Teknologi canggih bisa suatu hari nanti mengubah pengobatan untuk sindrom Down, karena para peneliti telah berhasil menghapus kromosom tambahan dalam sel-sel yang tumbuh di laboratorium.
Down syndrome – yang terjadi ketika seseorang memiliki tiga salinan kromosom 21 alih-alih dua – mengubah perkembangan otak dan dapat menyebabkan disabilitas intelektual, kesulitan belajar, dan tantangan kesehatan lainnya.
Mempengaruhi sekitar satu dari 700 kelahiran di AS, dengan diperkirakan 250.000 orang yang hidup dengan kondisi ini.
Para ilmuwan dari Universitas Mie diJepangtelah menggunakan CRISPR-Cas9, alat pengeditan DNA yang sering digambarkan sebagai ‘gunting molekuler’, untuk memotong kromosom berlebih dalam sel.
Sistem mereka mampu membedakan kromosom yang diduplikasi dari dua salinan induk asli, memastikan sel tetap memiliki satu dari masing-masing orang tua daripada dua versi yang identik.
Sel sel yang diperbaiki mulai menunjukkan pola aktivitas gen dan perilaku sel yang lebih khas, terutama dalam jalur yang terkait dengan perkembangan otak.
Meskipun hasilnya merupakan bukti konsep yang menarik, para ahli menekankan bahwa penelitian ini masih jauh dari menjadi terapi.
“Menghilangkan kromosom tambahan dari satu sel telah mungkin dilakukan selama lebih dari satu dekade, dan CRISPR telah membuat prosesnya lebih presisi,” kata Dr Roger Reeves dari Sekolah Kedokteran Universitas Johns Hopkins kepada Daily Mail.
Tetapi tubuh manusia mengandung triliunan sel, masing-masing membawa kromosom tambahan, sehingga saat ini tidak ada cara yang realistis untuk menerapkan ini sebagai pengobatan. Sel-sel yang dibesarkan di laboratorium adalah alat penelitian yang kuat, tetapi mereka tidak mereplikasi kompleksitas penuh dari perkembangan manusia.
Para ilmuwan telah lama berjuang untuk menentukan secara tepat gen-gen pada kromosom 21 yang bertanggung jawab atas sifat dan masalah kesehatan yang terlihat pada sindrom Down.
Salah satu tantangan utama adalah bahwa latar belakang genetik orang-orang berbeda, sehingga membuat lebih sulit untuk menemukan pola yang konsisten antar individu.
Ini membuatnya sulit untuk mengidentifikasi tanda genetik yang jelas yang dapat ditargetkan secara langsung untuk terapi.
Meskipun tidak ada pengobatan atau perawatan untuk gangguan ini, para ilmuwan Jepang percaya bahwa metode mereka bisa membuka jalan bagi intervensi.
Teknik ini diuji pada dua jenis sel yang tumbuh di laboratorium: sel punca pluripoten yang direprogram dari jaringan dewasa, dan fibroblas kulit.
CRISPR-Cas9 digunakan untuk memotong di beberapa lokasi pada kromosom 21 tambahan.
Dengan menciptakan celah di beberapa tempat sekaligus, sel dipaksa untuk menghilangkan kromosom yang rusak secara keseluruhan.
Karena setiap sel dengan sindrom Down memiliki tiga salinan kromosom 21, para ilmuwan merancang sistem untuk membedakan salinan yang digandakan dari dua salinan induk asli, memastikan bahwa yang salah tidak dihapus.
Untuk meningkatkan peluang keberhasilan, tim juga menekan sistem perbaikan DNA sel.
Secara normal, sel-sel dengan cepat mencoba memperbaiki DNA yang rusak. Namun dalam hal ini, menonaktifkan kemampuan perbaikan tersebut membuat lebih mungkin bahwa kromosom tambahan itu seluruhnya hilang daripada diperbaiki.
Setelah diedit, hanya sebagian kecil dari jutaan sel yang diuji yang kehilangan kromosom tambahan.
Reeves mengatakan bahwa skala tantangan tersebut sangat besar.
“Secara teori, lebih dari 800 juta sel perlu menghilangkan kromosom 21 tambahan untuk menciptakan seseorang yang ‘biasa’,” katanya.
Saat ini tidak ada cara untuk menargetkan setiap sel, dan sebagian besar akan mati dalam prosesnya. Hal ini membuat pendekatan ini tidak mungkin diterapkan pada bayi yang masih hidup.
Sebagian besar penelitian sindrom Down berfokus pada pengelolaan gejala atau pengobatan kondisi kesehatan yang terkait, bukan pada perbaikan penyebab genetik.
Misalnya, bedah janin bisa terkadang memperbaiki kelainan jantung sebelum lahir, dan terapi pasca kelahiran sering menargetkan kesulitan belajar atau komplikasi medis lainnya.
Sebaliknya, menghilangkan kromosom tambahan secara langsung menangani akar dari gangguan tersebut, tetapi membawa tantangan teknis dan etis yang membuatnya jauh lebih rumit.
Tim Jepang mengakui keterbatasan tersebut, menyebutkan bahwa pengiriman edit CRISPR ke sel-sel yang tepat di dalam tubuh, menghindari kerusakan DNA yang tidak diinginkan dan memastikan keamanan pada embrio atau orang hidup merupakan tantangan besar yang masih perlu diselesaikan.
Meskipun ilmu pengetahuan berkembang, ada batasan etis dalam menggunakan alat pengeditan gen seperti CRISPR pada embrio manusia.
Metode ini kontroversial dan saat ini dilarang di sebagian besar negara, sebagian karena kekhawatiran tentang konsekuensi yang tidak diinginkan dan potensi ‘bayi desainer’.
Bahkan demikian, para peneliti mengatakan pekerjaan ini adalah sebuah milestone penting, menunjukkan bahwa CRISPR dapat menghilangkan seluruh kromosom secara bersih, yang membuka pintu baru untuk mempelajari sindrom Down pada tingkat sel dan mungkin suatu hari nanti akan membimbing terapi masa depan.
Baca lebih banyak