Bayangkan jika luka kecil akibat tergores kertas atau terbentur meja dapat mengancam keselamatan seseorang. Bagi penderita hemofilia A, kondisi tersebut bukanlah sekadar kemungkinan, melainkan kenyataan yang harus dihadapi sepanjang hidup.
Hemofilia A merupakan kelainan genetik yang menyebabkan darah sulit membeku karena tubuh tidak mampu memproduksi faktor pembekuan VIII secara normal. Penyakit ini diperkirakan dialami oleh sekitar 1 dari 5.000 laki-laki di dunia dan hingga kini belum memiliki terapi yang benar-benar menyembuhkan.
Selama puluhan tahun, pengobatan hemofilia A hanya berfokus pada pengendalian gejala melalui suntikan faktor VIII secara rutin. Selain harus dilakukan seumur hidup, terapi ini membutuhkan biaya yang sangat besar dan tidak selalu efektif karena sebagian pasien dapat membentuk antibodi yang justru menyerang protein faktor VIII yang diberikan. Akibatnya, kualitas hidup penderita sering kali masih dibayangi risiko perdarahan yang berbahaya.
Di tengah berbagai keterbatasan tersebut, kemajuan teknologi rekayasa genetika menghadirkan secercah harapan baru. Penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal Stem Cell Reports oleh Park et al. (2019) menunjukkan bahwa teknologi CRISPR/Cas9 memungkinkan ilmuwan mengedit gen yang rusak secara presisi, layaknya memperbaiki kesalahan huruf pada sebuah naskah.
Penelitian ini juga menunjukkan bahwa teknologi ini berhasil memperbaiki mutasi penyebab hemofilia A dengan tingkat keberhasilan mencapai 65% tanpa ditemukan mutasi di luar target. Temuan ini membuka peluang besar bagi pengembangan terapi yang tidak hanya mengelola gejala, tetapi berpotensi menyembuhkan penyakit dari akar penyebabnya.
Apa itu CRISPR/Cas9? Mengenal “Gunting Molekuler” yang Mengubah Dunia Kedokteran
CRISPR/Cas9 merupakan teknologi penyuntingan gen yang terinspirasi dari sistem pertahanan alami bakteri terhadap virus. Teknologi ini sering dijuluki sebagai “gunting molekuler” karena mampu memotong DNA pada lokasi yang sangat spesifik.
Prosesnya melibatkan molekul pemandu yang disebut single guide RNA (sgRNA) untuk menemukan bagian DNA yang menjadi target, kemudian enzim Cas9 bertindak sebagai gunting yang memotong DNA tersebut dengan presisi tinggi.
Setelah DNA dipotong, sel akan berusaha memperbaiki kerusakan tersebut. Para peneliti memanfaatkan mekanisme alami ini untuk menyisipkan gen yang sehat sebagai pengganti gen yang rusak melalui proses yang dikenal sebagai Homology-Directed Repair (HDR). Pada kasus hemofilia A, teknik ini digunakan untuk memasukkan gen Faktor VIII (FVIII) yang berfungsi normal sehingga sel dapat kembali menghasilkan protein pembekuan darah yang dibutuhkan.
Keunggulan utama penelitian ini terletak pada pendekatannya yang bersifat universal. Berbeda dengan metode terapi gen sebelumnya yang harus disesuaikan dengan jenis mutasi tertentu, strategi CRISPR/Cas9 yang digunakan dapat diterapkan pada berbagai jenis mutasi penyebab hemofilia A.
Oleh karena itu, teknologi ini tidak hanya menawarkan solusi yang lebih efektif, tetapi juga membuka peluang terciptanya terapi yang dapat menjangkau lebih banyak pasien di masa depan.
Strategi Cerdas: Menyisipkan ke “Pelabuhan Aman” dalam Genom
Tantangan terbesar dalam terapi gen adalah: di mana menyisipkan gen baru? Salah lokasi, bisa mengganggu gen lain yang penting, bahkan memicu sel menjadi kanker. Di sinilah para peneliti menunjukkan kecerdikan mereka.
Mereka memilih sebuah lokasi di kromosom 22 manusia yang disebut lokus H11, sebuah “pelabuhan aman” (genomic safe harbor) yang berada di antara dua gen, sehingga penyisipan di sini tidak akan mengganggu fungsi gen-gen lain di sekitarnya.
Karena gen FVIII disisipkan ke lokasi netral ini, bukan ke lokasi gen yang rusak, strategi ini bisa diterapkan untuk semua tipe mutasi hemofilia A, baik itu inversi, delesi, insersi, maupun mutasi titik. Para peneliti menyebutnya universal correction strategy.
