hasil penelitian

cdk 161/vol.35 no.2 Mar-Apr 2008

Menuju Kloning Terapeutik

Dengan Teknik SCNT

Nfmjob!Tfujbxbo-!!Dbspmjof!Ubo!Tbsekpop-!!Gfssz!Tboesb

Tufn!Dfmm!Ejwjtjpo-!!Tufn!Dfmm!boe!Dbodfs!Jotujuvuf-!!Lbmcf!Qibsnbdfvujdbm!Dpnqboz!Kblbsub-!!Joepoftjb

BCTUSBL

Penggunaan teknik

Somatic Cell Nuclear Transfer

(SCNT), baik dalam penelitian kloning reproduktif maupun klo-

ning terapeutik telah dilakukan oleh para ilmuwan di berbagai negara. Teknologi SCNT meliputi suatu teknologi

rekayasa terhadap sel telur, dengan cara mentransfer inti dari sel donor ke sel telur yang telah dikeluarkan inti-

nya (

enucleated oocyte

). Kedua jenis kloning memiliki kegunaannya masing-masing. Kloning reproduktif berperan

penting dalam pelestarian hewan-hewan langka yang hampir punah. Sedangkan, kloning terapeutik bertujuan

untuk menghindari adanya reaksi penolakan terhadap sistem imun pasien dalam terapi sel punca (

stem cell

) .

Keberhasilan suatu penelitian yang menghasilkan sel punca embrionik monyet dengan teknik SCNT akhir-akhir ini

membawa dunia semakin dekat dengan produksi sel punca embrionik manusia dari sel somatik dewasa sehingga

risiko penolakan terhadap sistem imun akan semakin berkurang. Tentu saja hal ini hanya dapat berkembang apa-

bila permasalahan etika penggunaan sel telur donor dapat teratasi.

QFOEBIVMVBO

Apabila anda mendengar kata "kloning", mungkin yang

terlintas di dalam pikiran anda adalah domba Dolly,

domba yang berhasil diklon oleh Ian Wilmut pada tahun

1996. Pada umumnya, topik pembicaraan tentang klo-

ning cenderung hanya membicarakan mengenai salah

satu jenis kloning, yaitu kloning reproduktif. Domba Dolly

merupakan salah satu contoh dari kloning reproduktif.

Sebenarnya terdapat dua jenis kloning, yaitu kloning re-

produktif dan kloning terapeutik. Kedua jenis kloning ini

merupakan penerapan dari aplikasi teknologi

Somatic

Cell Nuclear Transfer

atau SCNT. Saat ini, berbagai

penelitian yang bertemakan kloning terus berjalan di

tengah maraknya isu etika mengenai hal ini.

Uflojl!TDOU

Teknik SCNT berbeda dengan fertilisasi yang terjadi se-

cara alami (Gambar 1). Pada fertilisasi alami, setelah

mengalami pembelahan meiosis, sel telur dan sel

sperma memiliki materi genetik haploid (n). Terjadinya

pembuahan sel telur oleh sel sperma atau fertilisasi

akan menghasilkan embrio satu sel yang memiliki

materi genetik 2n. Kemudian, embrio ini akan terus

berkembang ke tahapan perkembangan selanjutnya

menjadi 2 sel, 4 sel, 8 sel, 16 sel, dan seterusnya.

Berbeda dengan fertilisasi alami, teknik SCNT merupa-

kan suatu teknik rekayasa sel telur dengan cara men-

transfer inti dari sel donor ke dalam sel telur yang telah

dikeluarkan intinya (

enucleated oocyte

Enucleated

oocyte

tidak memiliki materi genetik. Oleh karena itu,

untuk mendapatkan embrio konstruksi yang diploid, sel

telur harus direkonstruksi dengan cara mentransfer

sel somatik (2n) ke dalam

enucleated oocyte

. Proses

enukleasi sel telur dapat dilakukan secara mekanik

menggunakan teknik mikromanipulasi. Sedang-

kan, proses introduksi sel donor dapat dilakukan

dengan teknik mikroinjeksi. Keberadaan cytocha-

lasin B (CB) pada medium kultur bertujuan untuk

menghambat sitokinesis atau pembelahan sel

sehingga dapat dihasilkan klon embrio diploid

Aplikasi dari teknologi SCNT adalah pada peneli-

tian kloning reproduktif dan juga kloning terapeu-

tik. Perbedaan tahapan antara fertilisasi alami,

kloning reproduktif, dan kloning terapeutik dapat

dilihat pada gambar 2. Pada perkembangan se-

cara normal (A), zigot diploid terbentuk setelah

Gambar 1. Perbedaan antara fertilisasi alami dan SCNT.

