makalah terapi gen. semoga bermanfaat

MAKALAH BIOTEKNOLOGI

“ TERAPI GEN “

KELOMPOK V :

                                    NETRISIANA R. AKAL                                (164111021)

                                    NURSOFIAHTUNNISAH DIARJA              (164111022)

                                    PAULA M. A. PERADA ARAN                    (164111023)

                                    REGINARDIS A. MULIA                             (164111024)

                                    RISA SELI                                                      (164111025)

PROGRAM STUDI S1 FARMASI

SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN

CITRA HUSADA MANDIRI KUPANG

2017

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan yang maha Esa , karena atas ijin dan bimbinganNya penulisan makalah ini dapat berjalan dengan baik.

            Penulisan makalah dengan judul “Terapi Gen” memiliki banyak kendala namun dapat diatasi dengan  masukan-masukan dan berbagai saran yang membangun dan mendidik, tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang turut mengambil bagian dalam penulisan makalah ini.

            Tak lepas dari itu, kami menyadari bahwa makalah ini memiliki benyak kekurangan baik dalam segi isi maupun dalam penyusunan tata bahasa yang terdapat dalam makalah ini. Untuk itu dengan senang hati kami menerima kritik dan saran dari siapapun yang hendak memberikan kritik maupun saran yang membangun bagi penulisan makalah ini.

            Penyusunan makalah ini kami harapkan dapat mmberikan informasi dan manfaat bagi sisapapun yang membacanya.

                                                                                                    Kupang, 19 September 2017

                                                                                                                      Penulis

DAFTAR ISI

Kata pengantar------------------------------------------------------------------------------ i

Daftar isi------------------------------------------------------------------------------------ ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1.Latar belakang-------------------------------------------------------------------------- 1

1.2.Rumusan masalah----------------------------------------------------------------------- 2

1.3.Tujuan----------------------------------------------------------------------------------- 2

BAB II ISI

2.1. Pengertian Terapi Gen----------------------------------------------------------------- 3

2.2.Mekanisme dan Metode Terapi Gen---------------------------------------------------- 3

2.3. Tipe Terapi Gen--------------------------------------------------------------------------------- 7

2.4. Manfaat Terapi Gen---------------------------------------------------------------------------- 8

BAB III PENUTUP

3.1.Kesimpulan----------------------------------------------------------------------------- 9

3.2.Saran------------------------------------------------------------------------------------ 9

Daftar Pustaka

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dalam bidang biologi molekuler dan bioteknologi

membawa pengaruh besar dalam penyelesaian masalah-masalah yang dihadapi manusia dalam berbagai bidang. Bidang kajian biologi molekuler  mulai berkembang setelah Watson dan Crick pada tahun 1953 berhasil menemukan struktur untai ganda (double helix) DNA yang menjadi dasar perkembangan cabang ilmu bioteknologi. Berdasarkan struktur untai ganda DNA, ilmuwan-ilmuwan di bidang biologi molekuler dapat melakukan serangkaian eksperimen terkait struktur unik tersebut. Keingintahuan para ilmuwan akhirnya mendorong terwujudnya sebuah proyek besar yang dinamai Proyek Genom Manusia pada tahun 1990. Genetics Home Reference (2017) dari Amerika Serikat menyatakan bahwa genom adalah set lengkap DNA yang dimiliki oleh suatu organisme termasuk gen-gen orisinalnya. Setiap genom memiliki semua informasi yang diperlukan organisme untuk tumbuh, berkembang, dan mengatur seluruh aktivitas tubuhnya. Proyek Genom Manusia memiliki target utama untuk mengetahui rangkaian atau sekuen lengkap gen manusia, fungsi masing-masing gen, dan inisiasi genom struktural sehingga dapat diaplikasikan dalam dunia kesehatan (Moraes & Góes, 2016). Proyek mulai dipublikasikan pada tahun 2001, namun ilmuwan kembali mempublikasikan bahwa Proyek Genom Manusia telah berhasil mendapatkan sekuen keseluruhan gen manusia di tahun 2003.

