makalah biotekno farmasi fix

7/23/2019 Makalah Biotekno Farmasi Fix

1/35

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Produksi senyawa kimia yang digunakan seperti pada industri makanan

dan obat-obatan dengan proses bioteknologi sebenarnya merupakan sesuatu yang

lama (terlebih dahulu) ada namun juga termasuk baru. Lebih dari 7 tahun

lamanya, fermentasi mikroorganisme atau penggunaan ragi dan tanaman dalam

memproduksi obat-obatan farmasi penting telah mengalami perkembangan yang

pesat. Penemuan dan produksi obat secara genomik memberi harapan yang sangat

gemilang pada pertengahan tahun !!"-an, yang sekarang telah terpenuhi di

berbagai area.

#ntegrasi yang sistematik dari teknologi menghasilkan suatu output data

dan informasi yang superior dan karenanya meningkatkan pemahaman kita

terhadap fungsi biologis, dimana penemuan obat dan perkembangannya

menghadapi era baru. $train bakteri, terutama Actinomycetes telah digunakan

dalam bioteknologi produksi dan penemuan obat-obatan bertahun-tahun. %etode

genetik membuka bidang biosintesis kombinatorial yang dikembangkan dengan

mengesankan dalam beberapa tahun. $elain itu, produkti&itas ragi dan fungi

lainnya dalam keragaman prosesnya yang berbeda-beda dikembangkan secara

signifikan sejak diperkenalkannya metode genetika.'i lain pihak, sejarah telah membuktikan bahwa penelitian dan

pengembangan teknologi &aksin sudah memasuki suatu era teknologi modern

yang mempunyai nilai khusus ( uwono, !! ). *atakanlah telah memasuki era

molekular terutama jika dibandingkan dengan pada saat pertama kali +dwin

enner menemukan &aksin cacar pada tahun 7! . 'alam satu dasawarsa terakhir


2/35

ini, telh diketahui adanya beberapa jenis &aksin baru yang sudah mendapatkan hak

lisensianya di berbeagai negara untuk dipakai dalam &aksinasi rutin, antara lain

termasuk &aksin rekombinan.

Pembahasan

1. Antibiotik

ntibiotika merupakan senyawa kimia yang dihasilkan oleh

mikroorganisme, dan dapat menghambat atau membunuh mikroorganisme lain.

Perkembangan antibiotika sebagai /at untuk pengobatan penyakit infeksi lebih

banyak memengaruhi penggunaan obat dibandingkan dengan perkembangan

antibiotik itu sendiri.

ntibiotika merupakan produk metabolisme sekunder. %eskipun hasilnya

relatif rendah dalam sebagian besar industri fermentasi, tetapi karena akti&itas

terapetiknya tinggi maka menjadi memiliki nilai ekonomik tinggi, karena itu

antibiotika dibuat secara komersial melalui fermentasi mikroba. 0eberapa

antibiotika dapat disintesis secara kimia, tetapi karena kompleksitas bahan kimia

antibiotika dan cenderung menjadi mahal, maka tidak memungkinkan sintesis

secara kimia dapat bersaing dengan fermentasi mikroorganisme.

Penggunaan antibiotika secara komersial, pertama kali dihasilkan olehfungi berfilamen dan oleh bakteri kelompok Actinomycetes (Gambar 1 ).

'aftar sebagian besar antibiotika yang dihasilkan melalui fermentasi

industri berskala-besar, dapat dilihat pada Tabel 1 . $eringkali, sejumlah senyawa

kimia berhubungan dengan keberadaan antibiotika, sehingga dikenal famili

antibiotik. ntibiotika dapat dikelompokkan berdasarkan struktur kimianya


3/35

(Tabel 2 ). $ebagian besar antibiotika digunakan secara medis untuk mengobati

penyakit bakteri, meskipun sebagian diketahui efektif menyerang penyakit fungi.

$ecara ekonomi dihasilkan lebih dari "".""" ton antibiotika per tahun, dengan

nilai penjualan hampir mendekati 1 milyar.

