BIOTEKNOLOGI BIDANG FARMASI DAN KEDOKTERAN
MAKALAH Untuk Memenuhi Tugas Matakuliah Bioteknologi Yang Dibina oleh Dr.Endang Suarsini, M.Ked. Disajikan pada hari Selasa, 13 September 2016
Oleh Kelompok 6/Off A S1 Pendidikan Biologi 2014 Ahmad Kamal Sudrajat
(140341600052)
Diah Nur Rochmah
(140341605238)
Dinar Ajeng Nur Aziza
(140341605926)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI September 2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan
rahmat,
taufik
dan
hidayah-Nya
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan Makalah dengan judul “Bioteknologi di Bidang Farmasi dan Kedokteran”. Makalah ini diselesaikan untuk memenuhi Tugas Mata Kuliah Bioteknologi. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr. Endang Suarsini, M. Ked selaku dosen pengampu mata kuliah Bioteknologi yang banyak membantu dan membimbing penulis, 2. kedua orang tua kami yang telah memberikan dukungan materi, moral dan spiritual, 3. seluruh teman seperjuangan Pendidikan Biologi kelas A tahun 2014, yang banyak membantu dan memberi masukan dalam penyempurnaaan makalah penulis, dan 4. semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu. Dalam penyusunan laporan ini tentu masih terdapat kekurangan dan kesalahan. Untuk itu penulis berharap adanya masukan yang bersifat inovatif dan konstruktif agar makalah ini menjadi lebih sempurna. Disamping itu penulis berharap agar hasil tugas ini nantinya dapat berguna bagi semua pihak khususnya kalangan pendidikan.
Malang, September 2016
Penulis
ii
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.......................................................................................... ii DAFTAR ISI .......................................................................................................iii DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................iv BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ....................................................................................1 B. Rumusan Masalah ..............................................................................2 C. Tujuan .................................................................................................2 BAB II PEMBAHASAN A. Ruang Lingkup Bioteknologi Di Bidang Farmasi Dan Kedokteran...3 B. Komponen Bioteknologi Di Bidang Farmasi Dan Kedokteran..........3 C. Contoh Beserta Mekanisme Bioteknologi Di Bidang Farmasi Dan Kedokteran................................................................................................6 BAB III PENUTUP A. Simpulan..............................................................................................15 B. Saran ...................................................................................................15 DAFTAR RUJUKAN…………………………………………………………...16
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.
iii
Skema Proses Bioteknologi....................................................... 4
Gambar 2.
Langkah-Langkah DNA Rekombinan pada Produksi Insulin .. 8
Gambar 3.
Skema Tahapan Kegiatan Produksi Antibodi Monoklonal Dari
Imunisasi Sampai Mendapatkan Klon Hibridoma ........................................... 10 Gambar 4.
Vaksinasi dari virus Herpes....................................................... 11
Gambar 5.
Terapi Gen In Vivo dan Terapi Gen Ex Vivo............................ 13
BAB I PENDAHULUAN
iv
A.
Latar belakang Bioteknologi merupakan suatu kajian yang berhubungan dengan penggunaan organisme hidup atau produknya dalam proses industri berskala-besar. Bioteknologi mikroorganisme adalah aspek bioteknologi industri
yang
berhubungan
dengan
proses
yang
melibatkan
mikroorganisme. Antibiotika merupakan senyawa kimia yang dihasilkan oleh mikroorganisme, dan dapat menghambat atau membunuh mikroorganisme lain. Perkembangan antibiotika sebagai zat untuk pengobatan penyakit infeksi lebih banyak mempengaruhi penggunaan obat dibandingkan dengan perkembangan antibiotik itu sendiri. Antibiotika merupakan produk metabolisme sekunder. Meskipun hasilnya relatif rendah dalam sebagian besar industri fermentasi, tetapi karena aktivitas terapetiknya tinggi maka menjadi memiliki nilai ekonomik tinggi, oleh karena itu antibiotika dibuat secara komersial melalui fermentasi mikroba. Beberapa antibiotika dapat disintesis secara kimia, tetapi karena kompleksitas bahan kimia antibiotika dan cenderung menjadi mahal, maka tidak memungkinkan sintesis secara kimia dapat mampu bersaing dengan fermentasi mikroorganisme lain yang mampu diproduksi lebih banyak dari berbagai industri mikroorganisme (Madigan, 2008). Dalam bioteknologi farmasi hal utama yang dihasilkan adalah suatu produk yang dapat digunakan sebagai obat untuk meningkatkan kesehatan makhluk hidup.
