Representasi seniman tentang DNA dan gen. Perusahaan Freepik S.L.
Kisah ini merupakan bagian dari serangkaian perkembangan terkini dalam Bidang Kedokteran Regeneratif. Pada tahun 1999, saya mendefinisikan kedokteran regeneratif sebagai kumpulan intervensi yang mengembalikan jaringan dan organ yang rusak akibat penyakit, cedera karena trauma, atau aus akibat usia menjadi fungsi normal. Saya mencakup spektrum penuh obat-obatan berbasis kimia, gen, dan protein, terapi berbasis sel, dan intervensi biomekanik yang mencapai tujuan tersebut.
Dalam subseri ini, kami fokus secara khusus pada terapi gen. Kami mengeksplorasi pengobatan saat ini dan menguji kemajuan yang siap mengubah sistem kesehatan. Setiap artikel dalam koleksi ini mengupas berbagai aspek peran terapi gen dalam narasi besar Bidang Kedokteran Regeneratif.
Sejarah terapi gen dipenuhi dengan kecerdasan, imajinasi, dan eksplorasi. Tahun 1960-an hingga 1980-an, khususnya, merupakan periode kemajuan signifikan, ditandai dengan terobosan dan penemuan mendasar. Selama periode ini, pemahaman yang ditingkatkan tentang sifat gen dan potensinya untuk menyembuhkan penyakit.
Hari ini, terapi gen berada di garis terdepan penelitian genetik, dan kemungkinan penggunaannya tidak terbatas. Dengan penelitian dan pengembangan yang terus berlanjut, terapi gen dapat mengubah banyak kehidupan.
Pengembangan Konsep Terapi Gen
Pada tahun 1960-an, kemungkinan menyembuhkan gangguan genetik dengan memperkenalkan urutan DNA terapeutik dieksplorasi. Ide ini mendapatkan dorongan setelah penemuan pada tahun 1961. Penelitian ini menunjukkan bahwa RNA pesan, yang dikenal sebagai mRNA, sangat penting dalam mentranskripsi informasi genetik dari DNA ke pabrik protein dalam sel.
Penemuan ini berasal dari studi menyeluruh mengenai bacteriophage T4, virus yang menginfeksi bakteri. DNA virus ditemukan ditranskripsi menjadi mRNA, template untuk mensintesis partikel virus baru. Mekanisme transkripsi dan translasi ini sekarang dikenal sebagai dogma sentral biologi molekuler.
Juga, pada tahun 1961, Lorraine Kraus berhasil memasukkan DNA fungsional ke dalam sel mamalia. Dia mengubah gen hemoglobin dari sel yang diambil dari sumsum tulang pasien anemia sel sabit. Hal ini dilakukan dengan menginkubasi sel pasien dengan DNA yang diekstraksi dari donor dengan hemoglobin normal dalam kultur jaringan. Tak lama setelah ini, konsep-konsep ini diterapkan secara praktis.
Mengenakan Konsep Terapi Gen yang Baru
Pada tahun 1972, dua saudara perempuan dari Jerman Barat merupakan individu pertama yang menerima pengobatan terapi gen pionir untuk gangguan genetik langka yang disebut hiperargininemia. Kondisi yang diwariskan ini disebabkan oleh kekurangan enzim arginase, yang mengakibatkan penumpukan arginin dalam aliran darah. Penumpukan arginin dapat menyebabkan kerusakan otak, epilepsi, dan masalah neurologis dan otot lainnya. Pengobatan diberikan sebagai langkah terakhir untuk menyelamatkan nyawa anak-anak tersebut.
Terapi gen bertujuan mengatasi enzim yang hilang dalam tubuh saudara perempuan dengan memperkenalkan enzim termodifikasi. Namun, terapi tidak berhasil, dan saudara perempuan tidak merespons pengobatan. Namun, bentuk awal terapi gen ini menyoroti potensi intervensi genetik dalam mengobati penyakit turunan. Hal ini membuka jalan bagi penyelidikan lebih lanjut dan pengembangan konsep yang diusulkan bertahun-tahun sebelumnya, meskipun tidak semua orang sepakat dengan pendekatan penuh semangat ini.