                        Bioteknologi merupakan teknologi yang dikembangkan dengan memanfaatkan organisme, baik secara utuh maupun bagian-bagiannya saja untuk menghasilkan produk yang bermanfaat bagi manusia. Perkembangan bioteknologi modern telah sampai pada pemanfaatan organisme pada level molekulernya dan terkait dengan rekayasa genetika. Rekayasa genetika melibatkan manipulasi-manipulasi gen pada organisme sehingga dapat dimanfaatkan baik di bidang pertanian, kesehatan, lingkungan, industri, dan lainnya (Smith, 2009). Perkembangan bioteknologi di bidang kesehatan mendukung pula perkembangan terapi gen sebagai salah satu alternatif solusi masalah kesehatan. Terapi gen dapat digunakan untuk terapi penyakit, baik yang bersifat genetis maupun yang bukan. Adanya terapi gen memberikan pilihan lain bagi penderita penyakit tertentu untuk memilih metode pengobatan.

1.2.Rumusan Masalah

1.         Apa yang dimaksud dengan terapi gen?

2.         Bagaimana mekanisme dan metode terapi gen?

3.         Bagaimana tipe-tipe terapi gen

4.         Apa manfaat dari terapi gen?

1.3.Tujuan

1.      Dapat mengetahui pengertian dari terapi gen

2.      Dapat mengetahui mekanisme dan metode terapi gen

3.      Dapat mengetahui bagaimana tipe terapi gen

4.      Dapat mengetahui bagaimana manfaat dari terapi gen tersebut.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. pengertian Terapi Gen

Teknologi terapi gen tidak terlepas dariprinsip rekayasa genetika untuk menghasilkan GMO (Genetically Modified Organism) atau yang biasa dikenal sebagai organisme transgenik. Ide untuk terapi gen yaitu dengan menambahkan gen yang normal ke bagian genom yang mengalami mutasi ataupun kerusakan sehingga fungsi gen tersebut dapat diperbaiki (Kachroo & Gowder, 2016).

Terapi gen adalah suatu teknik terapi yang digunakan untuk memperbaiki gen-gen mutan (abnormal/cacat) yang bertanggung jawab terhadap terjadinya suatu penyakit. Pada awalnya, terapi gen diciptakan untuk mengobati penyakit keturunan (genetik) yang terjadi karena mutasi pada satu gen, di mana merugikan muatan alel digantikan dengan satu fungsional. Terapi gen pada manusia didefinisikan sebagai transfer asam nukleat berupa DNA ke sel somatik pasien sehingga gen tersebut memiliki efek pengobatan terhadap penyakit pasien.

Penggunaan terapi gen pada penyakit tersebut dilakukan dengan memasukkan gen normal yang spesifik ke dalam sel yang memiliki gen mutan. Terapi gen kemudian berkembang untuk mengobati penyakit yang terjadi karena mutasi di banyak gen, seperti kanker. Selain memasukkan gen normal ke dalam sel mutan, mekanisme terapi gen lain yang dapat digunakan adalah melakukan rekombinasi homolog untuk melenyapkan gen abnormal dengan gen normal, mencegah ekspresi gen abnormal melalui teknik peredaman gen, dan melakukan mutasi balik selektif sehingga gen abnormal dapat berfungsi normal kembali. Pengobatan atau pencegahan penyakit melalui terapi gen dilakukan dengan transfer bahan genetik ke tubuh pasien. Terapi ini berkembang dengan pesat sejak clinical trial pada tahun 1990 (Malik, 2005).

