terapi gen - WordPress.com

 Terapi
untuk mengobati penyakit
tententu

menginsersikan gen yang telah
diperbaiki atau gen tertentu kedalam
genom sel-sel atau jaringan individu

menggantikan gen yang abnormal penyebab
penyakit tersebut



Insersi gen yang normal pada lokasi
yang tidak spesifik di dalam genom


untuk menggantikan gen yang tidak berfungsi.
Prinsip umum yang paling sering digunakan

Homologous recombination

Mengubah regulasi (pengaturan) gen tertentu.
Gen abnormal dihilangkan dari genom
individu dan digantikan oleh gen yang
normal
Gen abnormal diperbaiki melalui cara
selective reverse mutation


Terapi gen sel somatik (somatic cell gene therapy)
Terapi gen sel germinal (Germ line cell gene
therapy)

Terapi gen sel somatik (somatic cell gene
therapy)





gene therapy non hereditable
gen yang normal atau telah dimodifikasi ditransfer ke
dalam sel-sel somatik pasien
mengobati/mengatasi gejala penyakit pasien
tidak dapat diturunkan kepada generasi selanjutnya

gen yang telah diperbaiki ini hanya ada pada sel-sel
somatik saja dan tidak ada pada sel-sel germinal.
mirip dengan transplantasi sel, jaringan atau organ

Lebih rumit dan lebih berbahaya
Terapi gen sel somatik (somatic cell gene therapy)

Terapi gen sel germinal (Germ line cell gene therapy)1,2,4

Gen yang mengalami defek pada sel-sel germinal




diperbaiki dengan cara menginsersikan dan mengintegrasikan gen
yang normal atau gen yang telah dimodifikasi kedalam genom
sel-sel germinal
Gen yang telah diinsersikan ini kemudian akan diturunkan ke
generasi berikutnya
Sangat bermanfaat untuk mengatasi penyakit-penyakit
genetik dan penyakit-penyakit yang bersifat herediter
masih sulit dilakukan karena alasan tehnis dan etik

telah mengubah genetik seseorang

Transfer gen yang telah dimodifikasi
atau gen normal kedalam sel-sel sasaran
pada pasien


Menggunakan vektor biologi yaitu virus
Menggunakan cara non virus





naked DNA
oligonucleotides
lipoplexes dan polyplexes
hibrid methods
dendrimers

Vektor biologi yang digunakan adalah virus
susunan genetiknya telah diubah sehingga dapat membawa
gen manusia yang normal
 gen yang telah diperbaiki dimasukkan kedalam sel-sel
sasaran pada tubuh manusia dengan cara tertentu dan
kemudian berintegrasi pada genom tertentu
 gen-gen pada virus yang dapat menyebabkan penyakit harus
dihilangkan dan diganti dengan gen-gen yang telah diperbaiki
 contoh virus A diketahui dapat berreplikasi atau
memperbanyak diri dengan cara menginsersikan gen-gen nya
kedalam genom sel-sel host.


virus ini mempunyai 2 jenis gene yaitu gen A dan gene B



gen C adalah gen yang telah diperbaiki


Gen A mengkode protein untuk menginsersikan gen-gen nya kedalam
genom sel host (inang)
Gen B menyebabkan timbulnya penyakit pada host
menggantikan gen B
gen A tetap dipertahankan untuk menjalankan fungsinya.
 Vektor
biologi yang digunakan
adalah virus


Adenovirus merupakan virus generasi
pertama yang digunakan dalam terapi
gen dan sangat efektif sebagai vektor
pembawa transgen2,4
Virus lain




retrovirus
adeno-associated viruses
virus herpes simplex
virus penyebab HIV

Retrovirus


Materi genetik pada virus ini adalah dalam
bentuk RNA
Ketika retrovirus menginfeksi sel sasaran (host)



RNA retrovirus, enzim reverse transcriptase dan
integrase masuk kedalam sel sasaran
RNA retrovirus akan diubah menjadi DNA melalui
proses reverse transcription menggunakan ensim
reverse transcriptase
DNA kemudian akan ditransfer kedalam inti sel
sasaran


berintegrasi pada tempat tertentu di genom sel
sasaran dengan bantuan ensim integrase
DNA yang telah diperbaiki ini juga akan terintegrasi
pada tempat tertentu di genom sel sasaran

Retrovirus

Salah satu masalah yang dapat terjadi pada terapi gen

enzim integrase dapat menginsersikan materi genetik virus pada
tempat yang kurang sesuai




Hal ini sekarang dapat diatasi dengan menggunakan ensim Zinc finger
nucleases5
Keuntungan menggunakan retrovirus


pada bagian tengah gen-gen endogen pada host

gen endogen ini tidak dapat berfungsi dikenal sebagai insertional
mutagenesis
pada gen pengatur fungsi gen lainnya

proses pembelahan sel dapat tidak terkendali dan berubah menjadi sel
kanker
transgen yang dimasukkan bisa di transmisikan kesemua sel yang
terinfeksi dan turunannya
Kerugian

dapat menyebabkan terjadinya mutasi genetik yang berbahaya selama
tahap pengintegrasian

Adenovirus

Ketika virus adenovirus menginfeksi 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



membutuhkan pemasukkan kembali gen-gen yang sudah dimodifikasi ke dalam populasi sel
yang baru
Sebaliknya keadaan ini akan mencegah terjadinya kanker
Gendicine



adenovirus yang telah mengandung gen p53 yang digunakan pada terapi gen untuk
mengobati penyakit kanker pada kepala dan leher
sudah diizinkan oleh FDA China untuk digunakan pada manusia pada tahun 2003
FDA Amerika Serikat telah menyetujui advexin, suatu vektor yang serupa dengan
Gendicine untuk digunakan di Amerika serikat pada tahun 2008
Transfer Gen menggunakan vektor
Adenovirus
(diunduh dari www.acceleratingfuture.com/michael/blog/?p=455)

Keuntungan



dapat diproduksi dalam jumlah besar
immunogenisitas pada sel inang yang rendah
Beberapa metoda non virus yang dapat digunakan
adalah

Naked DNA

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

Beberapa metoda non virus yang dapat
digunakan adalah

Oligonukleotida

Metoda menginaktifkan gen-gen yang terlibat dalam proses
penyakit.


