Pendekatan Baru dalam Terapi Gen dengan RNA Therapeutic untuk Pengobatan Penyakit Kanker dan Genetik

Pendekatan Baru dalam Terapi Gen dengan RNA Therapeutic untuk Pengobatan Penyakit Kanker dan Genetik

Irma Mingka (09330147) , Moch. Agus Krisno B.

Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Tlogomas 246 Malang Telp 464318

Abstract

Gene therapy is a technique for correcting defective genes responsible for a disease. During this evolving approach to gene therapy is to add normal genes into cells that have abnormalities. Principles of Therapeutic RNA that each gene product (DNA) to produce mRNA which would then be processed into proteins that will function for the replication and propagation of a disease agent. In writing this review there are two types of RNA Therapeutic, which is antisense RNA therapy and therapeutic siRNA (small interfering RNA).

Several studies in vitro RNAi activity has been reported, among others, is inhibiting the formation of cancer cells by inhibiting expression of the mutated Ras genes are commonly found in various types of cancer, the genes of human papilloma virus (HPV) E6 and E7, transcription factors, as well as over-expression of proto-oncogenes (Lucentini, 2004), the Leukemia-associated tyrosine kinase fusion (TEL-PDGFbR) (Chen, 2004). Applications and Concepts antisense RNA and RNAi therapeutics or therapeutic RNA that can silence gene expression work on the stage of post-translational (posttranscriptional gene-silencing) appears as a therapy which is ideal to cope with various diseases.

Keywords: Gene Therapy, Therapeutic RNA, antisense RNA therapy, therapeutic siRNA (small interfering RNA), Cancer

Abstraks

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. Prinsip RNA Therapeutic yaitu setiap produk gen (DNA) akan menghasilkan mRNA yang selanjutnya akan diproses menjadi protein yang akan berfungsi untuk replikasi dan perkembangbiakan suatu agen penyakit. Dalam penulisan kajian ini terdapat dua jenis RNA Therapeutic, yaitu terapi antisense RNA dan terapi siRNA (small interfering RNA).

Beberapa penelitian in vitro aktivitas RNAi yang telah dilaporkan antara lain adalah menghambat pembentukan sel kanker dengan jalan menghambat ekspresi gen Ras yang termutasi yang banyak ditemukan pada berbagai tipe kanker, gen human papilloma virus (HPV) E6 dan E7, factor transkripsi, serta ekspresi berlebihan dari proto-onkogen (Lucentini, 2004), pada Leukemia-associated tyrosine kinase fusion (TEL-PDGFbR) (Chen, 2004). Aplikasi dan Konsep terapi antisense RNA dan RNAi atau RNA therapeutic ini yang bekerja dapat membungkam ekspresi gen pada tahap pasca translasi (posttranscriptional gene-silencing) tampak sebagai suatu terapi yang sangat ideal untuk mengatasi berbagai penyakit.

 

Kata Kunci: Terapi Gen, RNA Therapeutic, Terapi antisense RNA, terapi siRNA (small interfering RNA), Penyakit Kanker


Pendahuluan

Sejak ditemukan bahwa informasi genetik pada semua makhluk hidup ternyata terdapat pada DNA, maka pengetahuan genetika dan biologi molekuler tumbuh dengan sangat pesat. Secara genetika sejumlah penyakit keturunan telah diidentifikasi dan diharapkan gen penyebab dapat diklon dan dikarakterisasi. Dunia pengobatan merasakan keuntungan dengan perkembangan biologi molekuler melalui penemuan cara diagnosis dan penemuan obat. Lebih lanjut, pada masa mendatang diharapkan pengetahuan tentang penyakit pada bidang molekular akan lebih banyak dipahami sehingga akan mempermudah pengobatan atau peningkatan prognosis suatu penyakit.

Pengobatan dengan terapi gen telah berkembang dengan pesat sejak clinical trial terapi ini pertama kali diperkenalkan pada tahun 1990 (Roberts, 2004). 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 ketidak normalan. Pendekatan lain adalah melenyapkan gen abnormal dengan gen normal dengan melakukan rekombinasi homolog. Pendekatan ketiga adalah mereparasi gen abnormal dengan cara mutasi balik selektif, sedemikian rupa sehingga akan mengembalikan fungsi normal gen tersebut. Selain pendekatan-pendekatan tersebut, ada pendekatan lain untuk terapi gen, yaitu mengendalikan regulasi ekspresi gen abnormal tersebut (Holmes, 2003).

