[PRD] Engineer Better Medicines

       Selama bertahun-tahun dunia medis meyakini bahwa tubuh manusia memiliki tingkat kerentanan terhadap penyakit serta respon terhadap obat-obatan yang berbeda. Namun, dengan pedoman untuk pemahaman dan penyesuaian terhadap perbedaan individu tersebut, perawatan pada umumnya dikembangkan dan dibakukan untuk mayoritas.

       Dalam beberapa tahun terakhir berkembang revolusi pengetahuan tentang genetik manusia bahwa genetik berperan secara signifikan dalam menentukan metode pengobatan secara khusus dan tepat.

       Lalu bagaimana profil genetik terkait dengan pengobatan? Di dalam DNA manusia terdapat lebih dari 20.000 gen yang tersimpan didalam inti sel. Gen merupakan rangkaian kode tertentu yang menjadi blueprint sintesis protein serta senyawa kimia penting lainnya.

      b9_DNASecara umum rangkaian gen dalam setiap manusia adalah sama, terdiri dari 3 milyar kode berupa “huruf-huruf” tertentu. Namun, perbedaan urutan kode DNA yang dikenal sebagai Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) sebanyak 1 persen saja berdampak sangat signifikan, hal tersebutlah yang membuat penampilan fisik dan identitas setiap orang berbeda-beda.

       Selain identitas, ekspresi gen juga mampu menghasilkan zat kimia yang berbeda pada masing-masing individu. Perbedaan tersebut sedikit banyak mempengaruhi respon tubuh terhadap penyakit tertentu, bahkan dalam beberapa kasus juga mempengaruhi respon terhadap metode pengobatan.

       Lalu bagaimana konsep metode pengobatan yang ideal? Bagaimana dengan konsep Personalized Medicine? Diagnosa dan pengobatan individu seharusnya berdasarkan “perbedaan” individu itu sendiri yaitu dengan cara mengkombinasikan informasi genetik dan data medis untuk menentukan komposisi dan dosis obat yang tepat bagi individu tersebut. Menurut Lawrence Lesko, Personalized Medicine merupakan pendekatan yang komprehensif dalam pencegahan, diagnosa, perawatan, dan pemantauan penyakit sehingga terwujud kondisi sehat yang optimal pada setiap individu. Lebih jauh, profil genetik individu juga dapat menjadi Predictive Medicine yang dapat memprediksi suatu penyakit yang mungkin akan menyerang sehingga secara signifikan dapat menurunkan dampak yang akan ditimbulkan penyakit tersebut di masa yang akan datang.

      Personalized Medicine idealnya mengurangi bahkan mencegah resiko penyakit, mengurangi kasus malpraktik, dan mengurangi biaya pengobatan yang tidak tepat dan sia-sia.

       Namun, masalah yang dihadapi saat ini adalah bagaimana mengembangkan sebuah sistem secara cepat, tepat, dan ekonomis dalam mengakses profil genetik seseorang. Masalah lainnya adalah bagaimana menciptakan alat pendiagnosa DNA yang cepat dan ekonomis. Mungkin alat seperti chip atau sensor gen yang dapat mendeteksi urutan gen.

        Setelah masalah tersebut teratasi, masih ada masalah lainnya yaitu bagaimana menciptakan sistem otomatis untuk membuat komposisi obat yang efektif dan aman berdasarkan kekhususan individu tersebut (Personalized Drugs). Selain itu juga dibutuhkan metode untuk membuat Personalized Drugs tersebut secara cepat dan efisien menuju target sumber penyakit tersebut.

     Mengapa harus Personalized Drugs? Zat yang terkandung didalam obat-obatan belum tentu cocok dengan protein yang terdapat didalam tubuh pasien. Jika obat tersebut tidak cocok dengan tubuh pasien, kemungkinan pasien tersebut akan tetap mengonsumsi obat tersebut dalam jangka panjang.Mengkonsumsi obat-obatan kimia dalam jangka panjang sangat berbahaya bagi lambung, ginjal, dan hati, karena obat kimia bersifat asam, fungsinya hanya meredam syaraf bukan menyembuhkan akar penyakit, jika penyakit sembuh itu sebenarnya adalah kerja metabolisme tubuh yang membaik dan mampu memperbaiki sel yang rusak kembali. Obat-obatan kimia bersifat nefrotoksik, yaitu dapat menyebabkan ganggunan ginjal pada bagian intersisium, pengapuran ginjal, bahkan dapat mengganggu fungsi ginjal secara keseluruhan. Personalized Drugs dirancang kompatibel dengan tubuh pasien berdasarkan profil genetik pasien tersebut sehingga dalam waktu singkat  dapat menyembuhkan penyakit yang diderita pasien itu sendiri.