Menggunakan antisense yang spesifik untuk gen sasasaran
 mengganggu proses transkripsi gen sasaran yang rusak.
Menggunakan oligonukleotida rantai ganda (double strand
oligonucleotide)
 mengikat faktor-faktor transkripsi yang diperlukan untuk
regulasi promoter gen sasaran

Beberapa metoda non virus yang dapat digunakan
adalah

Lipoplexes and polyplexes


Meningkatkan efisiensi transfer dengan cara melindungi DNA
dari kerusakan dan memfasilitasi pemasukkannya kedalam sel
Menggunakan molekul lipid

lipoplexes dan polyplexes

dirancang untuk melindungi DNA dari proses degradasi selama
proses transfeksi

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

Beberapa metoda non virus yang dapat
digunakan adalah

Metoda Hibrid (Hybrid method)

Untuk meningkatkan efisiensi trnasfer transgen
dikembangkan metoda hibrid (campuran) yaitu kombinasi
liposome dengan virus influenza atau HIV yang
diinaktifkan

Beberapa faktor yang menghambat efektivitas penggunaan terapi
gen

Masa hidup alami terapi gen yang pendek (Short-lived nature of gene
therapy)



Respons Imunologik



gen yang dimasukkan kedalam sel-sel target harus dapat berfungsi
sel-sel yang mengandung gen terapi ini harus dapat hidup lama dan stabil.
adanya stimulus tertentu yang merangsang timbulnya respons imunologik
dapat menurunkan efektivitas terapi gen
adanya respon imunologik ini juga akan menyulitkan pengulangan terapi
gen pada pasien
Masalah dengan virus yang berfungsi sebagai vektor


toksisitas, reaksi imunologik dan inflamasi, kontrol gen dan jaringan
sasaran.
kemungkinan pulihnya kembali kemampuan virus untuk menyebabkan
penyakit pada manusia

Beberapa faktor yang menghambat efektivitas penggunaan terapi
gen

Kelainan gen multipel

terapi gen sulit digunakan untuk mengobati penyakit-penyakit yang
disebabkan oleh adanya kombinasi gen-gen yang mengalami kerusakan


penyakit jantung, tekanan darah tinggi, Alzheimer, artritis dan diabetes.
Potensi untuk timbulnya tumor

Bila DNA diintegrasikan pada tempat yang salah di dalam genom, misalnya
pada daerah tumor suppressor gene, hal ini dapat menyebabkan
timbulnya tumor.

pasien dengan X-linked severe combined immunodeficiency (X-SCID) yang
diterapi dengan sel punca darah (Hematopoietic stem cells yang diinfeksi oleh
retrovirus yang mengandung transgen

Tiga dari 20 pasien yang diterapi menderita leukemia6

Terapi gen pada manusia pertama kali dilakukan tahun 1990


penyakit ”Adenosine deaminase-deficient severe combined
immunodeficiency disease (ADA-SCID)
SCID (X-linked Severe Combined Immunodeficiency)
penyakit autosomal yang jarang terjadi
 penderita tidak mempunyai sistem imun
 beberapa penderita mengalami defisiensi ensim adenosine
deaminase (ADA)


kadar deoxyadenosine yang terfosforilasi meningkat mencapai tingkat
toksik dan terakumulasi dalam limfosit T

membunuh sel limfosit.




Sering terjadi pada anak laki-laki umur 1 tahun atau lebih
>50% gen defek X-kromosom
Defek pd rantai γ, reseptor IL 2, 4, 11, 15
Gen autosomal resesif:, def. Limfosit, def. enzim ADA, PNP
 Mulai
terlihat pada umur 1 th
 Infeksi penyakit sulit diobati:






Pneumonia
Meningitis
Sepsis (lemah/kritis)
Dermatitis/infeksi mulut
Diare
Hepatitis
 Contoh

penggunaan adenovirus dalam terapi gen
terapi gen yang dipakai untuk mengobati cystic fibrosis
(CF)

virus adenovirus yang membawa gen CF diinhalasi oleh pasien


sel-sel paru akan terinfeksi dan mensintesa produk gen CF untuk
mengatasi simptom dan gejala penyakit
kuatnya reaksi imunologik tubuh menyebabkan terapi gen menjadi
tidak efektif
 Sel-sel yang terinfeksi virus dan mengandung transgen akan mati
dan tidak bisa memperbanyak diri

Persyaratan National Institute of Health
(NIH)

Gen harus di klon dan diketahui
karakteristiknya

harus tersedia dalam bentuk murni
Metoda efektif
 Resiko terapi gen



harus dievaluasi secara berhati-hati
seminimal mungkin
Penyakit tidak dapat diobati dengan cara
lainnya
 Harus ada data penelitian pendahuluan