Perkembangan terapi gen yang terkini untuk penyakit-penyakit adalah lebih ke arah gagasan mencegah diekspresikannya gen-gen yang jelek atau abnormal, atau dikenal dengan gene silencing. Untuk tujuan gene silencing atau membungkam ekspresi gen tersebut, maka penggunaan RNA jika dibandingkan dengan DNA lebih dimungkinkan, sehingga dikenal istilah RNA therapeutic (Adams, 2005). Suatu studi yang menggemparkan dilaporkan di majalah Nature bulan Mei 2001 yang menunjukkan bahwa RNA dapat membungkam ekspresi gen dengan efektif (Elbashir, 2001). Gagasan terapi gen dengan mereparasi mRNA (messenger RNA) daripada mengganti gen yang cacat berarti menggunakan mekanisme regulasi sel itu sendiri, sehingga efek samping yang merugikan lebih dapat ditekan (Penman, 2002).

Fenomena RNA Therapeutic

Gen adalah suatu sekuens basa spesifik yang menyandikan instruksi mensintesis suatu protein. Walaupun gen mendapatkan perhatian lebih banyak untuk diteliti dan dibahas, namun sesungguhnya protein lah yang mempunyai peran utama dalam melaksanakan fungsi-fungsi kehidupan dan menyusun mayoritas struktur seluler. Jika suatu gen diganggu sehingga menyebabkan protein yang disandikannya menjadi tidak mampu untuk melaksanakan fungsi normalnya, maka akan mengakibatkan suatu cacat genetis.

Salah satu alternatif adalah dengan RNA therapeutic, yaitu memberantas agen penyebab penyakit dengan menggunakan RNA. Prinsipnya adalah sebagai berikut. Setiap produk gen (DNA) akan menghasilkan mRNA yang selanjutnya akan diproses menjadi protein yang akan berfungsi untuk replikasi dan perkembangbiakan suatu agen penyakit. Jika RNA yang akan berikatan dengan mRNA bisa dirancang, otomatis proses mRNA menjadi protein akan terganggu. Akibatnya, protein tidak akan terbentuk sehingga agen penyebab penyakit tidak bisa berkembang biak. Kelebihan terapi RNA adalah tidak menimbulkan respons imun, yang terkadang muncul pada terapi kimia dan terapi menggunakan protein.

Pemikiran terapi RNA muncul pada tahun 1977-an, dimulai dengan penggunaan antisense RNA. Antisense RNA adalah RNA berbenang tunggal (single strain RNA) yang sekuennya berlawanan (complementary) dengan target mRNA. Antisense RNA akan berikatan dengan mRNA sehingga menghambat produksi protein dan perkembangbiakan agen penyakit. Pada saat itu, para ilmuwan sangat optimistis dengan keberhasilan terapi antisense RNA. Begitu juga banyak perusahaan farmasi berminat mengembangkannya. Maka tahun 1980-an adalah masa munculnya istilah “antisense drugs”. Namun aplikasi antisense RNA menemui kendala sehingga sulit diaplikasikan. Kendalanya adalah pada sistem penghantar (delivery system), yaitu sistem untuk mengintroduksi antisense RNA ke dalam sel. Orang pun tidak lagi berharap banyak dengan terapi antisense RNA.Untunglah ada terobosan baru untuk terapi RNA, yaitu dengan menggunakan siRNA (small interfering RNA).

RNA adalah suatu asam ribonukleat yang terdapat dalam alur informasi genetik organisme yang berupa dogma sentral yaitu DNA ditranskripsi menjadi RNA, dan selanjutnya RNA ditranslasi menjadi protein (Dale, 1994; Thenawijaya, 1994). Di dalam sel terdapat tiga jenis RNA yaitu mRNA, tRNA dan rRNA. Diantara ketiga jenis RNA, mRNA dapat dimanfaatkan untuk tujuan tersebut di atas. RNA dalam keadaan normal merupakan untai tunggal, namun pada kenyataannya untai tunggal ini dapat membentuk dupleks dengan membentuk ikatan hidrogen, sebagaimana DNA, jika terdapat untai yang komplemen dalam urutan basa nukleotidanya. Bentuk dupleks RNA akan mengakibatkan terhalangnya proses translasi sehingga sintesis protein terganggu, atau posttranscriptional gene silencing (PTGS), atau gene silencing (Agrawal, 2003).