2.2. Mekanisme dan Metode Terapi gen

Proses rekayasa genetik pada teknologi terapi gen meliputi tahapan berikut: isolasi gen target, penyisipan gen target ke vektor transfer, transfer vektor yang telah disisipi gen target ke organisme yang akan diterapi, transformasi pada sel organisme target. Gen target yang telah disisipkan pada organisme yang diterapi tersebut diharapkan mampu menggantikan fungsi gen abnormal yang mengakibatkan penyakit pada penderita. gen Penyisipan gen pada terapi gen umumnya menggunakan vektor berupa virus (viral vector) maupun senyawa atau molekul selain virus (non viral vector). Transfer gen pada terapi gen dengan menggunakan vektor berupa virus disebut sebagai transduksi sedangkan transfer dengan vektor selain virus disebut sebagai transfeksi. Vektor yang ideal sebaiknya mampu mengantarkan gen ke tipe sel spesifik, mengakomodasi gen asing untuk menyesuaikan ukurannya, mencapai level dan durasi ekspresi transgenik yang mampu memperbaiki kerusakan atau ketidaknormalan gen, serta bersifat aman dan nonimunogenik (Mali, 2013). Nayerossadat et al. (2012) menyatakan bahwa beberapa virus yang dimanfaatkan sebagai vektor dalam terapi gen diantaranya adalah retrovirus, adenovirus (tipe 2 dan 5), adenoassociated virus (AAV), virus herpes, virus cacar, human foamy virus (HFV), lentivirus, serta beberapa jenis lainnya. Vektor berupa virus harus dimodifikasi genomnya dengan memotong sekuen tertentu sehingga patogenisitasnya dapat dikurangi atau dihilangkan.

 Vektor berupa virus harus aman saat digunakan dalam proses terapi gen agar gen target yang akan digunakan sebagai pengganti gen abnormal dapat diekspresikan dengan baik tanpa menimbulkan efek samping bagi penderita yang diterapi.Penggunaan terapi gen harus disesuaikan dengan jenis penyakit yang akan diterapi. Penyakit dan hubungan genetiknya harus diketahui terlebih dahulu sebelum dilakukan terapi gen. Apabila suatu gen yang terkait pada penyakit tertentu telah dapat diidentifikasi, maka potensi penyakit tersebut untuk diterapi akan semakin besar.

Metode terapi gen terbagi menjadi 2 yaitu metode yaitu:

1.      Metode In vivo

Yaitu transfer gen yang telah dimodifikasi atau gen normal ke dalam  sel-sel sasaran pada pasien dengan menggunakan vektor biologi yaitu virus . Dalam sistem ini, vektor gen yang membawa gen terapeutik secara langsung dimasukkan ke jaringan target atau organ, melalui injeksi sistemik, injeksi in situ, obat oral atau semprot,dimana teknik injeksi in situ lokal pada jaringan tumor paling sering dilakukan. Hampir semua uji klinis in vivo pada terapi gen kanker didasarkan pada metode ini, yang meliputi injeksi intratumoral yang dimediasi ole CT atau USG. Terapi gen secara in vivo tetap menggunakan bantuan vektor untuk mentransfer gen target ke dalam jaringan atau organ pasien penderita penyakit tertentu.

Pada Gambar di atas terlihat adanya vektor transfer gen berupa virus yang dimodifikasi menjadi virus rekombinan dengan menyisipkan DNA dengan gen target untuk terapi melalui metode teknologi DNA rekombinan. Vektor virus yang telah mengandung gen target tersebut kemudian diinjeksikan ke dalam tubuh pasien secara langsung menuju jaringan atau organ target di mana gen untuk terapi tersebut dibutuhkan atau diekspresikan. Terapi gen secara in vivo melibatkan proses transduksi secara langsung di dalam tubuh, lebih mudah dilaksanakan dan dikembangkan dalam skala tertentu, dan tidak membutuhkan fasilitas khusus karena injeksi atau transfer gen bisa dilakukan dengan metode umum maupun menggunakan biolistic gene gun.