Bagaimana Prosesnya? Dari Sel Pasien Hingga Sel Pembuat FVIII
Penelitian ini dimulai dengan mengambil sel jaringan lemak dari dua pasien hemofilia A yang memiliki jenis mutasi yang berbeda. Sel-sel tersebut kemudian “direset” di laboratorium menggunakan faktor Yamanaka menjadi sel punca terinduksi atau induced pluripotent stem cells (iPSC) , yaitu sel yang berpotensi berkembang menjadi jenis sel apa pun dalam tubuh.
Selanjutnya, kompleks Cas9 dan sgRNA dikirim ke dalam sel punca untuk memotong DNA di lokus H11, kemudian gen FVIII normal disisipkan melalui mekanisme HDR. Sel yang berhasil menerima sisipan diseleksi dan diverifikasi secara menyeluruh untuk memastikan tidak ada kerusakan di tempat lain dalam rangkaian DNA.
Di akhir, sel punca yang telah terkoreksi dikembangkan menjadi sel endotel, yang merupakan sel yang melapisi dinding pembuluh darah dan terbukti mampu memproduksi serta mengeluarkan protein FVIII secara fungsional.
Hasil: Keberhasilan Koreksi Gen FVIII pada iPSC Pasien Hemofilia A
Hasil penelitian menunjukkan keberhasilan yang sangat menjanjikan. Gen FVIII normal berhasil diintegrasikan ke lokus H11 dengan efisiensi penyisipan sebesar 64,3% pada sel dengan mutasi inversi dan 66,7% pada sel dengan mutasi delesi. Yang lebih penting, analisis genomik tidak menunjukkan adanya mutasi di luar target, artinya proses penyuntingan gen berlangsung dengan ketelitian penuh.
Sel punca yang telah dikoreksi juga terbukti mempertahankan sifat pluripotensinya, yaitu kemampuan untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel tubuh. Hal ini ditunjukkan melalui ekspresi marker pluripotensi seperti OCT4, SOX2, dan NANOG, serta kariotipe normal yang mengonfirmasi bahwa proses penyuntingan yang tidak merusak karakteristik dasar sel.
Ketika sel punca yang telah terkoreksi didiferensiasikan menjadi sel endotel, ekspresi gen FVIII terdeteksi disertai peningkatan aktivitas faktor VIII. Ini membuktikan bahwa gen yang disisipkan tidak hanya berhasil masuk ke dalam genom, tetapi juga mampu menghasilkan protein FVIII yang berfungsi secara biologis.
Akankah Berdampak bagi Masa Depan?
Meski hasilnya menggembirakan, para peneliti mengingatkan bahwa penelitian ini masih berada pada tahap bukti konsep. Pengujian baru dilakukan secara in vitro dengan sampel dari dua pasien, sehingga efektivitas dan keamanannya masih perlu divalidasi melalui uji coba pada hewan model terlebih dahulu sebelum dapat diterapkan pada manusia.
Sejumlah tantangan klinis juga belum terjawab, antara lain mengenai respons imun pasien terhadap sel yang telah diedit, mekanisme transplantasi sel yang aman, serta kestabilan ekspresi gen FVIII dalam jangka panjang. Para peneliti juga masih perlu mengoptimalkan proses diferensiasi sel punca menjadi sel endotel sinusoidal hati (LSEC), jenis sel yang paling efisien dalam memproduksi faktor VIII di dalam tubuh.
Namun, jika seluruh proses pengembangan berjalan sesuai harapan, masa depan yang dibayangkan sangat berbeda dari kondisi hari ini, alih-alih pasien hemofilia harus menyuntik protein FVIII seumur hidupnya, mungkin cukup dengan satu prosedur terapi sel yang memperbaiki masalah dari sumbernya. Sebuah terobosan yang bukan hanya bermakna bagi penderita hemofilia A, tetapi juga membuka jalan bagi pengobatan berbagai penyakit genetik lainnya.
Penulis:
- Naura Chelsea Fakhira
- Vania Rahmawati
- Kania Fazilatun Nisa
- Wirdawati
- Salma Balqis Nurliena
- Devani Nayla Damayanti
Mahasiswa Pendidikan Biologi, Universitas Pendidikan Indonesia
Editor: Salwa Alifah Yusrina
Bahasa: Rahmat Al Kafi
Referensi
Park, C.-Y., Sung, J. J., Cho, S.-R., Kim, J., & Kim, D.-W. (2019). Universal correction of blood coagulation factor VIII in patient-derived induced pluripotent stem cells using CRISPR/Cas9. Stem Cell Reports, 12(6), 1242–1249. https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2019.04.016
⚡ Baca Lebih Cepat Artikel MMI di Ponsel Anda!
Ikuti Channel WhatsApp
Media Mahasiswa Indonesia (MMI):
KLIK DI SINI
