TERAPI GEN
8.3. METODA TERAPI GEN
Metoda terapi gen dapat dikelompokkan menjadi 2 kelompok besar yaitu
1. transfer gen yang telah dimodifikasi atau gen normal kedalam sel-sel sasaran pada pasien dengan menggunakan vektor biologi yaitu virus.
2. transfer gen yang telah dimodifikasi atau gen yang normal kedalam sel-sel sasaran pada pasien dengan menggunakan cara
non virus. Beberapa cara non virus yang dapat digunakan adalah Naked DNA, Oligonucleotides, lipoplexes dan polyplexes, hibrid methods, dendrimers.
Transfer gen menggunakan vektor biologis
Vektor biologi yang digunakan untuk membawa gen yang telah diperbaiki adalah virus yang susunan genetiknya telah diubah sehingga dapat membawa gen manusia yang normal. Virus-virus ini akan membawa gen yang telah diperbaiki kedalam sel-sel sasaran pada tubuh manusia dengan cara tertentu dan kemudian berintegrasi pada genom tertentu.4 Untuk mencapai tujuan ini gen-gen pada virus yang dapat menyebabkan penyakit harus dihilangkan dan diganti dengan gen-gen yang telah diperbaiki. Sebagai contoh virus A diketahui dapat berreplikasi atau memperbanyak diri dengan cara menginsersikan gen-gen nya kedalam gen-genom sel-sel host. Virus ini mempunyai 2 jenis gen-gene yaitu gen A dan gene B. Gen A adalah gen yang mengkode protein yang berguna untuk menginsersikan gen-gen nya kedalam genom sel host (inang). Sebaliknya gen B adalah gen yang menyebabkan timbulnya penyakit pada host. Gen C adalah gen yang telah diperbaiki dan akan menggantikan gen B. Dengan dilakukannya reengineering sedemikian rupa sehingga gen C dapat menggantiksn gen B. Dengan demikian gen A tetap dipertahankan untuk menjalankan fungsinya.
Adenovirus merupakan virus generasi pertama yang digunakan dalam terapi gen dan sangat efektif sebagai vektor pembawa transgen.2,4 Virus lain yang dapat digunakan dalam terapi gen adalah retrovirus, adeno-associated viruses, virus herpes simplex dan lain-lainnya termasuk virus penyebab HIV.2,4 2 jenis virus yang banyak digunakan sebagai vektor adalah
A. Retrovirus.
Materi genetik pada virus ini adalah dalam bentuk RNA, sebaliknya materi genetik pada sel-sel tubuh sasaran adalah dalam bentuk DNA. Ketika retrovirus menginfeksi sel sasaran (host), selain memasukkan RNA-nya, ia juga akan memasukkan ensim reverse transcriptase dan integrase kedalam sel sasaran tersebut. RNA ini kemudian akan diubah menjadi DNA melalui proses reverse
transcription menggunakan ensim reverse transcriptase. DNA kemudian akan ditransfer kedalam inti sel sasaran dan kemudian akan berintegrasi pada tempat tertentu di genom sel sasaran dengan bantuan ensim integrase. Setelah DNA yang telah diperbaiki ini terintegrasi pada tempat tertentu di genom sel ssasaran maka dikatakan bahwa genom sel-sel sasaran (host) ini telah dimodifikasi
Salah satu masalah yang dapat terjadi pada terapi gen menggunakan retrovirus adalah ensim integrase dapat menginsersikan materi genetik virus pada tempat yang kurang sesuai misalnya pada bagian tengah gen-gen endogen pada host, sehingga gen endogen ini tidak dapat berfungsi, dikenal sebagai insertional mutagenesis. Bila gen-gen virus ini berinsersi pada gen-gen pengatur fungsi gen-gen lainnya, maka proses pembelahan sel dapat tidak terkendali dan berubah menjadi sel kanker. Hal ini sekarang dapat diatasi dengan menggunakan ensim Zinc finger nucleases.5Keuntungan menggunakan retrovirus adalah transgen yang dimasukkan bisa di transmisikan kesemua sel yang terinfeksi dan turunanannya, tetapi kerugiannya dapat menyebabkan terjadinya mutasi genetik yang berbahaya selama tahap pengintegrasian.