Gambar 1. Strain Streptomyces yang mengalami sporulasi pada

medium padat. Tetes-tetes biru meninjukkan produksi antibiotik aromatik polyketide !.

a. Pencarian ntibiotika 0aru

0ahan antibiotik yang sudah diketahui, lebih dari .""", dan beberapa

ratus antibiotika ditemukan dalam beberapa tahun. 'an sejumlah peneliti

mempercayai bahwa berbagai antibiotika baru dapat ditemukan lagi jika penelitian

dilakukan terhadap kelompok mikroorganisme selain Streptomyces, Penicillium,

daen Bacillus . $ekali diketahui urutan struktur gen mikroorganisme penghasil-

antibiotika, dengan teknik rekayasa genetika memungkinkan pembuatan

antibiotika baru.

2ara utama dalam menemukan antibiotika baru yaitu melalui screening .

'engan pendekatan tersebut, sejumlah isolat yang kemungkinan mikroorganisme


4/35

penghasil-antibiotika yang diperoleh dari alam dalam kultur murni, selanjutnya

isolat tersebut diuji untuk produksi antibiotika dengan bahan yang diffusible , yang

menghambat pertumbuhan bakteri uji. 0akteri yang digunakan untuk pengujian,

dipilih dari berbagai tipe, dan mewakili atau berhubungan dengan bakteri patogen.

Tabel 1. Beberapa Antibiotika yang "ihasilkan Se#ara $omersial

Prosedur pengujian mikroorganisme untuk produksi antibiotika adalah

metode gores silang, pertama kali digunakan oleh 3leming. 'engan program

pemisahan arus, ahli mikrobiologi dapat dengan cepat mengidentifikasi, apakah

antibiotika yang dihasilkan termasuk baru atau tidak. $ekali ditemukan organisme

penghasil antibiotika baru, antibiotika dihasilkan dalam sejumlah besar,

dimurnikan, dan diuji toksisitas dan akti&itas terapeutiknya kepada hewan yang

terinfeksi. $ebagian besar antibiotika baru gagal menyembuhkan hewan uji, dan

sejumlah kecil dapat berhasil dengan baik. khirnya, sejumlah antibiotika baru

ini sering digunakan dalam pengobatan dan dihasilkan secara komersial ( Tabel 1 ).

Tabel 2. $lasi%ikasi antibiotika sesuai dengan struktur kimianya dan #ontoh antibiotika


5/35


6/35

Gambar 2. Seluruh Proses &kstraksi dan Pemurnian Antibiotik

ika antibiotika larut dalam pelarut organik yang tidak dapat bercampur

dengan air, maka pemurniannya relatif lebih mudah, karena memungkinkan untuk

mengekstraksi antibiotika ke dalam suatu pelarut ber&olume kecil, sehingga lebih

mudah mengumpulkan antibiotika tersebut. ika antibiotika tidak larut dalam

pelarut, selanjutnya harus dipindahkan dari cairan fermentasi melalui adsorpsi,

pertukaran ion, atau presipitasi secara kimia. Pada semua kasus, tujuannya untuk


7/35

memperoleh produk kristalin yang sangat murni, meskipun sejumlah antibiotika

tidak mudah terkristalisasi dan sulit dimurnikan.

%asalah yang berhubungan adalah, kultur sering menghasilkan produk

akhir lain, termasuk antibiotika lain, dalam hal ini penting mengakhiri proses

dengan suatu produk yang hanya terdiri dari antibiotik tunggal. Pemurnian secara

kimia mungkin dibutuhkan untuk mengembangkan metode dalam rangka

menghilangkan produk sampingan yang tidak diharapkan, tetapi dalam beberapa

kasus hal tersebut penting untuk ahli mikrobiologi untuk menemukan strain yang

tidak menghasilkan senyawa kimia dan tidak diharapkan.

2. 'aksin

5aksin telah lama dikenal sebagai suatu substansi yang digunakan untuk

memperoleh respon imun terhadap mikroorganisme patogen.5aksin pertama kali

ditemukan pada tahun 7!6 oleh +dward enner yaitu &aksin &irus cacar. $ejak

saat itu teknologi pembuatan &aksin telah berkembang dengan pesat dan berbagai

jenis &aksin untuk mencegah penyakit infeksi telah banyak digunakan.