2 B.
Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan: 1. Bagaimana ruang lingkup 1kajian bioteknologi Farmasi?
2. Apasajakah komponen yang terlibat dalam bioteknologi farmasi? 3. Apasajakah contoh bioteknologi farmasi dengan mekanismenya? C. Tujuan Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah: 1. Mengetahui ruang lingkup kajian bioteknologi farmasi 2. Mengetahui komponen yang terlibat dalam biologi farmasi 3. Mengetahui
contoh
bioteknologi
farmasi
beserta
mekanismenya.
BAB II A. Ruang Lingkup Bioteknologi di Bidang Farmasi Dan Kedokteran
dengan
Bioteknologi
farmasi
merupakan
penerapan
dan
pengembangan
bioteknologi dalam bidang farmasi/obat-obatan yang menunjang perbaikan kesehatan makhluk hidup. Bioteknologi farmasi saling berhubungan dengan bioteknologi kedokteran dimana dalam bioteknologi farmasi mengkaji beberapa organisme model (mencit, tikus, ayam, yeast, lalat buah, cacing, dan zebrafish) untuk mengidentifikasi penyakit genetik dan kesesuaian penggunaan terapi gen dalam mengetahui keefektifan dan keamanannya sebelum melakukan tindak lanjut klinis pada manusia. Bioteknologi Farmasi memegang peranan penting dalam perkembangan tindakan medis untuk pengobatan suatu penyakit. Thieman (2004) menjelaskan bahwa umumnya teknik yang digunakan dalam bioteknologi kedokteran menggunakan pendekatan molekular untuk mendeteksi penyakit genetik yang berhubungan dengan ketidaknormalan kromosom dan kerusakan gen. Pada biteknologi farmasi ini kjajian yang dibahas hanya bagaimana cara menemukan suatu obat dengan memanfaatkan agen – agen biologi. Sebagai contoh dari bioteknologi farmasi adalah penemuan hormon insulin dengan menyisipkan gen insulin padan bakteri. Selain itu percobaan bagaimana cara mematikan sel kanker melalui beberapa pendekatan dan bahan uji. Kajian bioteknologi farmasi sangat berkembang pesat sampai saat ini. Hal ini dikarenakan semakin meningkatnya kebutuhan manusia akan kesehatan. B. Komponen Bioteknologi di Bidang Farmasi dan Kedokteran Di dalam bioteknologi dilakukan rekayasa organisme atau komponen organisme untuk menghasilkan barang dan jasa yang penting dan menguntungkan bagi kehidupan manusia. Menurut Nurcahyo (2011:9), bioteknologi tidak lain adalah suatu proses yang unsur-unsurnya sebagai berikut: 1. Input yaitu bahan kasar (raw material) yang akan 4diolah seperti; beras, anggur, susu dsb. 2. Proses yaitu mekanisme pengolahan yang meliputi; proses penguraian atau penyusunan oleh agen hayati. 3
3. Output yaitu produk baik berupa barang dan/atau jasa, seperti;
alkohol,
enzim,
antibiotika, hormon, pengolahan limbah.