2.      Metode Ex vivo

Yaitu transfer gen yang telah dimodifikasi atau gen yang normal dalam sel-sel sasaran pada pasien dengan menggunakan cara non virus. Dalam sistem ini, sel-sel penerima yang sebelumnya diambil dari jaringan target atau sumsum tulang dikultur secara in vitro dan kemudian dimasukkan kembali kedalam tubuh pasien setelah transfer gen terapeutik. Terapi gen secara ex vivo memiliki tahapan yang lebih kompleks dibanding secara in vivo. Terapi ini melibatkan transduksi di laboratorium dengan kondisi spesifik tertentu sehingga membutuhkan fasilitas laboratorium yang lebih lengkap. Metode ex vivo ini juga mengakibatkan kurangnya populasi sel yang diproliferasi. Gambar 4 menunjukkan tahapan dalam metode terapi gen secara ex vivo yang terdiri dari beberapa langkah, yaitu:

1. Isolasi sel yang memiliki gen abnormal dari pasien penderita penyakit tertentu.

2. Sel hasil isolasi ditumbuhkan pada media kultur tertentu yang sesuai dengan karakteristik sel

3. Sel target yang telah dikultur kemudian diinfeksi dengan retrovirus yang mengandung rekombinan gen dalam bentuk gen normal untuk menggantikan gen abnormal pada sel

4. Produksi rDNA dari RNA rekombinan (jika vektor virus merupakan virus dengan materi genetik berupa RNA) dengan transkripsi balik (reverse transcription)

5. Translasi gen normal pada sitoplasma sel menghasilkan protein yang bertanggung jawab pada gen yang mengalami kerusakan (terjadi integrasi antara gen target untuk terapi dengan gen pada sel yang dikultur

6. Seleksi, perbanyakan, dan pengujian sel yang telah ditransfeksi untuk mendapatkan sel normal yang gen abnormalnya telah berhasil digantikan oleh gen baru

7. Injeksi kembali sel yang telah berhasil direkayasa dengan terapi gen ke dalam jaringan atau organ pasien.

Metode lain untuk terapi gen adalah splising gen (gen splicing), yaitu pemotongan gen pada pasangan basa. Pemotongan pasangan basa tersebut dilakukan secara kimiawi dengan menggunakan bahan kimia disebut sebagai enzim restriksi, yang berperan sebagai gunting untuk memotong DNA. Bermacam jenis enzim yang memotong satu sequense nukleotida.

Begitu mengenali sequens yang cocok pada strand DNA, enzim tersebut memotong dan memisahkan bagian dari pasangan basa tersebut dan meninggalkan strand tunggal pada akhir dari helix pasangan ganda (Gb.11.1). Kemudian peneliti memasukkan sequens yang dikehendaki pada rantai yang terbuka tersebut untuk memperbaiki kelainan gen tersebut, sehingga rantai pasangan basa kembali menjadi normal, hal ini disebut DNA ligase.

2.3. Tipe Terapi Gen

Terdapat dua tipe utama terapi gen, meliputi terapi gen sel embrional (germ line gene therapy) dan terapi gen sel tubuh (somatic gene therapy) (Misra, 2013):

1.         Terapi gen sel embrional (germ line gene therapy) Pada terapi gen sel kelamin ini,

digunakan sel kelamin jantan (sperma) maupun sel kelamin betina (ovum) yang dimodifikasi dengan adanya penyisipan gen fungsional yang terintegrasi dengan genomnya. Pada terapi gen dengan menggunakan germ line, gen akan ditransfer ke dalam ovum ataupun zigot sehingga ketika ovum tersebut fertilisasi dengan sperma membentuk zigot, maka zigot akan berkembang dengan membawa gen yang telah disisipkan sebelumnya sehingga organisme baru yang terbentuk telah memiliki gen yang berfungsi dalam terapi yang dimaksudkan. Terapi gen sel embrional biasanya dilakukan pada hewan untuk membentuk hewan transgenik. Terapi gen jenis ini memungkinkan perbaikan secara genetik yang akan mulai terlihat ketika sel embrional telah berkembang menjadi individu baru.