Gene silencing adalah suatu proses membungkam ekspresi gen yang pada mulanya diketahui melibatkan mekanisme pertahanan alami pada tanaman untuk melawan virus. Alur informasi genetik di dalam sel dari DNA ke RNA dan ke protein disebut sebagai proses ekspresi gen (Dale,1989). Penghambatan proses ekspresi gen dapat dilakukan pada beberapa tahap, diantaranya adalah tahap translasi, yaitu dengan mengganggu proses translasi tersebut pada molekul mRNA. Molekul RNA yang akan ditranslasi mempunyai sekuense di bagian hulu sebagai tempat pengenalan bagi ribosom dalam proses sintesis protein. Ribosom, sebagai mesin pensitesis polipeptida yang kemudian dimodifikasi lebih lanjut menjadi protein, memerlukan situs pengenalan yang terdapat pada mRNA untuk dapat melaksanakan pekerjaannya. Manipulasi pada tahap translasi mRNA yang bertujuan untuk mengatasi suatu penyakit genetis saat ini dikenal dengan istilah antisense RNA, small interfering RNA (si RNA), atau disebut pula RNA interference (RNAi) (Wang, 2004).

Potongan pendek dari duplex RNA atau DNA untai ganda (small interfering RNA atau siRNA) dilaporkan mengakibatkan degradasi RNA-RNA lain di dalam sel yang memiliki sekuens berkesesuaian. Yang lebih terkini lagi adalah ditemukannya lebih kurang empat tahun yang lalu suatu micro RNA (miRNA) yang berperan membungkam ekspresi gen (Pfeffer, et al, 2002). Banyak teori RNA terapeutic yang sangat ideal dan menjanjikan terapi yang ampuh. Namun, bagaimana cara memasukkan molekul RNA ini ke dalam tempat kerjanya, yaitu nucleus. Untuk menghantar molekul RNA diperlukan suatu wahana yang sesuai untuk membawanya ke target sel tertentu. Wahana paling banyak digunakan dalam terapi gen adalah virus yang telah dimodifikasi secara genetis sehingga mampu membawa DNA manusia normal. Disamping itu, teknologi penghantaran obat dengan bentuk liposome yang kini juga telah banyak mengalami modifikasi, serta teknologi menggunakan pengenalan reseptor, telah mendukung perkembangan RNA therapeutic  (Ananthaswamy, 2003).

Terapi antisense RNA

Prinsip terapi antisense RNA merupakan pemikiran yang brilian yang sebenarnya mengadopsi kondisi alamiah seperti di dalam mekanisme pertahanan tanaman terhadap virus, dan suatu mekanisme yang sama pada nematoda Caenorhabditis elegans (Pfeffer, 2004). Ketika itu ditemukan suatu RNA untai ganda (double strand RNA = dsRNA) yang menunjukkan kemampuan menghambat ekspresi gen (Lieberman, 2003). Prinsip ini lebih cocok untuk diimplementasikan dalam terapi gen untuk mengatasi penyakit tertentu dimana terjadi ekspresi gen-gen abnormal yang menimbulkan penyakit, seperti misalnya pada penyakit kanker.

Mekanisme kerja antisense RNA adalah sebagai berikut (Dale, 1994; Glick & Pasternak, 1994). Untai RNA yang ditranslasi disebut sebagai untai sense. Sementara itu, untai yang mempunyai sekuens basa nukleotida komplemen dengan untai sense disebut antisense. Jika untai sense berikatan dengan untai antisense membentuk dupleks, maka terjadi pemblokiran proses translasi yang mengakibatkan terjadinya penghambatan ekspresi gen (Penman, 2002). Hal ini dapat terjadi disebabkan ribosom tidak memperoleh akses ke pada nukleotida pada untai mRNA, atau yang dapat pula terjadi adalah disebabkan bentuk duplex RNA sangat mudah terdegradasi oleh enzim pendegradasi ribonukleat, ribonuclease, di dalam sel. Penggunaan metode DNA rekombinan daripada RNA rekombinan, lebih memungkinkan untuk menghantarkan gen sintetis yang menyandikan molekul RNA antisense ke dalam suatu organisme dengan relatif lebih stabil.

