Cermin Dunia Kedokteran

Produksi Antibodi Klon Tunggal dan

Aplikasinya dalam Bidang

Kedokteran Nuklir

Rochestri Sofyan

Pusat Pengkajian Teknologi Nuklir BATAN, Jakarta

PENDAHULUAN

Kemajuan dalam bidang bioteknologi yaitu ditemukannya

teknologi hibridoma untuk memproduksi antibodi klon tunggal,

merupakan salah satu terobosan yang sangat berharga dalam

biomedik. Dengan ditemukannya antibodi klon tunggal berarti

bahwa gagasan penggunaan antibodi dalam pencarian sasaran

tumor sekaligus sebagai penyembuh tumor, segera menjadi ke-

nyataan. Memang akhir-akhir ini antibodi klon tunggal sangat

populer terutama dalam dunia kedokteran.

Dalam kedokteran nuklir, telah diaplikasikan beberapa jenis

antibodi klon tunggal yang dikaitkan dengan penggunaan teknik

radioimmunoassay (RIA) dan immunoradiometric assay (IRMA)

serta untuk diagnosis in vivo melalui teknik imaging. Oleh

karena antibodi klon tunggal ini bekerjanya sangat spesifik

(unik), maka sangat menguntungkan baik dalam diagnosis mau-

pun terapi. Dalam RIA dan IRMA, penggunaan antibodi klon

tunggal dapat mengatasi masalah reaksi silang (cross reaction).

Penelitian dan pengembangan masih terus berlangsung untuk

memecahkan berbagai masalah. Usaha dan uji coba yang sedang

banyak dilaksanakan antara lain adalah pencarian pembuatan

antibodi klon tunggal yang benar-benar murni dalam skala pro-

duksi, pemilihan radionuklida dan teknik penandaan yang cocok,

pemilihan antigen yang sesuai, serta pemilihan metode pemasuk-

an ke dalam tubuh pasien yang cfektif.

PRODUKSI ANTIBODI KLON TUNGGAL

Dalam tubuh hewan tingkat unggi terdapat limfosit B yang

menghasilkan protein spesifik yang beredar dalam plasma yang

disebut antibodi atau immunoglobulin (Ig). Bila zat asing yang

bermolekul besar dengan bobot molekul 1000 10000 seperti

protein dan polisakarida masuk ke dalam tubuh, maka akan

dihasilkan antibodi terhadap antigen tersebut. Antigen dapat pula

berupa molekul kecil yang disebut hapten misalnya suatu toksin

yang bersenyawa dengan senyawa bermolekul besar seperti

serum albumin. Ig mempunyai daerah pengikatan atau binding

site yang spesifik terhadap suatu determinan pada antigen.

Setiap limfosit B menghasilkan Ig tunggal yang spesifik hanya

untuk satu determinan pada antigen.

Cara konvensional untuk memperoleh antibodi adalah

dengan menyuntikkan vaksin pada hewan percobaan. Setelah

beberapa waktu dan hewan tersebut cukup banyak mengandung

antibodi, darah hewan diambil lalu antibodinya diisolasi. Anti-

bodi yang dihasilkan dengan tara konvensional ini tidak murni,

karena ternyata antigen yang paling murni sekalipun masih

mengandung lebih dari satu determinan. Oleh sebab itu, walau-

pun imunisasi dilakukan dengan menggunakan antigen yang

murni, tetap akan dihasilkan antibodi yang poliklonal yang

terdiri dari campuran berbagai macam antibodi yang mempunyai

binding site berbeda-beda. Seandainya limfosit B dapat diambil

dan dapat diklonisasi dalam kultur jaringan, maka dapat dihasil-

kan molekul antibodi yang mempunyai satu spesifisitas (mono-

spesifik) yang popular disebut antibodi klon tunggal. Sayang-

nya sel yang dapat memproduksi antibodi ini tidak dapat tumbuh

atau hidup dalam kultur jaringan. Kemungkinan untuk mem-

produksi antibodi klon tunggal baru terbuka setelah ditemukan-

nya teori hibridoma.