Hasil Penelitian

cdk 161/vol.35 no.2 Mar-Apr 2008

terjadi fertilisasi. Kemudian, zigot akan membelah

sampai terbentuk blastosit yang akan menempel pada

dinding uterus sampai akhirnya berakhir pada proses

melahirkan. Pada kloning reproduktif (B), sel donor

yang berupa sel somatik (2n) diintroduksikan ke

enu-

cleated oocyte

. Keberhasilan proses aktivasi embrio

konstruksi secara kimiawi atau mekanik mengakibat-

kan terjadinya proses pembelahan sampai ke tahap

blastosit. Kemudian, embrio "dititipkan" ke

surrogate

mother

untuk dilahirkan secara normal. Sedangkan,

pada kloning terapeutik (C), setelah embrio mencapai

tahapan blastosit, embrio dikultur secara

in vitro

un-

tuk didiferensiasikan menjadi berbagai jenis sel untuk

kegunaan terapeutik.

Lmpojoh!sfqspevlujg

Kloning reproduktif mengandung arti suatu teknologi yang

digunakan untuk menghasilkan individu (hewan) baru. Ge-

netika hewan klon tidak seluruhnya memiliki kesamaan

dengan sang induk

. Dengan menggunakan teknik SCNT,

persamaan genetika hewan klon dengan induknya hanya

terletak pada inti DNA donor yang berada di kromosom.

Hewan klon juga memiliki material genetik lainnya yang

berasal dari DNA mitokondria di sitoplasma

Teknologi kloning reproduktif dapat digunakan untuk

mencegah terjadinya kepunahan hewan-hewan langka

ataupun hewan-hewan sulit dikembangbiakkan. Na-

mun, laju keberhasilan teknologi ini sangatlah rendah.

Domba Dolly merupakan satu-satunya klon yang ber-

hasil lahir setelah dilakukan 276 kali percobaan (3)

4,5

Semasa hidupnya, Dolly mengalami kanker paru-paru

dan artritis, dan kemudian meninggal pada usia 6 ta-

hun. Padahal, usia rata-rata domba pada umumnya

mencapai 11-12 tahun

Gambar 3. Domba Dolly,

hewan mamalia pertama yang

berhasil diklon oleh Ian Wilmut

pada tahun 1996. Dolly menin-

ggal dengan cara disuntik mati

(lethal injection) pada tanggal

14 februari 2003. Sebelum

kematiannya, Dolly menderita

akibat kanker paru-paru dan

artritis yang dialaminya

Sampai saat ini, hewan klon yang berhasil diproduksi

jumlahnya cukup banyak, di antaranya adalah domba,

sapi, kambing, kelinci, kucing, dan mencit

1,7

. Sementa-

ra itu, tingkat keberhasilan kloning masih rendah pada

hewan anjing, ayam, kuda, dan primata

1,7

Masalah yang kerap kali timbul dalam kloning reproduk-

tif adalah biaya dan efisiensinya. Penelitian dalam klo-

ning reproduktif membutuhkan biaya yang sangat

tinggi dan tingkat kegagalannya tinggi. Di samping

tingkat keberhasilan yang rendah, hewan klon cende-

rung mengalami masalah defisiensi sistem imun serta

sangat rentan terhadap infeksi, pertumbuhan tumor,

dan kelainan-kelainan lainnya.

Penyebab timbulnya berbagai masalah di atas adalah

adanya kesalahan saat pemrograman material ge-

netik (

reprogramming

) dari sel donor

. Kesalahan

pengkopian DNA dari sel donor atau yang lebih dikenal

dengan sebutan

genomic imprinting

akan mengakibat-

kan terjadinya perkembangan embrio yang abnormal.