         MinION_117Saat ini metode tes DNA yang umumnya digunakan di dunia ini masih menggunakan metode konvensional yaitu elektroforesis DNA. Sedangkan metode tes DNA yang terbaru adalah sequencer DNA menggunakan alat bernama MinION yang dikembangkan oleh sebuah perusahaan bernama Oxford Nanopore. MinION seukuran Flashdrive dan telah didukung oleh port USB sehingga dapat terhubung secara langsung dengan komputer pribadi. Namun sequencer DNA ini hanya sekali pakai. Disisi lain, alat ini hanya mampu mengurutkan 150 juta pasang basa dalam 6 jam. Sementara kromosom manusia sendiri berisi hingga 250 juta pasang basa. Dengan kata lain MinION hanya bekerja pada sel berukuran kecil seperti sel bakteri, sel kanker, dan juga virus.

     Hingga saat ini, belum ada teknologi yang dapat bekerja pada gen manusia dalam waktu yang singkat. Oxford Nanopore sendiri saat ini masih mengembangkan alat bernama GridION yang dapat mengurutkan gen manusia dalam 15 menit.

       Di Indonesia tes DNA termasuk hal yang rumit karena hanya ada 2 laboratorium yang menangani user dalam tes DNA. Biaya dan jangka waktunya pun dapat dikatakan tidak bersahabat. Biaya per paket tes DNA adalah berkisar Rp. 7,5 Juta dengan hasil tes yang dapat diperoleh dalam 12 hari kerja terhitung dari tanggal diterimanya sampel.

     Lalu bagaimana solusi yang mungkin untuk masalah-masalah tersebut? Konsep teknologi yang terdapat pada MinION seharusnya dapat dikembangkan untuk gen manusia. Prinsipnya adalah mempergunakan untai pendek DNA yang disebut Probe ataupun menggunakan unzipping double helix (yang kemudian menjadi untaian tunggal) yang telah diberi zat pendar. Probe ini dirancang spesifik untuk gen sampel tertentu dan hanya akan menempel/berhibridisasi dengan DNA sampel tersebut. Partikel emas berukuran nano dalam metode ini berperan dalam mengikat Probe yang tidak terhibridasi. Pendeteksian dilakukan dengan penyinaran pada panjang gelombang tertentu. Keberadaan DNA yang sesuai dengan DNA Probe dapat dilihat dari pendaran sampel tersebut. Setelah itu proses electrolyzing pada basa nukleotida satu per satu untuk membangun profil genetik. Hasil pengurutan gen selanjutnya dapat disimpan sebagai long-ticker tape readout.

       Dengan menggunakan metode ini, untaian DNA tidak perlu dipotong menjadi segmen-segmen pendek menggunakan enzim restriksi endonuklease. Selain itu, DNA tidak melalui proses amplifikasi dengan mesin PCR (Polymerase Chain Reaction)  karena tidak akan memakan waktu yang lama. Namun, pada alat ini tetap akan dipasang teknologi PCR yang akan menggandakan atau menyalin DNA jika diperlukan.

364794503_640 

Selanjutnya hasil pengurutan gen dapat diakses secara langsung melalui komputer. Komputer tersebut dilengkapi dengan sistem untuk mengumpulkan, menyimpan, dan mengatur data profil genetik pasien dalam jumlah besar. Setelah profil genetik tersebut dapat diakses, kemudian terdapat sebuah sistem yang  secara otomatis mengatur komposisi zat yang terkandung dalam Personalized Drugs  khusus bagi pasien tersebut.

     Mengenai efektivitas penyerapan obat, dalam hal ini mungkin dapat diterapkan dengan penggunaan nanopartikel. Nanopartikel tersebut dirancang peka terhadap kondisi internal tubuh tepatnya kondisi internal target sumber penyakit tersebut, misalnya, pelepasan insulin hanya ketika konsentrasi glukosa dalam darah tinggi.

       Dalam sebuah bidang baru yang dikenal dengan “Biologi Sintetik”, biomaterial baru sedang direkayasa untuk mengganti atau membantu perbaikan jaringan/organ yang rusak. Penguasaan teknik jaringan sintetis dapat memungkinkan untuk mewujudkan hal tersebut.

 

 

 

Pustaka :

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/biokimia/di-balik-teknologi-tes-dna/

http://en.wikipedia.org/wiki/Genealogical_DNA_test

http://www.engineeringchallenges.org/cms/8996/9129.aspx

http://en.wikipedia.org/wiki/Personalized_medicine

http://pcpgm.partners.org/about-us/PM

http://postingbebo.blogspot.com/2012/09/bagaimana-cara-kerja-test-dna.html

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s