Lahirnya teknologi hibridoma dimulai dan pengamatan

Georges Köhler dan Cesar Milstein dari Cambridge, Inggris

pada tahun 1975. Sel mieloma tikus yang merupakan sel kan-

ker, dapat memproduksi Ig nonspesifik tapi identik dalam jumlah

banyak dalam kultur jaringan. Berdasarkan pengamatan ter-

sebut, lalu dicoba dilakukan penggabungan (fusi) sel mieloma

dengan limfosit B hewan yang telah dipaksa membuat antibodi

khusus karena hewannya telah diimunkan dengan penyuntikan

antigen. Hasil penggabungan ini ternyata dapat hidup dalam

kultur jaringan. Dalam media polietilen glikol (PEG), dapat

Cermin Dunia Kedokteran No. 79, 1992 53

menghasilkan klon yang mempunyai sifat sel limfosit sebagai

penghasil antibodi yang monospesifik dan sifat hidup tak ter-

batas dari sel mieloma. Selanjutnya sel-sel hibridoma diselidiki;

sel yang membentuk antibodi tertentu tadi diteruskan pem-

biakannya, maka dapat dihasilkan antibodi klon tunggal secara

terus menerus. Penemuan teknologi hibridoma ini dinilai se-

bagai suatu terobosan paling penting dalam perkembangan

biomedik pada dasawarsa tahun 1970-an. Berkat jasa dan

penemuannya tersebut, Georges Kbhler dan Cesar Milstein

memperoleh hadiah Nobel untuk bidang kedokteran pada tahun

1984. Produksi antibodi klon tunggal melalui teknik hibridoma

dapat dilihat pada gambar 1.

Bagan 1. Produksi Antibodi Rion Tunggal Melalui Teknik Hibridoma

Keterangan :

1 Hewan disuntik antigen (dibooster) secara intravena.

2. Pengaktifan limfosit B pada limpa, mencapai puncaknya setelah 3 -4 hari

dibooster.

3. Limfosit B (L) diambil dengan cara mengambil limpa lalu disuspensi.

4. Difusikan dengan sel mieloma (M) dihasilkan sel :

hornokaryon

heterokaryon

homokaryon

5. Dibiakkan dan skreening dalam media hipoxanfin aminophterin timidin

(HAT). Sel yang tidak mengandung enzim hipoxantin guanosil fosforibosil

transferase (HGPRT) sepeni sel mieloma tidak dapat tumbuh dalam media

HAT. Sel yang tinggal hidup adalah monokaryon limfosit (hidupnya pendek)

dan sel heterokaryon. Karena sel hibridoma memiliki enzim HGPRT yang

berasal dari sel limpa, maka dapat tumbuh dalam HAT; sehingga akhirnya

tinggal sel hibridoma saja yang dapat hidup. Dalam teknik ini sel mieloma

yang digunakan tidak boleh mengandung enzim HGPRT. Selain itu, sel

mieloma harus bebas antibodi artinya tidak membuat antibodi yang dibuat

oleh limfosit B akan dihibridisasilcan. Sel mieloma dapat diambil dari

mencit, tilais atau kelinci. Sebaiknya sel mieloma diambil dari spesies yang

Cermin Dunia Kedokteran No. 79, 1992

sama dengan spesies dimana limfosit B-nya berasal. Karena hibrida hasil

fusi dari spesies yang lidak sama, tidak stabil.

6. Campuran fusi diseleksi, diambil klon tertentu yang mempu,yai keaktifan

antibodi tertentu yang diinginkan. Pada seleksi hibridorna ini, pertama-

tama sel hibridoma dipisah-pisahkan secara manual ke dalam kultur media,

kemudian diseleksi mana yang menghasilkan antibodi yang diinginkan.

Pada proses seleksi yailu untuk analisis titer, aviditas dan kespesifkan

antibodi yang dihasilkan, diperlukan antigen-antigen spesifik yang sesuai.

Penganalisisan dapat dikerjakan antara lain dengan melode "enzyme linked

immunosorbent assay (ELISA)", metode mikroskopi immunofluoresensi,

pewarnaan peroksidase di alas coupes beku, metode RIA dan IRMA.