Berbagai contoh abnormalitas yang terjadi pada klon

mencit adalah obesitas

, pembesaran plasenta (

pla-

centomegally

)

, kematian pada usia dini

Parameter yang dijadikan sebagai tolak ukur keber-

hasilan dalam SCNT adalah kemampuan sitoplasma

pada sel telur untuk mereprogram inti dari sel donor

dan juga kemampuan sitoplasma untuk mencegah ter-

jadinya perubahan-perubahan secara epigenetik sela-

ma dalam perkembangannya

. Dari semua penelitian

yang telah dipublikasikan, tercatat hanya sebagian ke-

cil saja dari embrio hasil rekonstruksi (menggunakan

sel somatik dewasa atau fetal) yang berkembang men-

jadi individu muda yang sehat, dan umumnya laju ke-

berhasilannya kurang dari 4%

Lmpojoh!ufsbqfvujl!ebo!tfm!qvodb

Kloning terapeutik dengan menggunakan teknologi

mbar 2. Perbedaan antara fertilisasi alami,

kloning reproduktif, dan kloning terapeutik

cdk 161/vol.35 no.2 Mar-Apr 2008

SCNT merupakan

bagian dari terapi

sel punca yang ber-

tujuan untuk meng-

hindari adanya

reaksi penolakan

terhadap sistem

imun pasien pada

saat dilakukan tera-

pi. Dalam beberapa

dekade terakhir, mi-

nat terhadap peneli-

tian sel punca terus

meningkat tajam.

Sel punca memiliki

potensi yang sangat

menjanjikan untuk

terapi berbagai pe-

nyakit sehingga me-

nimbulkan harapan

baru untuk mengo-

batinya. Sampai saat

ini, ada 3 golongan

penyakit yang dapat

diatasi dengan peng-

gunaan sel punca

di antaranya

adalah:

1. Penyakit

au-

toimun

, con-

toh penyakit

lupus.

2. Penyakit

d e g e n e r a -

tif, contoh

stroke

, Par-

kinson, Al-

zhimer.

3. Penyakit kanker, contoh leukemia.

Sel punca embrionik sangat plastis dan mudah dikem-

bangkan menjadi berbagai macam jaringan sel, seperti

neuron, kardiomiosit, osteoblast, fibroblast, dan sebagai-

nya. Oleh karena itu, sel punca embrionik dapat digu-

nakan untuk transplantasi jaringan yang rusak

. Selain

itu, sel punca embrionik memiliki tingkat imunogenisitas

yang rendah selama belum mengalami diferensiasi

Salah satu cara untuk menghindari terjadinya

graft ver-

sus host disease

(GVHD) adalah dengan menggunakan

sel punca embrionik dengan sel somatik yang bersum-

ber dari pasien itu sendiri sehingga tidak akan ada pe-

nolakan lagi terhadap sistem imunnya

Dengan menggunakan teknologi SCNT, sel punca em-

brionik yang dihasilkan akan identik dengan induknya

(dalam hal ini adalah

pasien itu sendiri).

Hal itu mengakibat-

kan tidak akan ada-

nya reaksi penolakan

terhadap sistem

imun pasien apabila

dilakukan transplan-

tasi. Secara teoritis,

teknik SCNT memi-

liki potensi besar

dalam dunia kese-

hatan karena dapat

dipergunakan untuk

transplantasi berba-

gai organ dan jari-

ngan pada manusia.

Secara singkat taha-

pan untuk melaku-

kan kloning terapeu-

tik pada manusia

(Gambar 4) adalah

mengambil biopsi

sel somatik dari

tubuh pasien dan

inti dari sel so-

matik tersebut

ditransfer ke

dalam sel telur

donor yang telah

dikeluarkan inti-

nya (

unfertilized

enucleated oo-

cyte

)

. Sel telur

hasil manipulasi

dikultur sampai

ke tahapan ter-

tentu dan setelah mengalami berbagai proses akan di-

dapatkan sel punca embrionik. Sel punca embrionik ini

diarahkan perkembangannya menjadi suatu jaringan

atau organ tertentu yang akan dapat digunakan un-

tuk transplantasi jaringan atau organ dan tidak akan

mengalami rejeksi sistem imun pada pasien itu sendiri

(

immunologically compatible transplant

)

Proses produksi sel punca embrionik melalui teknik

SCNT dapat dijelaskan secara rinci pada gambar 5

Dengan menggunakan bantuan mikroskop, perge-

rakan sel telur ditahan dengan

holding pipette

. Ke-

mudian, DNA dari sel somatik pasien (yang berada di

dalam

injection pipette

) diintroduksikan ke dalam sel

telur

enucleated

. Sel telur hasil manipulasi dikultur se-

cara

in vitro

menjadi blastosit selama 5-6 hari. Lalu,

Gambar 4. Kloning terapeutik pada manusia

Gambar 5. Proses produksi sel punca embrionik

cdk 161/vol.35 no.2 Mar-Apr 2008

inner cell mass

diisolasi dan dikultur di cawan petri se-

hingga akan berkembang menjadi sel punca embrio-

nik yang memiliki profil imunologi yang sama dengan

pasien.