5aksin kon&ensional baik &aksin generasi pertama yaitu &aksin yang

mengandung mikroorganisme hidup yang telah dilemahkan dan &aksin generasi

kedua yaitu &aksin yang mengandung mikroorganisme yang dimatikan, serta&aksin generasi yang ketiga yaitu &aksin rekombinan yang juga dikenal dengan

&aksin sub unit yang mengandung fragmen antigenik dari suatu mikroorganisme

yang dapat merangsang respon imun, dalam penggunaannya masih memiliki

beberapa kelemahan ( adji, 8""!98!).


8/35

5aksin generasi pertama seringkali dapat bermutasi kembali menjadi

&irulen sehingga menimbulkan efek yang tidak diinginkan. :leh sebab

itubiasanya jenis &aksin yang dilemahkan ini tidak dianjurkan diberikan kepada

penderita yang mengalami imunokompromais. $edangkan &aksin generasi kedua

adalah &aksin mengandung mikroorganisme yang dimatikan menggunakan /at

kimia tertentu, biasanya dengan menggunakan formalin atau fenol, dalam

penggunaannya sering mengalami kegagalan atau tidak menimbulkan respon

imun tubuh.

;ntuk mengatasi berbagai kelemahan yang terjadi pada penggunaan

&aksin generasi pertama dan kedua mulailah dikembangkan &aksin generasi yang

ketiga yaitu &aksin rekombinan yang juga dikenal dengan &aksin sub unit. 5aksin

sub unit dibuat melalui teknik rekayasa genetika untuk memperoleh fragmen

antigenik dari mikroorganisme, sehingga disebut dengan &aksin rekombinan.

$ebagai contoh, &aksin hepatitis 0 mengandung bagian protein selubung dari

&irus hepatitis 0 yang diproduksi melalui rekayasa genetika, oleh sel ragi. 5aksin

rekombinan lebih aman dibandingkan dengan &aksin yang mengandung seluruh

sel &irus, karena fragmen antigenik yang terdapat dalam &aksin rekombinan tidak

dapat bereproduksi dalam tubuh penerima, disamping itu &aksin rekombinan

umumnya tidak menimbulkan efek samping.


9/35

Proses Pelemahan 5irus ( tenuasi 5irus) 9 5irus &irulen dapat dibuat

menjadi kurang &irulen ( attenuated ) dengan cara menumbuhkan &irus

tersebut pada sel inang yang berbeda dari sel inang normal atau dengan cara

mengembang-biakkan &irus tersebut pada suhu non fisiologis. %utan yang

mampu berkembang biak lebih baik dibanding &irus tipe liar ( wild type ) pada

kondisi selektif tersebut akan meningkat selama replikasi &irus. ika mutan

tersebut diisolasi, dimurnikan, dan diuji patogenisitas pada model yang tepat,

beberapa tipe mutan dapat memiliki sifat patogen yang lebih rendah

dibandingkan induknya %utan tersebut merupakan kandidat yang baik

sebagai &aksin karena mereka tidak lagi berkembang dengan baik pada inang

alaminya tetapi memiliki kemampuan bereplikasi yang cukup tinggi sehingga

dapat menstimulasi respons imun, tetapi tidak menimbulkan penyakit

Gambar (. )ontoh 'aksin yang dilemahkan attenuated vaccine ! *'aksin B)G+ 'aksin Sabin polio!+ 'aksin #ampak+ 'aksin rubell

Sumber* ,urnal nline+ TB!