Gambar 1. Mekanisme kerja antisense RNA dalam menghalangi ekspresi gen.

Suatu antisense mRNA (aRNA) jika dimasukkan ke dalam sel suatu organisme, maka aRNA akan berikatan dengan mRNA yang ada di dalam sel tersebut sehingga membentuk suatu dupleks (Gambar 1). Terbentuknya dupleks RNA ini akan menyebabkan terjadinya penghambatan ekspresi gen pada tahap translasi. Untuk berlangsungnya proses translasi, selain ribosom sebagai mesin pensintesis protein, maka diperlukan pula mRNA untai tunggal, juga diperlukan tRNA yang membawa asam amino-asam amino, serta protein protein kecil khusus yang terkandung di dalam ribosom (Thenawijaya, 1994). Sebenarnya sel mengandung gen-gen yang secara alami ditranslasikan menjadi RNA antisense yang mempunyai kemampuan menghalangi translasi gen-gen lainnya di dalam sel (Agrawal, et al., 2003).

Baru-baru ini beberapa kasus ditemukan, dan tampaknya hal ini dapat mewakili metode regulasi ekspresi gen yang lain. Pada tikus dan manusia, gen-gen untuk reseptor insulinlike growth factor 2 receptor (Igf2r) yang diwariskan dari bapak mensintesis suatu RNA antisense yang tampaknya bekerja menghalangi sintesis mRNA Igf2r (Kawasaki & Taira, 2004). Perbedaan dalam ekspresi suatu gen tergantung pada apakah gen tersebut diwariskan atau tidak dari ibu atau dari bapak yang disebut sebagai genomic atau parental imprinting. Dalam praktiknya, terapi gen dengan prinsip antisense tidaklah semudah teorinya. Dimulai dari proses pemasukan molekul RNA antisense ke dalam sistem biologis sel organisme. Molekul ini harus berhadapan dengan kondisi adanya enzim nuklease dimana-mana, baik di dalam sel maupun di dalam sirkulasi darah (Agrawal, et al., 2003).

Untuk menghindari degradasi ini, asam nukleat (dalam hal ini RNA) dimodifikasi secara kimia dengan memodifikasi gugus di dalam struktur asam nukleat. Setelah berhasil mengatasi enzim nuklease, molekul asam nukleat harus mampu menembus sel membran yang merupakan lapisan lemak ganda. Padahal, asam nukleat terbangun atas gugus fosfat sebagai tulang punggungnya yang menghasilkan muatan negatif bersifat hidrofilik. Di dalam sel, asam nukleat harus dialokasikan dengan benar dan tepat ke tempat kerjanya yaitu di nukleus. Namun, sebelum dapat masuk ke dalam nukleus, di dalam sitoplasma sel, asam nuklet terapetik ini harus berhadapan dengan berbagai penghalang. Setelah melalui rintangan rintangan dan masuk ke dalam nukleus dengan menembus pori-pori membran nukleus, belum dapat begitu saja melaksanakan tugasnya.

Seringkali DNA dan RNA nukleus merupakan bentuk yang berlipat secara kompak dan diselubungi oleh protein nukleus. Bahkan, dalam hal RNA, struktur terlipatnya belum begitu banyak dipahami, dan masih sedikit informasi mengenai hal ini, sehingga pada kenyataannya terapi antisense masih merupakan pekerjaan trial and error pada berbagai lokasi dari suatu gen yang dipilih berdasarkan apakah itu pada lokasi awal, pada bagian tengah atau pada bagian lain yang esensial bagi proses ekspresi gen tersebut.