Lmpojoh!ufsbqfvujl!qbeb!!nbovtjb

Pada tahun 2005, Perry me-

review

hasil penelitian

Hwang dkk yang telah berhasil menghasilkan sel pun-

ca embrionik dengan menggunakan teknik SCNT

Pada penelitian tersebut dilaporkan bahwa Hwang dkk

mentransfer inti sel somatik dari 11 donor (8 pria dan

3 wanita) yang berusia 2-56 tahun, ke dalam sel telur

yang telah dibuang materi genetiknya. Donor yang di-

pilih memiliki kondisi-kondisi yang berpotensi dilakukan-

nya terapi sel punca, di antaranya adalah

congenital

hypogammaglobulinemia, spinal cord injury,

dan

ju-

venile diabetes

. Produksi sel punca embrionik hanya

berhasil dicapai dengan menggunakan sel somatik

yang be-rasal dari 9 donor. Akan tetapi, ketika dilaku-

kan analisis independen terhadap data tersebut, telah

diketahui bahwa ternyata sel punca embrionik yang

dihasilkan bukan merupakan sebuah hasil kloning sel

punca embrionik manusia melainkan dihasilkan akibat

terjadinya

partenogenesis

. Sejak saat itu,

belum ada lagi peneliti yang melaporkan

keberhasilan produksi sel punca embrionik

manusia.

Fujlb!ebmbn!lmpojoh

Dalam penelitian sel punca, perlu diperhati-

kan juga masalah etika yang timbul dan juga

keterkaitannya dengan hukum yang berlaku

di negara bersangkutan. Menurut sumber-

nya, sel punca dapat diklasifikasikan menjadi

3 jenis, yaitu

adult stem cells,

sel punca yang

berasal dari

aborted fetus

, dan sel punca

dari

preimplanted embryo

Pada proses assisted reproduction dengan

cara

in vitro fertilization

(IVF), embrio dihasil-

kan dengan cara pembuahan yang dilakukan

di dalam laboratorium (

in vitro

). Kemudian,

1-2 embrio yang dihasilkan akan ditransfer

ke dalam uterus. Namun, seringkali em-

brio yang telah dihasilkan tidak ditransfer

ke dalam uterus sehingga seseorang yang

memiliki "kelebihan" embrio tersebut diha-

dapkan pada 3 pilihan, yaitu menyumbang-

kan embrio ke pasangan infertil, menyum-

bangkannya untuk kegiatan penelitian, atau

mendestruksi embrio itu sendiri

Berbagai batasan-batasan dalam peng-

gunaan embrio untuk kegiatan penelitian

adalah bahwa wanita tidak seharusnya mengalami sik-

lus ovulasi tambahan untuk mendapatkan embrio, juga

diharuskan adanya batasan yang jelas antara wanita

yang mengikuti program IVF dan wanita yang memang

secara sukarela menyumbangkan sel telurnya untuk

kepentingan penelitian SCNT

Pada umumnya, sel telur yang diisolasi diperoleh me-

lalui proses stimulasi pertumbuhan folikel-folikel dalam

ovarium. Proses ini meliputi proses injeksi hormon

penstimulasi secara subkutan setiap hari selama 7-10

hari

. Penentuan lokasi sel telur yang akan dikumpul-

kan diperoleh dengan panduan alat USG transvaginal

dan sel telur akan diisolasi melalui proses aspirasi sel

telur dengan menggunakan jarum (Gambar 6).