Gambar 1 Skema Proses Bioteknologi Sumber: (Nurcahyo, 2011:9) Bioteknologi tidak dapat dilepaskan dari beberapa unsur yaitu agen hayati (organisme hidup maupun substansi dari organisme hidup), rekayasa dengan serangkaian proses tertentu, produk, dan adanya peningkatan nilai guna untuk masyarakat baik dalam bentuk barang maupun jasa. Berkaitan dengan produk yang akan dihasilkan dari suatu teknik tertentu dalam bioteknologi, maka dikenal istilah bioteknologi kedokteran. Bioteknologi kedokteran saling berhubungan dengan bioteknologi farmasi dimana dalam bioteknologi farmasi mengkaji beberapa organisme model (mencit, tikus, ayam, yeast, lalat buah, cacing, dan zebrafish) untuk mengidentifikasi penyakit genetik dan kesesuaian penggunaan terapi gen dalam mengetahui keefektifan dan keamanannya sebelum melakukan tindak lanjut klinis pada manusia. Thieman (2004) menjelaskan bahwa dengan mengidentifikasi gen penting dalam organisme model dapat dibuat suatu kesimpulan sementara dan prediksi tentang kedudukan serta fungsi gen-gen tersebut pada manusia. Banyak gen yang telah teridentifikasi pada organisme model yang menunjukkan keterkaitan dengan gen pada manusia yang dikenal dengan istilah homolog. Bioteknologi farmasi dan kedokteran memegang peranan penting dalam pembuatan obat-obatan serta perkembangan tindakan medis untuk pengobatan suatu penyakit. Komponen bioteknologi farmasi dan kedokteran dapat berupa bagian-bagian dari organisme yang digunakan dalam menghasilkan produk atau jasa untuk kepentingan penelitian atau pengembangan perawatan kesehatan dan obat-obatan, misalnya: 1. Pembuatan antibody monoclonal
5
Pembuatan antibody monoclonal yang menggunakan komponen dari sel gabungan tipe tunggal yang memiliki kekhususan tambahan yang merupakan bagian penting dari system kekebalan tubuh. Antibodi monoklonal dibuat dengan cara penggabungan atau fusi dua jenis sel yaitu limfosit B yang memproduksi antibodi dengan sel kanker (sel mieloma) yang dapat hidup dan membelah terus menerus. Hasil fusi antara sel limfosit B dengan sel kanker secara in vitro ini disebut dengan hibridoma. Apabila sel hibridoma dibiakkan dalam kultur sel, sel yang secara genetik mempunyai sifat identik akan memproduksi
antibodi
sesuai
dengan
antibodi
yang
diproduksi oleh sel aslinya yaitu sel limfosit B. Antibodi monoklonal merupakan senyawa yang homogen, sangat spesifik dan dapat diperoleh dalam jumlah yang besar sehingga sangat menguntungkan jika digunakan sebagai alat diagnostik untuk mendeteksi bakteri patogen dan virus, serta untuk uji kehamilan (Ahmad, 2014:152). 2. Terapi gen Terapi gena bertujuan untuk
membetulkan
kelainan
metabolisme
karena
bawaan sejak lahir dengan cara menyisipkan gen normal ke organisme penderita. Biasanya tahapan meliputi; seleksi dan isolasi gen → pemeliharaan kultur→ propagasi. Sel diekstrasi (dikeluarkan)
dari
tubuh
kemudian
ditumbuhkan
dalam
medium kultur selanjutnya gennya dimanipulasi dikembalikan ke pasien (penderita) yang jaringannya diambil, komponen yang digunakan misalnya bone marrow atau sel kulit, karena keduanya dapat dipelihara dalam medium kultur (Nurcahyo, 2011:105). 3. Somatostatin Diproduksi dari hasil transplantasi gen eukariosit dari hipofisis manusia ke gen E. coli. Hormon pertumbuhan pada manusia (humangrowth hormone) ini diberikan kepada para penderita dwarfisme hipofisis dan berfungsi untuk meningkatkan sekresi hormon pertumbuhan; somatotropin, hormon yang juga dikloning dari bakteri E Coli, digunakan sebagai hormon pertumbuhan,
pengobatan patah tulang, luka bakar, dan pendarahan di lambung (Smith, 2009). 4. Hormon Insulin Insulin merupakan protein manusia pertama yang disintesis secara kimia. Secara tradisional, insulin untuk pengobatan manusia diisolasi dari pancreas sapi atau babi. Kemudian seiring perkembangan di bidang bioteknologi telah terjadi perbaikan cara produksi insulin melalui rekayasa genetika. Melalui DNA rekombinan, insulin diproduksi menggunakan sel mikroba yang tidak pathogen. Produk hormone insulin manusia dapat dihasilkan melalui teknik rekayasa genetika dengan teknologi plasmid. Hormone ini berfungsi mengubah glukosa dalam darah menjadi glikogen (Sudjadi, 2008). C. Contoh Bioteknologi Farmasi dan Kedokteran serta Mekanismenya Penerapan bioteknologi begitu luas dan telah dilakukan selama beratus-ratus tahun