b. 5aksin &irus inaktif>mati

Pada metoda ini, &irus yang secara alami bersifat patogen diproduksi dalam

jumlah besar dan diinaktifkan dengan menggunakan bahan kimia atau

prosedur fisik yang dirancang untuk menghilangkan sifat infektif dari &irus

tanpa kehilangan sifat antigenisitasnya (yaitu kemampuan untuk memicu


10/35

respons imun yang diinginkan).4eknik yang umum digunakan adalah dengan

cara perlakuan dengan formalin atau beta propriolactine atau ekstraksi dari

partikel en&elope &irus dengan detergen nonionik seperti 4riton ?- "". enis

&aksin ini relatif tidak memerlukan proses pembuatan yang rumit dan

berbiaya murah. 2ontoh 5aksin &irus inaktif 9 5aksin #nfluen/a, Polio&irus

(Salk Vaccine ), abies, &aksin untuk hewan ( veterinary ).

c. 5aksin $ubunit

%engambil hanya suatu bagian protein &irus untuk dibuat menjadi

suatu &aksin, contoh 9 &aksin hepatitis 0 dan &aksin influen/a.atau 5aksin

diformulasikan hanya dengan beberapa komponen yang dimurnikan dari &irus

(tanpa memasukkan seluruh bagian &irus) disebut dengan &aksin subunit.

*omponen &irus yang diambil adalah protein &irus yang dikenali oleh

antibodi. Pada banyak kasus, protein yang digunakan adalah protein struktural

&irus, khususnya protein yang ditemukan pada permukaan &irion, yang

merupakan target utama dari respons imun. ontoh 5aksin $ubunit 9 @erpes

$impleA 5irus 0agian ntigenik dari @erpes $impleA 5irus adalah @$5 &iral

en&elope glycoprotein '


11/35

Gambar /. Skema Proses Produksi 'aksin subunit 0S'Sumber* ,urnal nline+ TB!

d. 5aksin '< 4ransfer '< plasmid secara langsung ke dalam jaringan mencit tanpa

sistem penghantaran khusus telah berhasil dilakukan pertama kali pada tahun

!!" (Bolff, !!"). '< plamid yang disuntikkan secara intramuskular

kedalam tubuh mencit tersebut ternyata dapat memproduksi protein yang

dikode oleh sekuen '< yang terdapat dalam '< plamid tersebut di dalam

jaringan mencit. Penelitian berikutnya telah membuktikan bahwa '< dapat

dimasukkan langsung secara in &i&o untuk menghasilkan protein yang

dikehendaki sesuai dengan sekuen '< yang mengkode ekspresi protein

tersebut ( adji, 8""!9C").$ejak saat itu diyakini bahwa metode transfer '< secara in &i&o dapat

diaplikasikan baik untuk terapi gen maupun untuk &aksinasi dengan '< .

0erbagai penelitian telah dilakukan untuk mempelajari berbagai faktor yang

mempengaruhi efisiensi dan sifat imunogenisitas dari '< plasmid, yang

pada akhirnya dikenal dengan &aksin '< untuk memberikan imunitas tubuh


12/35

terhadap serangan berbagai mikroorganisme. $ampai saat ini berbagai hasil

penelitian telah dipublikasikan bahwa imunisasi dengan '< dapat

menghasilkan protein asing atau antigen yang dapat menstimulasi

responimun, sehingga dapat mencegah berbagai penyakit infeksi pada

binatang percobaan antara lain terhadap @uman immunodeficiency &irus

(@#5) , &irus +bola, malaria, Mycobacterium tuberculosis , &irus inluen/a,

atau untuk meningkatkan sistem imunitas terhadap sel-sel tumor ( adji,

8""!9C").Perkembangan penelitian dalam bidang &aksin '< ini telah

berkembang pesat selama satu dekade terakhir dan beberapa uji klinik

penggunaan &aksin '< pada manuasia telah dilakukan terhadap berbagai

jenis penyakit infeksi termasuk malaria, &irus dengue, cytomegalovirus , &irus

+bola, &irus influen/a, a&ian influen/a &iruses, Best


13/35

.Gambar . &lemen Genetik pada 'aksin " A

Sumber* $ayser dan 3uller+ 244/*144!

Plasmid &aksin '< mempunyai unit propagasi yang berfungsi untuk

multiplikasinya dalam sel mikroba sebagai hospesnya yang terdiri dari

fragmen '< untuk replikasi dan marka seleksi. Produksi &aksin '

makalah biotekno farmasi fix

Documents