Gambar di atas menjelaskan tahapan dalam terapi gen sel embrional pada monyet. Terdapat dua monyet, yaitu monyet A yang memiliki kelainan pada mitokondrianya dan monyet B yang merupakan monyet normal. Untuk menghasilkan keturunan monyet A yang normal tanpa adanya kelainan pada mitokondria, maka dilakukan terapi gen melalui sel embrional. Kromosom pada ovum monyet A diambil kemudian disisipkan ke dalam ovum monyet B yang memiliki mitokondria normal. Proses pengambilan dan penyisipan tersebut dilakukan secara ex vivo. Ovum monyet B yang telah disisipi materi genetik monyet A kemudian difertilisasi oleh sperma dari monyet C yang sejenis dengan monyet A. Ovum yang telah dibuahi sperma tersebut kemudian diinsersikan ke dalam uterus monyet lain yang berperan sebagai induk inang untuk kemudian memfasilitasi embrio tersebut untuk tumbuh dan berkembang. Embrio tersebut kemudian akan dilahirkan dengan kondisi tanpa kelainan mitokondria.

2.         Terapi gen sel tubuh (somatic gene therapy) Pada terapi gen sel tubuh ini, dilakukan

transfer gen fungsional ke dalam sel tubuh pasien sehingga malfungsi pada organ dapat diperbaiki. Singh et al. (2016) menyatakan bahwa terapi gen sel tubuh spesifik untuk setiap pasien dan tidak diturunkan ke generasi berikutnya. Pada terapi gen dengan sel somatik, DNA yang mengandung gen untuk fungsi terapi ditransfer ke dalam sel somatik baik secara in vivo maupun ex vivo. Transfer gen tersebut biasanya ditujukan secara langsung ke organ atau jaringan spesifik sehingga gen dapat terekspresi dengan baik. Pada terapi gen dengan sel somatik juga tidak akan memberikan pengaruh terhadap sel embrional.

2.4. Manfaat Terapi Gen

Menurut Johnson (2017), terapi gen sudah banyak digunakan untuk pengobata kanker, penyakit kardiovaskuler, penyakit infeksius, penurunan fungsi metabolisme tubuh, penyakit limfatik, hingga cedera akibat radiasi dan penyembuhan pascabedah. Namun, tidak menutup kemungkinan berkembangnya terapi gen untuk mengobati jenis penyakit lainnya. Gambar 11 menunjukkan beberapa jenis penyakit yang diasumsikan dapat disembuhkan dengan terapi gen. Penyakit-penyakit tersebut dapat diterapi apabila gen yang terkait dengan munculnya penyakit telah berhasil diidentifikasi dan dapat ditemukan gen fungsional yang dapat mensubstitusi gen yang abnormal tadi. Urutan pertama penyakit yang diterapi gen adalah kanker. Beberapa jenis kanker terutama yang terkait dengan abnormalitas suatu gen telah berhasil diterapi dengan menyisipkan gen fungsional tertentu.

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Terapi gen merupakan metode pengobatan terbaru yang dilakukan dengan mentransfer atau menyisipkan gen fungsional tertentu yang dapat menggantikan fungsi gen abnormal yang terkait dengan penyakit target. Terapi gen dapat mengatasi penyakit dengan mengidentifikasi gen terkait terlebih dahulu. Terapi gen dapat dilakukan secara in vivo maupun ex vivo baik menggunakan sel embrional maupun sel somatik. Transfer gen fungsional pada terapi gen memanfaatkan vektor tertentu, baik berupa vektor virus, seperti adenovirus, retrovirus, dan AAV maupun vektor non viral menggunakan senyawa-senyawa organik tertentu. Hingga saat ini, penyakit yang banyak menggunakan terapi gen sebagai salah satu alternatif pengobatannya adalah kanker. Keberhasilan terapi gen sangat tergantung pada efisiensi transfer gen fungsional serta efektivitas ekspresi gen fungsional tersebut.

3.2. Saran

            -

  

DAFTAR PUSTAKA

AL-KAUNIYAH: Journal of Biology, 10(1), 2017

Cindy Aprillianie Wijaya, Muchtaridi Muchtaridi Farmaka Volume 15 Nomor 1

Darmono. Therapi-gen.pdf

http://www.lifehackviral.net/2012/01/pengertian-terapi-gen-gene-therapy.html#

https://id.wikipedia.org/wiki/Terapi_gen

https://www.researchgate.net/publication/305986985