mulai
dari
taraf
sederhana
sampai bioteknologi
modern. Seiring
berkembangnya zaman dan pengetahuan, kini pemanfaatan bioteknologi tidak hanya sekedar dalam bidang pangan saja, melainkan telah merambah pada bidang farmasi dan kedokteran yang tentunya disertai dengan penggunaan teknologi lebih canggih dan menerapkan teknik rekayasa genetika Berikut disajikan beberapa contoh dan mekanisme penerapan bioteknologi dalam bidang farmasi dan kedokteran. 1. Pembuatan Insulin Insulin merupakan hormon yang diproduksi oleh sel-sel beta yang membentuk pulau sehingga disebut pulau langerhans di kelenjar pangkreas. Pada awalnya terbentuk proinsulin yang molekulnya lebih besar daripada insulin. Proinsulin tersimpan di pankreas hingga dibutuhkan tubuh. Ketika proinsulin keluar ke peredaran darah, proinsulin diuraikan menjadi 2 bagian: peptida penghubung dan hormon insulin aktif. Fungis utama hormon insulin adalah menurunkan kadar glukosa di dalam sel. Teori yang ada mengatakan bahwa seseorang ≥45 tahun memiliki peningkatan resiko terhadap terjadinya diabetes dan intoleransi glukosa yang di sebabkan oleh faktor degeneratif yaitu menurunya fungsi tubuh, khususnya kemampuan dari sel β dalam memproduksi insulin untuk memetabolisme glukosa (Betteng et al., 2014). Oleh karena itu diperlukan suatu teknik untuk memperoleh tambahan insulin. Adanya teknik rekayasa genetika,
6
7
maka bisa didapatkan hormon insulin dalam jumlah yang banyak, insulin ini diperoleh dengan mencangkokkan gen (transplantasi gen) yang mengkode insulin ke dalam plasmid bakteri. Proses pembuatan insulin dengan teknik DNA recombinan adalah sebagai berikut. 1. Mengidentifikasi dan mengisolasi gen penghasil insulin dari sel pankreas manusia: a. Mula-mula mRNA yang telah disalin dari gen penghasil insulin diekstrak dari sel pancreas. Kemudian enzim transcriptase ditambahkan pada mRNA bersamaan dengan nukleotida penyusun DNA. b. Enzim ini menggunakan mRNA sebagai cetekan untuk membentuk DNA berantai tunggal. c. DNA ini kemudian dilepaskan dari mRNA. d. Enzim DNA polymirase digunakan untuk melengkapi DNA rantai tunggal menjadi ranati ganda, disebut DNA komplementer (c- DNA), yang merupakan gen penghasil insulin. 2. Melepaskan salinan gen penghasil insulin tersebut dengan cara memotong kromosom secara khusus menggunakan enzim retrikasi. 3. Mengekstrak plasmid dari sel bakteri, kemudian membuka plasmid dari sel bakteri dengan menngunakan enzim retrikasi lain. Sementara itu, di dalam serangkain tabung reaksi atau cawan petri, gen penghasil insulin manusia dalam bentuk c- DNA disiapkan untuk dipasangkan pada plasmid yang terbuka tersebut. 4. Memasang gen penghasil insulin kedalam cincin plasmid. Mula-mula ikatan yang terjadi masih lemah, kemudian enzim DNA ligase memperkuat ikatan ini sehingga dihasilkan molekul DNA recombinan/plasmid recombinan yang bagus. 5. Memasukkan plasmid recombinan kedalam bakteri E.coli. Di dalam sel bakteri ini plasmid mengadakan replikasi 6. Mengultur bakteri E.coli yang akan berkembang biak dengan cepat menghasilkkan klon-klon bakteri yang mengandung plasmid recombinan penghasil insulin. Melalui rekayasa genetika dapat dihasilkan E.coli yang
8 merupakan penghasil insulin dalam jumlah banyak dan dalam waktu yang singkat.
Gambar 2 Langkah-Langkah DNA Rekombinan pada Produksi Insulin Sumber: www.alandandin.blogspot.com 2. Pembuatan Antibodi Monoklonal Produksi molekul Antibodi merupakan tanggungjawab dari klone-klone sel limfosit B (sel plasma) yang masing-masing spesifik terhadap antigen. Menurut teori klonal, adanya interaksi antara antigen dengan klone limfosit B akan merangsang sel tersebut untuk berdiferensiasi dan berproliferasi sehingga diperoleh sel yang mempunyai ekspresi klonal untuk memproduksi antibodi.