B. Adenovirus
Ketika virus adenovirus meninginfeksi sebuah sel inang, molekul DNA virus tersebut akan dimasukkan kedalam sel inang tersebut. Materi genetik adenovirus tidak bersatu dengan materi genetik sel inang. Molekul DNA virus terletak bebas dalam inti sel dan proses transkripsinya berlangsung secara sendiri. Molekul DNA virus tidak ikut berreplikasi ketika sel mengalami pembelahan sehingga sel-sel inang hasil pembelahan tidak mengandung DNA virus. Akibatnya pada terapi gen menggunakan vektor adenovirus membutuhkan pemasukkan kembali gen-gen yang sudah dimodifikasi ke dalam populasi sel yang baru. Sebaliknya keadaan ini akan mencegah terjadinya kanker. Gendicine adalah adenovirus yang telah mengandung gen p53 yang digunakan pada terapi gen untuk mengobati penyakit kanker pada kepala dan leher. Gendicine sudah diizinkan oleh FDA China untuk digunakan pada manusia pada tahun 2003, sementara itu FDA Amerika Serikat telah menyetujui advexin, suatu vektor yang serupa dengan
Transfer gen menggunakan cara non virus
Disamping menggunakan cara tranfer gen yang diperantarai oleh virus (virus-mediated gene-delivery systems, ada beberapa metoda lain tanpa menggunakan virus. Metoda non virus ini mempunyai keuntungan yaitu dapat diproduksi dalam jumlah besar dan immunogenisitas pada sl inang yang rendah. Beberapa metoda non virus yang dapat digunakan adalah
1. Naked DNA
Metoda ini merupakan metoda transfeksi non virus yang sangat sederhana. Penelitian klinik dengan cara menyuntikan naked DNA secara intramuskular menunjukkan sebagian hasil yang sukses dan sebagian lagi mengalami kegagalan. Ekspresi gen pada metoda transfeksi ini sangat rendah dibandingkan dengan cara transfeksi lainnya.
2. Oligonukleotida
Oligonukleotida sintetik digunakan untuk menginaktifkan gen-gen yang terlibat dalam proses penyakit. Beberapa metoda yang dapat digunakan antara lain adalah
a. Menggunakan antisense yang spesifik untuk gen sasasaran yang akan mengganggu proses transkripsi gen sasaran yang rusak.
b. Menggunakan oligonukleotida rantai ganda (double strand oligonucleotide) yang akan mengikat faktor-faktor transkripsi yang diperlukan untuk regulasi promoter gen sasaran.
3. Lipoplexes and polyplexes
Untuk meningkatkan kwalitas pengangkutan DNA yang baru ke dalam sel, DNA tersebut harus dilindungi dari kerusakan dan pemasukkannya kedalam sel harus difasilitasi. Untuk memfasilitasi pemasukan gen ke dalam sel dapat digunakan molekul lipid yang dikenal sebagai lipoplexes dan polyplexes yang dirancang untuk melindungi DNA dari proses degradasi selama proses transfeksi. Molekul lipid ini digunakan untuk membungkus plasmid yang mengandung DNA dalam bentuk seperti micelle atau liposome. Lipoplexes atau polyplexes yang
telah mengandung DNA dikenal sebagai lipoplex. Lipoplex akan berinteraksi dengan membran sel dan masuk kedalam secara endositosis. Endosome yang mengandung lipoplex ini kemudian akan lisis dan transgen yang ada di dalamnya akan dikeluarkan ke dalam sitoplasma sel untu kemudian akan masuk ke dalam inti sel
4. Metoda Hibrid (Hybrid method)
Untuk meningkatkan efisiensi trnasfer transgen dikembangkan metoda hibrid (campuran) yaitu kombinasi liposome dengan virus influenza atau HIV yang diinaktifkan.