Ketika itu, makalah berpengaruh mengenai potensi terapi gen untuk mengobati penyakit genetik manusia diterbitkan. Para penulis menyarankan bahwa urutan DNA dapat dimasukkan ke dalam sel pasien untuk pengobatan terobosan. Namun, mereka memperingatkan bahwa pemahaman ilmiah tentang terapi gen belum lengkap dan perlu ditangani, menjadikannya pilihan pengobatan yang menantang dan berisiko.
Rekayasa Genetika dan Retrovirus
Setelah upaya ini, bidang rekayasa genetika berkembang dan menyediakan beberapa alat baru yang bisa diterapkan pada terapi gen. Salah satu alat baru ini adalah retrovirus. Virus-virus ini merupakan cara yang jauh lebih efisien untuk mentransfer gen.
Ilustrasi untuk menunjukkan transfer gen baru ke inti sel melalui vektor virus. Gambar dari Your Genome | Dibuat oleh Genome Research Limited
Richard Mulligan, seorang peneliti Massachusetts Institute of Technology, mengembangkan vektor retrovirus pertama yang cocok untuk terapi gen. Pada tahun 1983, berkolaborasi dengan rekan-rekannya, Mulligan memodifikasi genetik virus leukemia tikus. Virus retro telah dimodifikasi untuk mengirimkan DNA yang diinginkan tanpa berkembang biak dalam manusia. Penanda selektif, fragmen DNA dari bakteri Escherichia coli, telah ditambahkan ke vektor baru ini. Penanda ini membantu mengidentifikasi jumlah gen yang diperoleh sel selama transfer gen. Mulligan dan rekannya mempublikasikan karya-karya tentang retrovirus ini, bagaimana menggunakannya untuk memasukkan gen yang dapat dipilih ke dalam jaringan, dan bagaimana mentransfer gen dengan efisien. Temuan ini memungkinkan bidang ini berkembang pesat dengan uji coba dan kasus baru.
Membangun pada Kesuksesan
Pada akhir tahun 1980-an, French Anderson melakukan eksperimen revolusioner untuk mengobati pasien dengan ADA-SCID, gangguan genetik parah yang merusak sistem kekebalan tubuh. Eksperimen Anderson melibatkan menyisipkan salinan kerja gen yang cacat ke dalam sel pasien menggunakan virus sebagai pembawa. Teknik ini menandai demonstrasi klinis berhasil pertama bahwa terapi gen dapat digunakan untuk mengobati gangguan genetik. Karya pionir Anderson membuka kemungkinan terapi baru dalam mengobati penyakit genetik dan membuatnya menjadi “bapak terapi gen.”
Setelah itu, publikasi hasil “percobaan terapi gen manusia pertama” dilakukan. Ini merupakan tonggak penting dalam penelitian terapi gen. Percobaan yang dijelaskan melibatkan penggunaan retrovirus untuk menyampaikan salinan fungsional gen yang hilang atau cacat ke dalam sel pasien. Teknik ini memungkinkan gen yang sudah diperbaiki dimasukkan ke dalam sel pasien, menciptakan sumber baru protein fungsional yang dapat melawan gangguan genetik. Percobaan ini menunjukkan kemanjuran pengiriman gen retroviral kepada manusia, membuka jalan untuk kemajuan lebih lanjut dalam penelitian terapi gen dan jalan baru dalam mengobati gangguan genetik.
Keberhasilan eksperimen awal ini memunculkan perkembangan pesat penelitian terapi gen.
Waktu Janji Berhenti
Dari tahun 1960 hingga 1980, terjadi banyak penelitian dan pengembangan dalam terapi gen, sebuah pencapaian signifikan dalam kedokteran genetik. Selama dua dekade itu, langkah-langkah luar biasa dalam pemahaman ilmiah dilakukan, seperti mendekode mRNA dan melakukan uji coba pertama pada manusia. Periode ini menandai waktu yang penuh janji.
Dekade berikutnya tidak begitu menyenangkan bagi terapi gen. Pada tahun 1990-an, bidang ini menghadapi banyak tantangan dan kemunduran yang mengancam untuk menghambat kemajuan. Namun, semangat inovasi dan perbaikan yang menandai tahun-tahun awal terapi gen tidak pernah goyah, dan kami terus membangun pada warisan yang kaya itu.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang kedokteran regeneratif, baca lebih banyak cerita di www.williamhaseltine.com