Setelah diperoleh sel hibridoma yang diinginkan, sel hi-

bridoma tersebut direklonisasi. Antibodi yang dihasilkan di-

seleksi kembali. Selanjutnya dilakukan reklonisasi, seleksi lagi,

demikian seterusnya sampai benar-benar yakin yang diperoleh

adalah sel klon tunggal yang diinginkan. Reklonisasi beberapa

kali penting, agar diperoleh sel klon tunggal yang stabil. Sel

klon tunggal diperbanyak, kemudian dibiakkan dalam jumlah

masal. Pembiakan dapat dilakukan melalui kultur jaringan atau

dalam tubuh mencit (mouse asciters). Pembiakan dengan cara

mouse asciters akan menghasilkan antibodi klon tunggal yang

lebih pekat daripada kultur jaringan, namun diperlukan mencit

dalam jumlah banyak dan tidak mungkin dibuat antibodi klon

tunggal manusia. Pada pembiakan dengan kultur jaringan

memang dihasilkan antibodi klon tunggal dengan konsentrasi

yang lebih rendah, akan tetapi metode ini mempunyai beberapa

kelebihan. Produksinya lebih praktis dan lebih efektif, serta

dapat dikembangkan ke pembuatan antibodi klon tunggal

manusia.

Umumnya pada pembuatan sel hibridoma digunakan sejenis

tikus yang disebut murine, menghasilkan antibodi klon tunggal

dari hibridoma manusia-murin yang disebut human anti murine

antibodies, (HAMA) untuk tujuan klinis. Pada saat ini telah

dikembangkan pembuatan antibodi klon tunggal dari hibridoma

manusia-manusia, karena antibodi dari murine merupakan benda

asing bagi tubuh manusia, sehingga akan menimbulkan reaksi

alergi bagi tubuh.manusia.

Sel hibridoma terutama menghasilkan IgG, yang mem-

punyai bobot molekul sekitar 15.000. Molekul IgG terdiri dari

2 rantai asam amino panjang yang disebut rantai H (heavy) dan

2 rantai asam amino pendek disebut rantai L (light). Kekompak-

an molekul terjadi karena adanya jembatan disulfida yang

mengikat kedua rantai tersebut. IgG terdiri dari 2 fragmen yaitu

fragmen F~ dan F

Fragmen F

ini merupakan bagian dari IgG

yang tetap dan sama untuk semua molekul IgG dari subelass

tertentu, dan bagian ini yang mengaktifkan komponen-kom-

ponen sistem imun. Ragmen F

mempunyai 2 tempat peng-

ikatan antigen atau antigenic binding site, disebut daerah

variabel, yang unik untuk setiap antibodi klon tunggal. Bagian

ini merupakan bagian yang menentukan kespesifikan suatu

antibodi (gambar 2).

Sel hibridoma mengandung kromosom dari sel mieloma

dan sel limfosit, setiap kromosom menghasilkan molekul anti-

bodi hibridoma dengan rantai H dan L dari sel induk yang

berbeda. Dalam seleksi pembuatan antibodi klon tunggal, harus

dicari klon hibridoma yang kromosomnya hanya mengandung

Gambar

2. Struktur

Antibodi

rantai H dan L dari limfosit yang diimunisasi. Oleh sebab itu,

pada pembuatan antibodi klon tunggal ini, sebaiknya sel mieloma

diambil dari spesies yang sama dengan spesies asal limfosit B.

Fragmen F~ dari molekul antibodi diduga merupakan penyebab

terjadinya reaksi alergi, fragmen ini harus dihilangkan yaitu

dengan cara hidrolisis dengan enzim pepsin, untuk memperoleh

fragmen F(ab)

. Bila digunakan enzim papain akan diperoleh 2

fragmen

Fab

yang monovalen yang mempunyai aviditas yang

lebih rendah dari F(ab)

yang divalen. Untuk mengatasi tim-

bulnya reaksi alergi pada pembuatan antibodi klon tunggal yang

berasal dari sel hibridoma hewan, dapat digunakan enzim pepsin

untuk memperoleh fragmen F(ab)