9 Produksi antibody monoklonal merupakan gabungan penerapan teknik hibridoma dan kloning. Dengan berkembangnya teknologi dan pengetahuan tentang molekul Ig, maka kini dikenal teknik hibridoma untuk tujuan menghasilkan antibodi monoklonal dalam jumlah banyak dan tidak terbatas oleh waktu dengan cara kloning. Teknik hibridoma adalah suatu teknik dengan cara menggabungkan dua macam sel eukariot dengan tujuan mendapatkan sel hibrid yang memiliki kemampuan kedua sel induknya. Pada hakekatnya produksi antibodi monoklonal tetap mengikuti prinsip teori seleksi klonal (Artama, 1990: 165). Pada dunia kesehatan, antibodi monoklonal ini dapat digunakan untuk diagnosis kehamilan, uji golongan darah ABO, dan uji serum (AIDS, Hepatitis). Prosedur produksi antibodi monoclonal sebagai berikut. 1. Antigen yang telah dimurnikan disuntikkan ke hewan percobaan mencit (mice) untuk mendapatkan sel limfosit B yang spesifik. 2. Limpa (spleen) dikeluarkan dari tikus setelah lebih dulu dimatikan dan dikerjakaan secara aseptis. 3. Sel limfosit B sebagai penghasil Ab tersebut kemudian diisolasi dari limpa (spleen) dipisahkan dari eritrosit dan cairan limpa dengan cara sentrifus (gradient centrfuge). 4. Sel penghasil Ab tersebut kemudian diisolasi dan selanjutnya dikawinkan dengan sel myeloma (sel kanker) dalam media PEG (polyethilene glycol) atau dapat juga dengan virus Sendai. 5. Sel hibrid yang diperoleh kemudian diseleksi dalam medium HAT (hypoxanthine aminopterin thimidin), oleh karena tidak semua sel hibrid yang dihasilkan sesuai dengan yang diharapkan yakni sel limfosit B dengan sel myeloma, akan tetapi dapat terjadi hibrid antara sel limfosit B dengan sel limfosit B, atau sel myeloma dengan sel myeloma. 6. Sel hibrid yang terseleksi kemudian diuji untuk mengetahui kemampuan menghasilkan Ab yang diharapkan, jika hasilnya pasti maka sel tersebut dikultur (cloning) kemudian dipropagasi pada kultur jaringan (bioreaktor) atau disuntikkan ke tikus (in vivo) untuk produksi MAb atau dapat pula dibekukan untuk koleksi. 7. Sel hibrid yang terseleksi kemudian diuji (assay) untuk mengetahui kemampuan menghasilkan Ab yang diharapkan denngan menggunakan kultur sel dan diuji antibodi.
10
8. Jika hasilnya pasti, maka sel tersebut kemudian dipropagasi dengan menggunakan kultur jaringan dalam skala besar (bioreaktor) untuk mendapatkan sel turunan yang sama persis dengan induknya (cloning), atau disuntikkan ke tikus (in vivo) untuk produksi MAB, atau dapat pula dibekukan untuk koleksi (stock cell culture).
Gambar 3 Skema tahapan kegiatan produksi antibodi monoklonal dari imunisasi sampai mendapatkan klon hibridoma Sumber: (Machmud et al., 2004) 3. Produk Vaksin Selain digunakan untuk memproduksi hormon maupun enzim, teknologi DNA rekombinan juga digunakan untuk membuat vaksin. Pada aplikasi ini, secara garis besar beberapa mikroorganisme digunakan untuk menghambat kemampuan mikroorganisme patogen (penyebab penyakit). Mikrobia menjadi suatu bibit penyakit dalam tubuh apabila mikrobia tersebut menghasilkan
senyawa
toksik bagi tubuh manusia. Selain itu, bagian-bagian tubuh mikrobia seperti flagel dan membran sel juga dapat menimbulkan penyakit. Hal ini karena bagian-
11 bagian tersebut kemungkinan terdiri dari protein asing bagi tubuh. Senyawa dan protein asing ini disebut antigen. Gen yang mengkode senyawa penyebab penyakit (antigen) diisolasi dari mikrobia yang bersangkutan. Kemudian gen ini disisipkan pada plasmid mikrobia yang sama, tetapi telah dilemahkan (tidak berbahaya). Mikrobia ini menjadi tidak berbahaya karena telah dihilangkan bagian yang menimbulkan penyakit, misal lapisan lendirnya. Mikrobia yang telah disisipi gen ini akan membentuk antigen murni. Bila antigen ini disuntikkan pada manusia, sistem kekebalan manusia akan membuat senyawa khas yang disebut antibodi.