Terapi siRNA (small interfering RNA)

RNA interference (RNAi) merupakan strategi pertahanan kuno yang dimiliki oleh tumbuhan dan invertebrate tingkat rendah untuk melawan infeksi virus dan kerusakan genomik akibat menyisipnya materi genetic asing (Lieberman, 2003). RNAi dapat menghambat ekspresi gen pada sekuens yang spesifik dengan jalan memutus mRNA yang mengandung sekuens pendek yang homolog (kurang lebih 19 basa nukleotida) (Kawasaki & Taira, 2004). Para peneliti yang menekuni molekul RNA telah memberikan hasil menggembirakan bahwa RNAi dapat berlaku juga pada sel mamalia.

RNAi melibatkan dua sistem yang terpisah secara biokmia: (1) sistem yang menghasilkan siRNA, dan (2) sistem yang memungkinkan siRNA berperan sebagai penuntun degradasi mRNA target. Sistem yang pertama adalah enzim yang menghancurkan dsRNA panjang menjadi ds-siRNA, yaitu endonuklease RNase III yang disebut Dicer. Sistem yang kedua adalah kompleks ribonuklease yang memisahkan ds-siRNA menjadi rantai tunggal, dan mengintegrasikan s-siRNA ke dalam kompleks pembungkam gen yang dipicu RNA (atau RISC= RNA-induced silencing complex). Ribonuklease ini berfungsi memberikan determinan spesifisitas yang mengarahkan suatu nuklease memotong mRNA yang berpadanan dengan siRNA. Berdasarkan pemahaman ini, muncul pemikiran mengenai cara-cara menghadirkan siRNA di dalam lingkungan seluler, serta peningkatan efektifitas dan spesifisitas siRNA membungkam mRNA target.

Penelitianin vitro selanjutnya diteruskan dengan penelitian in vivo untuk mengetahui bagaimana mekanisme kerja RNAi tersebut pada sel-sel mamalia. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa RNAi dapat digunakan untuk melindungi mencit dari virus hepatitis (Xia, et al., 2004). Penelitian tentang upaya RNAi untuk mengatasi penyakit-penyakit pada manusia sampai saat ini masih terus dikembangkan. Mekanisme kerja RNAi adalah melibatkan suatu intermediet aktif yang disebut small interfering RNA (siRNA). Molekul siRNA berukuran kecil yaitu hanya 21-25 nukleotida dengan dua nukleotida pada kedua ujung tidak berpasangan. Molekul ini dihasilkan dari hasil kerja suatu enzim Dicer, yaitu suatu ribonuclease dengan energi ATP, yang mengenali dan memotong mRNA yang membentuk dupleks untai ganda menjadi potongan kecil fragmen untai ganda mRNA.

Gambar 2. Mekanisme penghambatan ekpresi gen oleh RNAi.

Selain itu, siRNA juga dihasilkan dari suatu short hairpin RNA, yaitu untai dupleks RNA yang terbentuk dari suatu untai tunggal yang membentuk hairpin (seperti jepit rambut, dengan lengkungan melipat pada salah satu ujungnya) yang juga dipotong oleh Dicer. Oleh enzim helicase, siRNA akan dibuka ikatan hidrogennya sehingga untai antisense dari siRNA yang terbebas dapat bergabung dengan suatu kompleks protein RNA-induced silencing complex (RISC) (Gambar 2). Kompleks tersebut akan mengaktifkan RISC yang semula inaktif, dan kemudian protein ini akan melaksanakan tugasnya bekerja memutus mRNA pada bagian yang mengandung sekuens homolog dengan siRNA (Tang, 2005).

Gambar 3. Mekanisme kerja small interfering RNA (siRNA) dalam menghalangi ekspresi gen.

Berbagai jenis gen dapat dijadikan sebagai target potensial untuk dibungkam ekspresinya oleh siRNA. Hal ini membuka harapan yang menggembirakan tentang penggunaan siRNA dalam dunia pengobatan. Potensi dan spesifisitas siRNA yang besar untuk membungkam ekspresi gen, yaitu 1000 kali lebih besar dibandingkan oligonukleotida antisense, pula menjadi pendukung harapan tersebut. Dibandingkan dengan terapi antibodi, terapi siRNA pembuatannya relatif lebih mudah dan sistem penghantarannya relatif lebih murah pula. Studi in vitro dari RNAi saat ini sedang difokuskan terutama pada terapi infeksi virus dan kanker, dan tampaknya penggunaan klinik awal bagi terapi RNAi nantinya adalah lebih utama kepada kedua penyakit tersebut (Adams, 2005).