Nfmbohlbi!nfovkv!lmpojoh!ufsbqfvujl

Pada tahun 2007, Reuters melaporkan bahwa Alan

Trouson dari Stem Cell Research Monash University

berhasil memproduksi 2 grup sel punca embrionik dari

embrio monyet. Sementara itu, Shoukhrat Mitalipov dari

Oregon National Primate Research Centre

di U.S juga

berhasil memproduksi sel punca embrionik yang dilaku-

Gambar 6. Proses pengambilan sel telur donor dengan menggunakan panduan USG

dan jarum aspirasi secaratransvaginal

cdk 161/vol.35 no.2 Mar-Apr 2008

kan dengan menggunakan teknik SCNT. Beliau menggu-

nakan sel kulit sebagai donor sel somatik yang berasal

dari monyet resus jantan yang berumur 10 tahun, lalu

ditransfer ke sel telur yang telah dienukleasi. Mitalipov

juga telah berhasil mendiferensiasikan sel punca embri-

onik tersebut menjadi sel jantung dan neuron

Penemuan ini menunjukkan bahwa teknologi kloning

terapeutik sudah sangat memungkinkan untuk dapat

diaplikasikan kepada manusia. Keberhasilan Mitalipov

membuat para ilmuwan semakin dekat kepada produk-

si sel punca embrionik manusia dengan menggunakan

teknik SCNT sehingga mengurangi risiko terjadinya

penolakan imun pada terapi sel punca. Para ilmuwan

berharap bahwa nantinya

kloning terapeutik

(meng-

gunakan sel punca embrionik manusia) akan dapat

diaplikasikan ke berbagai penyakit, seperti

sclerosis,

cardiac illnesses, spinal damage

, dan sebagainya.

Ebgubs!Qvtublb

1. U.S Department of Energy Office of Science. Cloning fact sheet. Hu-

man Genome Project Information. http://www.ornl.gov/hgmis

2. Kishigami S, Wakayama S, Thuan NV dkk. Production of cloned mice

by somatic cell nuclear transfer. Nat Protoc. 2006;1(1):125-38.

3. Fischbach GD, Fischbach RL. Stem cells: science, policy, ethics. J Clin

Invest. 2004;114(10):1364-70

4. Campbell KHS, McWhir J, Ritchie WA, Wilmut I. Sheep cloned by

nuclear transfer from a cultured cell line. Nature.1996;380:64-6.

5. Wilmut I. Dolly's false legacy. Time.1999;153(1):74, 76-77.

6. Wilmut I. Dolly ~ her life and legacy. Cloning Stem Cells. 2003;5(2):99-100

7. Mullins LJ, Wilmut I, Mullins JJ. Nuclear transfer in rodents. J Physiol.

2004; 554(1):4-12.

8. Solter D. Imprinting. Int J Dev Biol. 1998;42(7):951-4.

9. Tamashiro KLK, Wakayama T, Akutsu H dkk. Cloned mice have an obese

phenotype not transmitted to their offspring. Nat Med. 2002;8:262-7.

10. Tanaka S, Oda M, Toyoshima Y dkk. Placentomegaly in cloned mouse

concepti caused by expansion of the spongiotrophoblast layer. Biol

Reprod. 2001;65(6):1813-21.

11. Ogonuki N, Inoue K, Yamamoto Y dkk. Early death of mice cloned from

somatic cells. Nat Genet. 2002;30(3):253-4.

12. Wilmut I, Beaujean N, de Sousa PA dkk Somatic cell nuclear transfer.

Nature. 2002;419:583-6.

13. Virgi S. Dasar-dasar stem cell dan potensi aplikasinya dalam ilmu ke-

dokteran. Cermin Dunia Kedokt. 2006;153:21-25.

14. Setiawan B. Aplikasi terapeutik sel punca embrionik pada berbagai

penyakit degeneratif. Cermin Dunia Kedokt.2006;153:5-8.

15. Hoffman LM, Carpenter MK. Characterization and culture of human

embryonic stem cells. Nat Biotechnol. 2005;23(6):699-708

16. Lanza RP, Cibelli JB, West MD. Human therapeutic cloning. Nat Med.

1999;5(9):975-7.

17. Mollard R. Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT) or therapeutic clon-

ing. ISSCR. http://www.isscr.org/public/therapeutic_cloning.pdf

18. Perry A. Progress in human somatic cell nuclear transfer. N Engl J

Med. 2005; 353(1):87-8.

19. Snyder EY, Loring JF. Beyond fraud stem cell research continues. N

Engl J Med. 2006;354(4):322-4.

20. Byrne JA, Gurdon JB. Commentary on human cloning. Differentiation.

2002;69(4-5):154-7.

21. Steinbrook R. Egg donation and human embryonic stem cell research.

N Engl J Med. 2006;354(4):324-6.

22. Taylor R. Scientists move closer to human therapeutic cloning. Re-

uters. http://www.sciam.com