Gambar 4 Vaksinasi dari virus Herpes Sumber: www.berbagiilmuproduk-produkbioteknologi.com 4. Terapi Gen Menurut Nurcahyo (2011), terapi gen adalah suatu teknik 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, seperti penyakit fibrosis sistik. Penggunaan terapi gen pada penyakit tersebut dilakukan dengan memasukkan gen normal yang spesifik ke dalam sel yang
12 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. Secara garis besar ada dua macam cara yang biasa digunakan untuk memasukkan gen baru ke dalam sel. 1. Terapi Gen Ex Vivo Sel dari sejumlah organ atau jaringan (seperti kulit, system hemopoietik, hati ) atau jaringan tumor dapat diambil dari pasien dan kemudian dibiakkan dalam laboratorium. Selama pembiakkan, sel itu dimasuki suatu gen tertentu untuk terapi penyakit itu. Kemudian diikuti dengan reinfusi atau reimplementasi dari sel tertransduksi itu ke pasien. Penggunaan sel penderita untuk diperlakukan adalah untuk meyakinkan tidak ada respon imun yang merugikan setelah infuse atau transplantasi. Terapi gen ex vivo saat ini banyak digunakan pada uji klinis, kebanyakan menggunakan vector retrovirus untuk memasukkan suatu gen ke dalam sel penerima. 2. Terapi Gen In Vivo Organ seperti paru paru, otak, jantung tidak cocok untuk terapi gen ex vivo, sebab pembiakan sel target dan retransplantasi tidak mungkin dilakukan. Oleh karena itu terapi gen somatic, dilakukan dengan pemindahan gen in vivo. Dengan kata lain dengan memberikan gen tertentu baik secara lokal maupun sistemik. Penggunaan vector retrovirus memerlukan kondisi sel target yang sedang membelah supaya dapat terinfeksi. Akan tetapi, banyak jaringan yang merupakan target terapi gen, sebagian besar selnya dalam keadaan tidak membelah. Akibatnya, sejumlah strategi diperlukan baik penggunaan system vector virus maupun non-virus untuk menghantarkan gen terapetik ke sel target yang sangat bervariasi seperti kulit, otot, usus, liver dan sel darah. Sistem penghantar gen in vivo yang ideal adalah efisiensi tinggi masuknya gen terapetik dalam sel target. Gen itu dapat masuk ke inti sel dengan sedikit
13
mungkin terdegradasi, dan gen itu tetap terekspresi walaupun ada perubahan kondisi
Gambar 5 Terapi Gen In Vivo dan Terapi Gen Ex Vivo Sumber: (http://biologi-news.blogspot.co.id/2012/01/jenis-jenis-terapi-gen-genetherapy.html ) Terapi gen dapat dilakukan pada gen sel somatic maupun embrional, berikut penjelasannya. 1. Terapi gen pada sel somatic Terapi gena pada sel somatis (somatic gene therapy) yaitu usaha mereparasi gen karena cacat bawaan dengan cara menyisipkan gene normal ke organisme penderita, sebagai contoh kelainan metabolisme. Langkah-langkah terapi gena sebagai berikut: sel sumsum tulang (bone marrow) atau sel kulit diekstrasi (dikeluarkan) dari tubuh pasien kemudian dipelihara dalam medium kultur untuk perbanyakan. Kemudian disisipkan gen normal ke dalam DNA sel tadi dengan rekayasa gena ini diharapkan dapat menyebabkan perubahan genotipe sel yang semula cacat. Transgenesis untuk mengembalikan rDNA tubuh pasien yang menderita cacat bawaan. Terapi gene sel somatik dari sudut pandang sosial masih menimbulkan masalah pro dan kontra. Masih dipertimbangkan dengan alasan karena risiko dan keamanan. 2. Terapi Gena pada sel embrional Terapi gena pada sel (Germ line gene therapy) yaitu usaha mereparasi gena karena cacat bawaan, sebagai contoh kelainan metabolisme. Langkah-langkah terapi gena sebagai berikut: misalnya sumsum tulang (bone marrow) atau sel kulit diambil kemudian keduanya dipelihara dalam medium kultur vektor ke dalam sel hospes dengan menggunakan metode mikroinjeksi DNA ke sel telur