Beberapa penelitian in vitro aktivitas RNAi yang telah dilaporkan antara lain adalah menghambat pembentukan sel kanker dengan jalan menghambat ekspresi gen Ras yang termutasi yang banyak ditemukan pada berbagai tipe kanker, gen human papilloma virus (HPV) E6 dan E7, factor transkripsi, serta ekspresi berlebihan dari proto-onkogen (Lucentini, 2004), pada Leukemia-associated tyrosine kinase fusion (TEL-PDGFbR) (Chen, 2004). Yang menjadikan RNAi lebih menarik untuk terus diteliti kemampuan aktivitasnya adalah tingkat spesifisitasnya yang cukup tinggi yang tidak dimiliki oleh inhibtor lain. Disamping itu, RNAi mampu bekerja pada berbagai gen pada waktu bersamaan (Yague, et al., 2004 ; Holmes 2003). Namun, kesuksesan terapi RNAi, sebagimana terapi berbasis materi genetik lain, ditentukan oleh stabilitas sediaan serta teknik penghantaran yang digunakan.

Aplikasi RNA Therapeutic dalam dunia Pengobatan

Konsep terapi antisense RNA dan RNAi atau RNA therapeutic ini yang bekerja membungkam ekspresi gen pada tahap pasca translasi (posttranscriptional gene-silencing) tampak sebagai suatu terapi yang sangat ideal untuk mengatasi berbagai penyakit. Secara teori mekanismenya sederhana, namun pada kenyataannya banyak hal yang masih menjadi kendala dan menjadi pekerjaan penting bagi para peneliti, antara lain kestabilan. Perlu kerja sama para peneliti dengan perusahaan-perusahaan farmasi, sehingga terapi ini bisa dipercepat untuk dapat dimanfaatkan bagi kesehatan seluruh manusia. RNAi memberikan harapan yang lebih menggembirakan dibandingkan antisense RNA dalam dunia pengobatan, salah satunya adalah dalam pengobatan kanker.

Mekanisme dalam aplikasi RNA Therapeutic

Adapun langkah-langkah dalam aplikasi RNA Therapeutic adalah sebagai berikut:

1. Prinsipnya adalah sebagai berikut. Setiap produk gen (DNA) akan menghasilkan mRNA yang selanjutnya akan diproses menjadi protein yang akan berfungsi untuk replikasi dan perkembangbiakan suatu agen penyakit. Jika RNA yang akan berikatan dengan mRNA bisa dirancang, otomatis proses mRNA menjadi protein akan terganggu. Akibatnya, protein tidak akan terbentuk sehingga agen penyebab penyakit tidak bisa berkembang biak.

2. Terapi harus masuk ke dalam sel. Para peneliti telah berusaha untuk merekayasa sistem penghantaran untuk kultur sel. Sebagaimana sistem penghantaran materi genetik yang lain, secara teori penghantaran siRNA dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu (1) introduksi langsung siRNA sinetik ; (2) introduksi suatu plasmid atau virus yang menyandi sekuens gen yang akan memproduksi siRNA yang sesuai. Cara kedua dianggap sebagai cara yang lebih baik karena memberikan efek yang lebih lama.

3. Dengan menggabungkan asam nukleat dengan suatu pembawa yang berfungsi meningkatkan transpor ke dalam sel; atau juga dikemas dalam suatu kapsul lemak, misalnya liposom, yang telah digunakan secara luas untuk transport amfoterisin dan beberapa obat kanker, diharapkan dapat memenuhi keperluan penghantarannya (Ananthaswamy, 2003).

4. Menggunakan suatu sistem penghantar yang sangat menjanjikan, yaitu berupa ligan peptida dari suatu reseptor kompleks enzim serpin yang dibuat membentuk kompleks dengan materi genetik ini, yang mana dapat menghantar ke berbagai sel target (Roberts, 2004).

