihasilkan oleh jamur/cendawan, antara
lain : sefalosporin dan streptomisin.
Sefalosporin merupakan sekelompok antibiotic yang dihasilkan oleh
suatu spesies cendawan laut, Cephalosporium Acremonium. Antibiotik ini
aktif tehadap banyak bakteri gram positif dan negative serta tidak dapat
dirusak oleh penisilinase. Yaitu enzim yang terdapat dalam bakteri yang
mampu merusak penisilin.
Streptomisin dihasilkan oleh Streptomyces Griseus, yaitu bakteri
tanah yang diisolasikan oleh Walksman dan teman-temannya.
Antibiotikini efektif terhadap banyak bakteri gram positif dan gram
negative yang pathogen dan Mycobacterium Tuberculosis. Oleh karena itu,
Streptomisin menjadi antibiotic untama untuk penderita TBC seebagai
KOMOTERAPI. Akan tetapi, beberapa bakteri dapat dengan cepat
20
menjadi resistan dan meningkat toksisitasnya jika penggunaan antibiotic
berlangsung dalam waktu lama. Meskipun demikian, streptomisin tetap
dianggap sebagai obat utama dalam penggobatan tuberculosis.
e. Interferon
Adalah antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh
tubuh manusia. Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu
cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus), karena itu dilakukan
rekayasa genetika.
f. Vaksin
Contoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria. Secara konvensional
pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan
kimia. Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.
Berdasarkan hasil penelitian para ilmuwan ternyata sel-sel
vertebrata dapat dikulturkan. Prosesnya dimulai dengan memperlakukan
jaringan yang sesuai dengan enzim proteolitik misalnya tripsin untuk
memisahkan sel-sel. Stiap sel tersebut lalu dipindahkan ke nutrisi tertentu
untuk melekatkan sel-sel ke dalam wadah. Dan sel-sel tersebut akan
membelah secara mitosisi membentuk satu lapis sel. Sel ini dapat
digunakan untuk membentuk kultur sekunder.
21
Untuk membuat sel-sel kultur ini terus membelah, maka
ditambahkan bahan kimia atau virus-virus yang mendorong pembentukan
sel-sel kanker. Sel-sel tersebut disebut neoplastik.
Vaksin yang kita gunakan untuk melindungi dan mencegah tubuh
terserang penyakit dapat berasal dari mikroorganisme yang dilemahkan
ataupun toksin yang dihasilkan mikroorganisme tersebut. Namun
seringkali vaksin juga menyebabkan beberapa efek samping yang
merugikan, misalnya :
1) mikroorganisme yang digunakan dalam membuat vaksin mungkin
masih melanjutkan proses produksi.
2) mikroorganisme yang digunakan dalam membuat vaksin mungkin
masih memiliki kemampuan untuk menyebabkan penyakit.
3) ada sebagian orang yang alergi terhadap sisa-sisa sel yang ditinggalkan
dari proses vaksin meskipun sudah dilakukan proses pemurnian.
4) orang-orang yang bekerja dalam pembuatan vaksin mungkin
bersentuhan dengan organisme berbahaya yang digunakan sebagai
bahan pembuat vaksin meskipun sudah dicegah dengan pengaman
seperti masker dan sarung tangan.
Dengan adanya masalah-masalah di atas maka pembuatan vaksin
secara konvensional diubah dengan cara rekayasa genetika untuk
membantu mengurangi resiko yang tidak diinginkan. Beberapa prinsip
rekayasa genetika dalam pembuatan vaksin adalah sebagai berikut :
22
1) mengisolasi / memisahkan gen-gen dari organisme penyebab sakit
yang berperan dalam menghasilkan antigen yang merangsang limfosit
untuk menghasilkan antibody.
2) menyisipkan gen-gen di atas, ke tubuh organisme yang kekurangan
pathogen.
3) mengulturkan orgamisme hasil rekayasa genetika, sehingga
menghasilkan antigen dalam jumlah banyak.
4) mengekstraksi antigen, lalu digunakan sebagai vaksin.
Dari beberapa penerapan kultur sel hewan, produksi vaksin virus
adalah yang tertua. Prosesnya adalah virus ditumbuhkan dalam kultur sel,
misalnya sel dari embrio ayam, ginjal monyet dan lama-kelamaan sel
manusia. Setelah ditumbuhkan, lalu dipanen dan virus-virus tersebut
diekstraksi dengan penyaringan. Hasilnya lalu dipakai intik membunuh
virus-virus itu juga atau jika vaksin tersebut dilemahkan, maka disimpan
dalam suhu rendah hingga siap digunakan. Contoh vaksin yang dibuat
dengan cara ini adalah poliomielistis, gondong, cacar air, rubella dan
rabies.
Adanya vaksin memungkinkan tubuh membangun kekebalan,
misalnya membentuk antibody yang sesuai dengan jumlah yang
dibutuhkan dan suatu sel penting yang akan tumbuh dan menghasilkan
antibody, jika penyakit timbul dalam suatu bentuk virulen.
23
BAB III
PENUTUP
Bioteknologi kesehatan terdiri dari:
1. Sel Punca
2. Antibodi Monoklonal
3. Terapi Gen
4. Antibiotik
5. Interferon
6. Vaksin
24
DAFTAR PUSTAKA
http://www.iptek.net.id/ind/?mnu=8&ch=jsti&id=323 diunduh pada tanggal 11
November 2011.
http://id.wikipedia.org/wiki/Bioteknologi diunduh pada tanggal 11 November
2011.
http://www.angelfire.com/ca/DonaldPokatong/BIOTEK2.html diunduh pada
tanggal 11 November 2011.
http://catalogue.nla.gov.au/Record/913445 diunduh pada tanggal 11 November
2011.
http://www.slideshare.net/rabiati/pemanfaatan-bioteknologi-dalam-bidang-farmasi
diunduh pada tanggal 11 November 2011.
25
http://bioteknologiindonesia.blogspot.com/2009/02/peran-bioteknologi-dalam-
penemuan-obat.html diunduh pada tanggal 11 November 2011.
http://nasional.kompas.com/read/2008/06/16/16155235/
Bioteknologi.Solusi.Masalah.Pangan.dan.Kesehatan diunduh pada tanggal
11 November 2011.
26