14
terbuahi diikuti dengan implantasi sel telur termanipulasi ke induk titipan yang telah dipersiapkan. Pada tikus dengan induksi dapat diperoleh 40 buah ova, namun sel telur yang dapat dibuahi sekitar 20 buah. 2 pl buffer yang mengandung klon plasmid DNA diinjeksikan ke salah satu dari pronukleus sel telur terbuahi. Ada 2 buah pronukleus dari jantan dan betina, pronukleus jantan lebih besar sehingga dipilih untuk diinjeksi. Pronuklei mengalami fusi kemudian terbentuklah zygote diploid. Embryo ditumbuhkan pada medium in vitro, sampai pembelahan sel tertentu. Kemudian diimplantasikan ke induk titipan. Antara 3 – 10 % hewan yang berkembang mengandung kopi dari DNA eksogen yang bersatu dengan kromosomnya
BAB III PENUTUP 1. Kesimpulan Kesimpulan dari makalah ini adalah: a. Bioteknologi farmasi dan kedokteran merupakan penerapan dan pengembangan bioteknologi dalam bidang farmasi/obat-obatan yang menunjang perbaikan kesehatan makhluk hidup serta perawatan medis.
b. Komponen yang terlibat dalam bioteknologi farmasi dan kedokteran dapat berupa bagian-bagian dari organisme yang digunakan dalam menghasilkan produk atau jasa untuk kepentingan penelitian atau pengembangan perawatan kesehatan dan obat-obatan c. Contoh dari bioteknologi farmasi dan kedokteran diantaranya pembuatan insulin, antibody monoclonal, vaksin dan terapi gen. 2. Saran Dari pembuatan makalah ini ada beberapa hal yang perlu diperbaiki diantaranya
mahasiswa
harus
selalu
mengikuti
perkembangan
informasi mengenai bioteknologi farmasi, hal ini dikarenakan ilmu bioteknologi farmasi yang terus berkembang dan memunculkan teori atau cara baru.
DAFTAR RUJUKAN 15 Ahmad, Ahyar. 2014. Bioteknologi Dasar. Makassar: LKPP Unhas. Artama, W.T. (1990). Teknik Hibridoma untuk Porduksi Antibodi Monoklonal. Makalah Kursus Immuno-bioteknologi. Yogyakarta: PAU UGM. Betteng, R., Pangemanan, D., & Mayulu, N. 2014. Analisis Faktor Resiko Penyebab Terjadinya Diabetes Melitus Tipe 2 Pada Wanita Usia Produktif Ii Puskesmas Wawonasa. Jurnal e-Biomedik, 2(2): 400-410.
Machmud, M., Harjosudarmo, Jumanto, Manzila, Ifa, & Suryadi, Yadi. 2004. Pengembangan Teknik Produksi dan Aplikasi Antibodi Monoklonal Ralstonia solanacerum. Kumpulan Makalah Seminar Hasil Penelitian BBBiogen Tahun 2004. Madigan, M.T., Martinko, J.M., Dunlap, P.V. and Clark, D.P. 2009. (published February, 2008) Brock Biology of Microorganisms, 12th edition, Pearson Benjamin-Cummings, San Francisco Nurcahyo, Heru. 2011. Diktat Bioteknologi. Yogyakarta: Fakultas MIPA Universitas Negeri Yogyakarta. Smith, J. E. 2009. Biotechnology Fifth Edition. New York: Cambridge University Press. Sudjadi. 2008. Bioteknologi kesehatan. Yogyakarta: Kanisius Thieman, W.J, Palladino, M.A. 2004. Introduction to Biotechnology. San Fransisco: Pearson Benjamin Cummings
16