Terdapat sejumlah area dimana teknologi RNAi dapat diterapkan, yaitu:  (1) Penemuan fungsi gen; (2) Penghambatan aktivitas gen yang terlibat di dalam infeksi penimbulan penyakit infeksi; (3) Penghambatan ekspresi gen-gen yang telah mengalami mutasi dan menimbulkan penyakit; (4) Penghambatan terhadap gen-gen yang terekspresi secara terus-menerus dan yang menimbulkan gangguan seluler, seperti kanker dan persoalan penuaan.

Pengembangan Aplikasi RNA Therapeutic

Dalam bidang kedokteran, sejumlah aplikasi RNAi sedang dikembangkan:

1.   Virus influenza menyerang paling banyak orang, pada saluran pernafasan. siRNA pentarget  gen untuk nucleocapsid atau RNA transcriptase menghilangkan akumulasi mRNA tersebut dan RNA virion. Hal ini memberi peluang kepada penggunaan siRNA sebagai inhibitor infeksi virus Influenza.

2. Di seluruh dunia, hepatitis menjangkiti lebih dari 270 juta orang. Penelitian siRNA pada virus ini, membungkam (80%) mRNA (namun bukan genomic RNA) yang terlibat dalam replikasi HDV. Percobaan yang mirip namun mentarget daerah tidak tertranslasi ujung 5’ genom HCV, hanya dengan  2.5 nM siRNA membungkam replikasi HCV 80%. siRNA juga telah dipakai untuk membungkam ekspresi lamin A/C dan RNA-RNA HCV pada galur sel hepatoma Huh-7, mengurangi produksi RNA HCV 80 kali dalam 4 hari, menghambat produksi virion infektif virus hepatitis C (HCV), sehingga memulihkan 98% sel-sel terinfeksi.

3.  siRNA juga telah digunakan sebagai adjuvant bahan yang meningkatkan respons- dalam pembunuhan sel-sel kanker oleh terapi radiasi dan kemoterapi. Dalam hal ini, siRNA (yang mentarget gen-gen yang terlibat dalam sistem proteksi kerusakan DNA, sehingga menyebabkan sel-sel tersebut menjadi sangat sensitif terhadap radiasi pengion dan alkylating agents) ditransfeksi ke dalam sel-sel yang akan diradiasi dan dikemoterapi.

4.   Demikian pula, siRNA sintetik sedang dikembangkan sebagai obat untuk terapi kanker. Bahkan, siRNA sintetik membungkam p53 mutan, yang perbedaannya hanya satu pasang basah, dan memulihkan fungsi p53 asli, dan memproteksi sel-sel dari instabilitas genom sebagai penyebab ±50% kanker pada manusia. Dan karena begitu spesifik, maka terapi antitumor yang bersifat orang-perorang dapat dikembangkan. Sering pula dalam pengobatan kanker, sel-selnya mengembangkan mekanisme kekebalan terhadap obat kanker. Ekspresi berlebihan Thymidylate synthase adalah salah satu penyebabnya. Pembungkaman (dengan siRNA) terhadap gen ini memulihkan sensitifitas sel-sel kanker terhadap obat kanker (Chen, 2004).

Kajian Religi

Sehat merupakan nikmat Allah yang sering dilupakan manusia. Meskipun dalam islam orang yang sakit dan sabar menjalaninya, akan berguguran dosa-dosanya, namun manusia juga wajib berikhtiar untuk penyembuhan penyakitnya. Meskipun hanya Allah yang akan memberi kesembuhan terhadap segala macam penyakit tetapi manusia juga harus berusaha dengan akal dan ilmunya untuk pengobatan penyakitnya. Sebagaimana dijelaskan dalam firman Allah.

QS. Asy Syuara: 80

Artinya: “Dan apabila aku sakit, Dialah yang menyembuhkan aku”.

QS. Yunus: 57

Artinya: “Hai manusia, sesungguhnya telah datang kepadamu pelajaran dari Tuhanmu dan penyembuh-penyembuh bagi penyakit-penyakit (yang berada) dalam dada dan petunjuk dan rahmat bagi orang-orang yang beriman”.

Dari Ibnu Mas’ud radhiallahu ‘anhu, bahwa Rasulullah Shallallahu ‘alaihi wa sallam bersabda:

“Sesungguhnya Allah Subhanahu wa Ta’ala tidaklah menurunkan sebuah penyakit melainkan menurunkan pula obatnya. Obat itu diketahui oleh orang yang bisa mengetahuinya dan tidak diketahui oleh orang yang tidak bisa mengetahuinya.” (HR. Ahmad, Ibnu Majah, dan Al-Hakim, beliau menshahihkannya dan disepakati oleh Adz-Dzahabi. Al-Bushiri menshahihkan hadits ini dalam Zawa`id-nya).

