PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan

1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan teknik Transfer Inti Sel Somatis (TISS) telah menjadi tren
baru dalam kemajuan ilmu embriologi dan biomedis (McLaren 2000). Aplikasi
ini menjadi sangat populer setelah terungkap dari beberapa hasil studi yang
meneliti tentang kemungkinan pemanfaatan teknik transfer inti untuk
memproduksi ntESC (nuclear transfer Embryonic Stem Cell) dan
pemanfaatannya untuk terapi penyakit degeneratif (Hochedlinger & Jaenisch
2003). Teknik TISS pada dasarnya meliputi enukleasi (pengeluaran inti oosit
resipien), transfer inti (inti sel somatis dimasukkan ke dalam sitoplasma oosit
resipien), dan aktivasi (menginduksi oosit hasil rekontruksi untuk mengalami
nuclear reprogramming dan berkembang seperti embrio yang normal)
(Colman 2000).
Aplikasi TISS untuk memproduksi ntESC memberi harapan baru dalam
pengembangan therapeutic cloning sebagai alternatif pengobatan berbagai
penyakit degeneratif. Secara teoritis ntESC memiliki beberapa keunggulan
dibandingkan dengan sel punca (stem cell) dari sumber yang lain. Transplantasi
ntESC yang bersifat autologous diharapkan mampu mengatasi masalah
penolakan sistem imun pada penderita (Cibelli et al. 2001). Ketidakcocokan
karakter HLA (Human Lymphocyte Antigen), antara sel donor dengan sel
pasien menyebabkan sel donor dianggap sebagai substansi asing yang dapat
menimbulkan reaksi penolakan yang dikenal dengan “graft versus host
diseases” (Wobus & Boheler 2005). Pemanfaatan ntESC dalam terapi berbasis
sel (cell replacement therapy) berpotensi dapat mengatasi permasalahan
penolakan sistem imunitas tersebut karena memiliki genom yang sama dengan
sel-sel dari individu yang sakit (Moon et al. 2006). Berdasarkan hasil
penelitian sebelumnya telah dilaporkan bahwa ESC dapat diarahkan menjadi
sel-sel neuron (Wakayama et al. 2001), ginjal (Hipp & Atala 2004), otot
jantung (Kodifis et al. 2004), dan pankreas (Paek et al. 2005).
Keberhasilan kloning dengan teknik TISS telah mengubah pandangan
tentang pola ekpresi gen yang ternyata bersifat reversibel. Inti sel somatis yang
telah memiliki pola ekspresi gen tertentu sesuai dengan jenis dan fungsinya,
setelah mengalami nuclear reprogramming dapat mengalami perubahan pola
ekspresi gen menjadi seperti pada tahap perkembangan embrionik (Wilmut et
al. 2002).
Perumusan Masalah
Salah satu kendala pada aplikasi TISS baik untuk memproduksi ntESC
maupun hewan kloning adalah rendahnya tingkat efisiensi perkembangan
embrio hasil TISS hingga tahap blastosis dan keberhasilan kultur sel lestari
ntESC (Gurdon et al. 2003). Penelitian sebelumnya menunjukkan adanya
indikasi bahwa penyebab rendahnya efisiensi pada embrio hasil kloning adalah
proses nuclear reprogramming belum berjalan secara sempurna, sehingga inti
2
sel belum sepenuhnya dapat berubah pola ekspresi genetiknya menjadi seperti
pola perkembangan embrionik (Hochedlinger & Jaenisch 2003). Berbagai
pengembangan teknik TISS telah dilakukan, namun hingga saat ini belum
diperoleh hasil yang memuaskan. Selain itu aplikasi TISS pada manusia masih
menjadi perdebatan dalam masalah etika, sehingga pengembangan teknik ini
lebih banyak dikaji pada hewan coba (Murti et al. 2008).
Materi genetik (genom) dan urutan DNA pada sel somatik yang
menyusun satu individu pada dasarnya sama. Dinamika perubahan gen yang
aktif dan non aktif merupakan penyebab terjadinya modifikasi epigenetik.
Teknik kloning dapat memfasilitasi modifikasi epigenetik yaitu memprogram
kembali sel yang telah berdiferensiasi (sel somatik) menjadi ke tahapan awal
embrionik yang bersifat totipoten (Wang et al. 2007). Modifikasi epigenetik
diduga memegang peranan penting pada proses nuclear reprogramming,
walaupun hingga saat ini mekanisme pemrograman belum diketahui
(Humpherys et al. 2001). Pada embrio kloning telah diketahui bahwa setelah
aktivasi, akan terjadi peningkatan hipermetilasi DNA dan deasetilasi histon
(Wang et al. 2007). Asetilasi histon juga berperan dalam modifikasi epigenetik
karena dapat mempengaruhi metilasi DNA dan ekspresi protein (Enright et al.
2003). Penelitian ini akan mengkaji pengembangan teknik TISS meliputi
optimasi superovulasi, optimasi enukleasi, optimasi metode aktivasi, penentuan
siklus sel donor inti, dan perlakuan penambahan Scriptaid sebagai senyawa
penghambat enzim HDAC (histones deacetylases), sehingga diharapkan dapat
meningkatkan efisiensi perkembangan embrio kloning hasil TISS.
Tujuan Penelitian
Secara umum, tujuan penelitian ini adalah mengembangkan teknik
TISS dengan perlakuan penambahan Scriptaid untuk meningkatkan efisiensi
produksi embrio kloning pada mencit. Tujuan khususnya adalah:
1. Melakukan optimasi superovulasi, enukleasi dan metode aktivasi untuk
pengembangan aplikasi TISS
2. Menentukan tahap siklus sel donor inti
3. Memproduksi embrio kloning dengan menggunakan aplikasi TISS
4. Mempelajari perkembangan embrio kloning secara in vitro dibandingkan
dengan embrio partenogenetik dan embrio fertilisasi in vivo
5. Mempelajari pengaruh penambahan Scriptaid dan Trichostatin A
terhadap perkembangan embrio kloning pada tahapan praimplantasi
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi pengembangan
teknik TISS untuk meningkatkan efisiensi produksi embrio kloning mencit.
Aplikasi TISS pada mencit juga dapat dikembangkan sebagai model dalam
penelitian biomedis dan konservasi satwa langka.