tanpa adanya fragmen F

APLIKASI DALAM KEDOKTERAN NUKLIR

Penggunaan antibodi klon tunggal dalam bidang kedokteran

khususnya 'kedokteran nuklir, tidak hanya terbatas untuk ke-

perluan terapi akan tetapi juga untuk diagnosis baik in vitro

maupun in vivo. Vaksin bioteknologi pertama yang diaplikasikan

secara luas, adalah vaksin untuk mencegah penyakit hepatitis B

yang dikenal dengan nama rekombivax. Kemudian muncul anti-

bodi klon tunggal yang diberi nama orthoclone OKT

untuk

mencegah reaksi penolakan pasca pencangkokan ginjal. Akhir-

akhir ini telah banyak dihasilkan antibodi klon tunggal terutama

untuk diagnosis dan terapi penyakit kanker.

Dalam penggunaannya di bidang kedokteran nuklir, ter-

utama untuk diagnosis dan terapi, antibodi klon tunggal harus

ditandai dengan isotop radioaktif. Prinsip penggunaan teknik ini

cukup sederhana. Antibodi klon tunggal terhadap tumor ganas

tertentu yang bertanda radioaktif pemancar sinar gamma (misal-

nya

123

I), bila disuntikkan ke dalam tubuh pasien yang diduga

menderita tumor tersebut, akan terbawa oleh aliran darah dan

akhirnya terakumulasi pada jaringan tumor. Dalam hal ini, anti-

Cermin Dunia Kedokteran No. 79, 1992 55

bodi anti tumor berikatan secara spesifik dengan jaringan tumor

yang berfungsi sebagai antigen. Oleh karena antibodi yang di-

gunakan monospesifik, maka antibodi yang disuntikkan hanya

akan terakumulasi pada jaringan tumor, tidak terjadi penyebaran

keradioaktifan pada jaringan lain. Dengan menggunakan suatu

alat (kamera gamma) yang diletakkan di luar tubuh, lokasi tumor

dengan metastasisnya dapat diamati secara jelas, tanpa harus

melakukan biopsi atau cara lain. Jika yang dikaitkan dengan

antibodi klon tunggal tadi suatu pemancar sinar alfa yang jarak

tempuhnya pendek dan dipilih yang mempunyai linear energy

transfer (LET) yang tinggi, maka pengumpulan antibodi selain

memberi kesempatan penyembuhan secara imunoterapi, juga

dibantu oleh penyembuhan lewat penyinaran (radioterapi). Se-

cara garis besar penggunaan antibodi klon tunggal untuk diagno-

sis dan terapi dalam kedokteran nuklir, dapat digambarkan se-

bagai berikut :

Jenis antibodi klon tunggal yang telah banyak beredar untuk

diagnosis dan terapi penyakit kanker antara lain adalah CEA, CA

19-9, CA 15-3 dan CA 125 untuk diagnosis kanker leher rahim.

Penggunaan antibodi klon tunggal untuk diagnosis dan terapi

penyakit kanker telah menarik banyak ahli dari Persatuan Ahli

Kanker Internasional. Para ahli berpendapat bahwa penemuan

monoklonal antibodi membuka harapan untuk diagnosis dan

penyembuhan penyakit kanker secara sempurna. Penelitian ke

arah diperolehnya penemuan-penemuan baru untuk memerangi

penyakit kanker, giat dikerjakan di berbagai pusat penelitian di

seluruh dunia. Para ahli meramalkan bahwa dalam beberapa

tahun mendatang akan ada gelombang baru dalam biomedik,

yaitu terapi kanker dengan menggunakan antibodi klon tunggal.

KEPUSTAKAAN

1. Keenan AM, Harbari JC, Larson SM. Monoclonal antibody in nuclear

medicine, J. Nucl. Med. 1985; 26: 531.

2. Zurawski JR. VR. Application of monoclonal antibodies to in vitro cancer

diagnosis, Int. J. Appi. Radiat. Isot. 1987; 37: 80.

3. Senekowitsch R, et al. New tumour markers and their monoclonal antibody,

4th Symposium on Tumour Markers, Hamburg, GSF Munchen, 1987.

4. Hurrell JGR. Monoclonal Hybridoma Antibodies: Techniques and Appli-

cation, Boca Raton, Florida: CRC Press. Inc. 1982. bal. 5.

Cermin Dunia Kedokteran No. 79, 1992