Manusia merupakan mahkluk yang paling tinggi derajadnya jika dibandingkan mahkluk lain. Hal ini disebabkan manusia memiliki akal. Dengan akalnya manusia mampu mempelajari apa yang ada di alam dan dapat mencari alternatif untuk mengatasi semua masalah yang dihadapinya, termasuk masalah dalam pengobatan penyakit. Kemajuan teknologi dalam pengobatan, termasuk rekayasa genetika dan terapi gen merupakan kemajuan pesat dalam bidang pengobatan yang mampu dicapai manusia dengan akalnya. Diharapkan kemajuan ini dapat berguna untuk kemaslahatan umat manusia dalam menemukan alternatif penyembuhan penyakit.

 

Kesimpulan 

Berdasarkan uraian isi pembahasan di atas, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1) Pendekatan terapi gen RNA Therapeutic adalah menambahkan gen-gen normal ke dalam sel yang mengalami ketidaknormalan, dengan prinsip setiap produk gen (DNA) akan menghasilkan mRNA yang selanjutnya akan diproses menjadi protein yang akan berfungsi untuk replikasi dan perkembangbiakan suatu agen penyakit. 2) Aplikasi dan Konsep terapi antisense RNA dan RNAi atau RNA therapeutic ini yang bekerja dapat membungkam ekspresi gen Ras yang termutasi yang banyak ditemukan pada berbagai tipe kanker, gen human papilloma virus (HPV) E6 dan E7, factor transkripsi, serta ekspresi berlebihan dari proto-onkogen (Lucentini, 2004),.

Daftar Pustaka

Adams, A. 2005. RNA Therapeutic enter Clinical Trials, The Scientist.

Agrawal, N., et al. 2003. RNA Interference: Biology, Mechanism, and Applications. Microbiology and Molecular Biology Reviews 67(4).

Ananthaswamy, A. 2003. Undercover Genes Slip into the Brain. NewScientist.com.

Chen, J., et al. 2004. Stable Expression of Small Interfering RNA Sensitizes TEL-PDGFbR to inhibition with imatinib or rapamycin. Journal of Clinical Investigation 113.

Dale, J.W. 1994. Molecular Genetics of Bacteria. 2nd Edition. John Wiley & Sons, Chichester.

Elbashir, S.M. et al. 2001. Duplexes of 21-nucleotide RNAs mediate RNA interference in cultured mammalian cells. Nature 411.

Holmes, B. 2003. Gene therapy may switch off Huntington’s. NewScientist.com.

Kawasaki, H. and Taira, K. 2004. Induction of DNA Methylation and Gene Silencing by short interfering RNAs in human cells. E-pub of print Nature, 1038.

Lieberman, J., et al. 2003. Interfering with Disease: Opportunities and roadblocks to harnessing RNA interferences. TRENDS in Molecular Medicine.

Lucentini, J. 2004. Silencing Cancer. The Scientist 18(17).

Penman, D. 2002. Subtle Gene Therapy Tackles Blood Disorder. NewScientist.com.

Roberts, J.P. 2004. Gene therapy’s Fall and Rise (Again). The Scientist 18(18): 22-24.

Tang, G. 2005. siRNA and miRNA: an insight into RISCs, TRENDS in Molecular Medicine 30(2).

Thenawijaya, M. 1994. Lehninger, Dasar-dasar Biokimia. Jilid 3. Penerbit Erlangga.

Wang, M.B. et al., 2004. On the role of RNA silencing in the pathogenicity and evolution of viroids and viral satellite. Proc Natl Acad Sci 101.

Xia, H. et al. 2004. RNAi suppresses polyglutamine-induced neurodegeration in a model of spinocerebellar ataxia. Nature Methods 10.

Yague, E, et al. 2004. Complete reversal of multidrug resistance by stable expression of small interfering RNAs targeting MDR1E. Gene Therapy 11.


Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: