Babak Baru Rancang Manusia Super
Para peneliti lintas negara yang berkolaborasi dalam Konsorsium Pengurutan Genom Manusia berhasil memetakan dan mengurutkan genom manusia. Terbuka jalan untuk mengetahui dan memahami cetak biru manusia secara lengkap.
-
Genom manusia sepenuhnya sudah berhasil diurutkan. Kerja besar saintifik kemanusiaan ini sangat pantas dirayakan.
Para peneliti lintas negara yang berkolaborasi dalam Konsorsium Pengurutan Genom Manusia telah berhasil sepenuhnya memetakan dan mengurutkan genom (keseluruhan informasi genetika) manusia.
Tak tanggung-tanggung, konsorsium ini didukung negara-negara adidaya, seperti Amerika Serikat, Inggris, Jepang, Perancis, Jerman, dan China. Proyek ini, penelitian kolaborasi besar yang dimulai sejak 1990, dan pada 2003 berhasil memetakan genom manusia, tetapi belum lengkap sepenuhnya, masih menyisakan 15 persen segmen yang belum terungkap. Ujungnya, akhir Maret 2022, urutan genom ini berhasil dilengkapi sepenuhnya.
Dengan urutan lengkap genom ini, kian terbuka jalan untuk mengetahui dan memahami cetak biru manusia secara lengkap. Termasuk mutasi genetisnya, terjadinya perbedaan fisik antarras, daya tahan terhadap penyakit, seperti diabetes, penyakit jantung, atau skizofrenia.
Dengan urutan lengkap genom ini, kian terbuka jalan untuk mengetahui dan memahami cetak biru manusia secara lengkap.
Genom adalah cetak biru informasi genetik yang tersusun dalam bentuk pita molekul DNA (asam deoksiribonukleat) yang diperlukan untuk mengembangkan aktivitas setiap organisme. Setiap individu dilaporkan memiliki sekitar 3 miliar nukleotida (pasangan basa) yang berada di 23 pasang kromosom di dalam nukleus (inti) semua sel tubuh manusia. Setiap kromosom mengandung ratusan hingga ribuan gen, yang membawa instruksi untuk memproduksi protein. Masing-masing dari sekitar 30.000 gen dalam genom membuat rata-rata tiga protein.
Susunan gen tiap manusia berbeda, dan inilah yang menjadikan keberagaman umat manusia, menjadi berbangsa-bangsa dan bersuku-suku, dengan beragam karakter fisik. Ada ras yang tinggi besar seperti orang Afrika, Eropa, dan Timur Tengah, ada juga yang lebih kecil seperti umumnya orang Asia Timur dan Tenggara. Beragam juga warna kulit, mata, rambut, golongan darah, dan sidik jari. Secara umum kita mengenal kelompok besar ras Afrika, Eropa, dan Asia. Dan interaksi antarras selama ribuan tahun telah menghasilkan ras campuran, dan terus-menerus terjadi pencampuran hingga menjadi seperti sekarang ini.
Baca juga : Genom Manusia Akhirnya Sepenuhnya Diurutkan
Satu dekade lalu, Lembaga Biologi Molekuler Eijkman menggelar penelitian besar yang melibatkan DNA berbagai suku di seluruh Indonesia. Hasilnya, dilaporkan di Journal of Human Genetics, menunjukkan hampir semua suku di Indonesia sekarang ini merupakan hasil campur antarsuku yang sudah berlangsung ribuan tahun. Inilah Bhinneka Tunggal Ika dalam arti biologis.
Tak hanya sebatas postur fisik, perbedaan variasi susunan gen antarmanusia ini menjadikan tiap individu juga berbeda dalam hal potensi mengidap penyakit tertentu, dan daya tahannya terhadap penyakit tertentu. Inilah yang menjadi salah satu incaran riset masa depan. Dengan mengetahui pemetaan dan urutan lengkap genom manusia, para ahli mulai merancang riset lanjutan, yaitu bagaimana menemukan susunan DNA yang menyebabkan munculnya penyakit tertentu, dan selanjutnya mengupayakan menangkal calon penyakit itu dengan cara memperbaiki susunan DNA-nya.
Hipotesisnya, misal, dengan struktur DNA XYXY, seorang bayi akan mudah terserang virus polio, maka kemudian dilakukan perbaikan dengan mengubah struktur DNA menjadi XYXYXY, sehingga setelah besar tak akan terserang virus polio. Contoh lain, seorang bayi dengan struktur DNA tertentu nanti setelah dewasa tingginya maksimal 150 cm, berambut jarang, dan fisik lemah.
Dengan mengubah susunan DNA-nya, diharapkan setelah dewasa bisa tumbuh lebih tinggi, berambut lebat, dan fisiknya kuat. Dengan bahasa sederhana, ini adalah penyuntingan (editing) DNA. Riset tentang editing DNA sudah banyak dilakukan meski belum banyak diketahui publik. Ada juga riset pemanfaatan DNA untuk menghasilkan makhluk unggul, tetapi bukan dengan metode editing.
Pintu penyuntingan genom
Tahun 1990-an ada riset untuk menghasilkan salinan domba yang sama persis fisiknya dengan domba induknya, dengan metode kloning. Tepatnya 22 Februari 1997, Institut Roslin di Skotlandia mengumumkan keberhasilan mengkloning seekor domba, bernama Dolly, dari sel dewasa induknya. Inilah mamalia pertama yang berhasil dikloning dari sel dewasa. Bedanya, metode kloning tak melakukan pengubahan susunan DNA, tetapi mengambil DNA sel dewasa induknya untuk dikembangkan di luar.
Dengan lengkapnya pemetaan dan pengurutan genom, terbukalah peluang lebih menantang, tetapi sangat sensitif: riset editing genom. Salah satu capaian terbesar teknologi editing genom adalah penemuan Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR). CRISPR memiliki tahapan berikut. Pertama, peneliti mengidentifikasi lokasi dan susunan DNA yang hendak dimodifikasi. Lalu, peneliti akan merancang sebuah ”RNA pembimbing” (RNA/asam ribonukleat adalah molekul yang berperan dalam meng-kode, dekode, regulasi, dan ekspresi gen) yang susunan basa nukleotida-nya mirip DNA target sehingga RNA ini bisa segera mengenali dan berikatan dengan DNA target.
Susunan gen tiap manusia berbeda, dan inilah yang menjadikan keberagaman umat manusia, menjadi berbangsa-bangsa dan bersuku-suku, dengan beragam karakter fisik.
Pada RNA pembimbing ini disertakan juga sebuah enzim yang berfungsi memotong rantai nukleotida pada DNA target. Enzim ini diberi nama Cas-9, singkatan dari CRISPR-associated protein 9. Setelah RNA pembimbing ini menemukan lokasi yang dikehendaki pada DNA target, enzim Cas-9 difungsikan untuk memotong rantai DNA target.
Dengan memotong DNA target, fungsi alamiah gen itu sementara akan dinonaktifkan. Langkah selanjutnya, menyisipkan rantai DNA yang telah dimodifikasi ke sela-sela gen itu sebagai pengganti, atau dapat juga dibiarkan terjadi perbaikan secara alamiah, dengan harapan dapat mengoreksi mutasi genetik yang sebelumnya terjadi.
CRISPR-Cas9 terbukti jadi metode pengeditan genom yang lebih efisien dan mudah disesuaikan dibandingkan teknologi pengeditan genom sebelumnya. Sistem ini mampu memotong untaian DNA, CRISPR tak perlu dipasangkan dengan enzim pembelahan terpisah seperti dilakukan pada metode lain. Adanya RNA pembimbing juga mempermudah pencocokan dengan susunan DNA target yang hendak dimodifikasi. Selain itu, CRISPR-Cas9 juga bisa digunakan untuk menargetkan banyak gen secara bersamaan.
Baca juga : Implikasi dari Peta Baru Genom Manusia
Saat ini CRISPR telah digunakan dalam lingkup penyembuhan dan pencegahan penyakit. Dalam penyembuhan penyakit, CRISPR telah memasuki uji klinis untuk terapi beberapa jenis penyakit, seperti penyakit darah (anemia sel sabit dan talasemia), penyakit mata, dan kanker. Aplikasi lain CRISPR adalah pada penyakit mata. Pada penyakit leber congenital amaurosis (LCA), CRISPR diinjeksikan langsung ke lapisan subretina mata untuk mengubah gen fotoreseptor pasien yang rusak sehingga diharapkan mampu membentuk protein yang lengkap dan fungsional. Ketika banyak protein sehat terbentuk, pasien diharapkan pulih kembali penglihatannya.
Di sektor pencegahan penyakit, CRISPR bisa digunakan untuk menghambat transmisi penularan penyakit berbasis vektor. Misalnya, pada malaria dan leishmaniasis, CRISPR digunakan untuk mengedit susunan genomik dari vektor pembawa penyakit sehingga menghambat pertumbuhan atau mencegah perkembangbiakan dari vektor tersebut (Rostami, Parasite Immunology, 2020).
/https%3A%2F%2Fasset.kgnewsroom.com%2Fphoto%2Fpre%2F2018%2F05%2F02%2Fe8a5dee8-87de-448a-b3b8-98e146a37d43_jpg.jpg){kind=logo}
Menteri Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi Mohamad Nasir (kiri) meninjau laboratorium Pusat Genom Nasional di Lembaga Biologi Molekuler Eijkman, Jakarta, setelah peresmian fasilitas tersebut, Kamis (26/4/2018). Pusat Genom Nasional tersebut dilengkapi dengan alat-lat sekuens genetika terbaru yang menjadikan Indonesia memiliki laboratorium bertaraf internasional. Pusat Genom Nasional ini berfokus pada penelitian identifikasi penyakit infeksi ataupun penyakit terkait genetik, pengembangan alat uji diagnostik dan vaksin, serta penemuan obat baru untuk penyakit infeksi.
Dari penjelasan di atas, kita bisa semakin yakin, kemajuan teknologi editing genom bisa menjadi teknologi masa depan bagi pencegahan dan pengobatan penyakit serta perbaikan kualitas fisik manusia. Editing genom sangat berpotensi untuk mencegah dan menyembuhkan penyakit. Jika dilakukan editing genom sejak embrio, misalnya, bisa jadi seseorang akan terhindar dari penyakit kaki pengkor akibat virus polio. Sekarang sudah ada terapi gen somatik dengan memodifikasi DNA pasien yang berhasil mengobati atau menyembuhkan beberapa penyakit, seperti HIV, penyakit sel sabit dari kelompok anemia, dan amiloidosis transthyretin. Selain itu, pengobatan untuk berbagai jenis kanker bisa ditingkatkan dengan editing genom.
Dari sisi medis, germline (garis benih, yang mewariskan gen ke keturunannya) dan pengeditan genom manusia ini bisa diwariskan sehingga hasil editing genom embrio manusia ini bisa diturunkan ke generasi berikutnya, sekaligus bisa memodifikasi sifat keturunan untuk menghasilkan generasi lebih berkualitas.
Rambu etika
Penelitian dan pengembangan iptek sejatinya ditujukan untuk mempermudah kerja manusia, meningkatkan kesehatan dan kemakmuran, dan mendatangkan kemaslahatan bagi umat manusia. Namun, meskipun memberikan banyak manfaat, kemajuan iptek tak selalu sejalan dengan tujuan luhur tersebut.
Dalam hal proyek genom manusia, para peneliti sejak awal menyadari bahwa penelitian ini akan memberikan manfaat besar bagi umat manusia, tetapi sekaligus sangat berpotensi melanggar etika.
Ada pengembangan iptek yang justru dipakai untuk perang dan saling bunuh. Dinamit yang ditemukan Alfred Nobel awalnya untuk mempermudah pekerjaan di sektor pertambangan, tetapi kemudian dikembangkan dan lebih banyak digunakan sebagai senjata peperangan. Inilah yang membuat Nobel menyesali dan kemudian memberikan hartanya kepada para penemu/inventor yang memberikan manfaat bagi kemanusiaan—yang kita kenal sebagai Penghargaan Nobel.
Dalam hal proyek genom manusia, para peneliti sejak awal menyadari bahwa penelitian ini akan memberikan manfaat besar bagi umat manusia, tetapi sekaligus sangat berpotensi melanggar etika. Tak heran Kongres AS mengalokasikan anggaran khusus tidak hanya untuk mempelajari implikasi etis, tetapi juga implikasi hukum dan sosial dari penelitian genom manusia.
Dari film-film Hollywood, kita mengenal cyborg (cybernetic organism), manusia yang organ tubuhnya diganti atau dicangkok dengan peranti elektronik sehingga jadi manusia super, seperti dalam film The Six Million Dollar Man, Terminator, dan Robocop. Tubuh, otak, perasaan, dan nuraninya tetap sebagai manusia, tak berubah. Hanya sebagian organnya diganti dengan cangkok elektronik.
Mikrobioma yang ada dalam tubuh manusia dan terdiri atas berbagi mikroorganisme hidup sangat memengaruhi kesehatan manusia.
Ini beda dengan The Bourne, Gemini Man, Splice, Dual, dan film sejenisnya yang menyuguhkan bagaimana manusia diedit DNA-nya untuk dijadikan tentara super yang sangat cerdas, sangat kuat, sangat cepat bergerak, tahan sakit, sekaligus sangat kejam tak punya belas kasihan, dan sangat patuh kepada si pemberi perintah. Perasaan kasihannya sudah dihilangkan. Pada editing genom, tak ada cangkok robot elektronik ke organ tubuh. Semua organ manusianya utuh asli, tetapi kode genetiknya diubah sehingga menghasilkan manusia dengan karakter yang sesuai keinginan pemrogramnya.
Menjaga kemanusiaan
Di sinilah kita berhadapan dengan masalah etika. Memiliki urutan genom manusia secara lengkap pada dasarnya dapat dianalogikan seperti memiliki semua lembaran manual yang diperlukan untuk membuat tubuh manusia. Tantangan bagi ilmuwan adalah menentukan cara membaca isi semua lembaran dan kemudian memahami bagaimana bagian-bagian itu bekerja sama. Lalu, berusaha menemukan dasar genetik yang mana yang berkaitan dengan kesehatan dan patologi penyakit manusia.
Pada akhirnya cara ini akan membuka peluang untuk mengembangkan alat diagnostik yang sangat efektif dan presisi karena kita dapat lebih memahami kebutuhan tiap orang berdasarkan susunan genetik setiap individu. Analisis berdasarkan urutan genomik juga sangat berguna untuk mengarahkan pada pencegahan dini atau preventif. Para klinisi dapat belajar tentang risiko penyakit di masa depan berdasarkan analisis DNA serta bisa fokus pada hal-hal paling mungkin untuk menjaga kesehatan individu tertentu. Itu bisa berarti ada perubahan pola makan, gaya hidup tertentu, atau malah pengawasan medis.
Analisis berdasarkan urutan genomik juga sangat berguna untuk mengarahkan pada pencegahan dini atau preventif.
Namun, menyadari bahwa memiliki urutan genomik manusia bagaikan memiliki lembaran manual untuk membuat tubuh manusia, harus ada pengawasan ketat dalam hal regulasi dan etika. Perlu diperjelas sejauh manakah batasan editing genom bisa ditoleransi oleh etika. Misalnya, pengeditan DNA manusia demi menghasilkan tentara super sekaligus kejam tak berperasaan tentu berlawanan dengan nilai-nilai kemanusiaan kita.
Mengingat potensi yang dilematis ini, WHO memberi rekomendasi tentang tata kelola dan pengawasan penyuntingan genom manusia. Rekomendasi ini menyebutkan ada sembilan area utama yang secara terpisah memiliki fokus berbeda, termasuk pendaftaran editing genom manusia; penelitian internasional dan perjalanan ke luar negeri untuk tujuan medis; penelitian ilegal, tak terdaftar, tak etis, atau tak aman; kekayaan intelektual; dan pendidikan, keterlibatan, dan pemberdayaan. Rekomendasi berfokus pada peningkatan sistem untuk membangun kapasitas guna memastikan pengeditan genom manusia digunakan dengan aman, efektif, dan etis.
Dengan demikian, riset pengembangan editing genom tetap dalam kerangka kemaslahatan umat manusia, tidak menerabas etika dan nilai kemanusiaan.
Melengkapi rekomendasi ini, disertakan kerangka tata kelola baru yang mengidentifikasi metode, peralatan, institusi, prosedur, dan pengawasannya. Riset yang dalam perencanaan dengan mengikuti rekomendasi WHO ini antara lain uji klinis hipotetis pengeditan genom manusia somatik untuk penyakit sel sabit, yang akan dilakukan di Afrika Barat. Juga usulan riset pemanfaatan editing genom somatik atau epigenetik untuk meningkatkan kinerja atletik.
Dalam merancang riset yang sensitif, kita harus menjaga keseimbangan antara manfaat dan risikonya. Pemerintah dan asosiasi ahli sebaiknya menyiapkan semacam komite ahli yang bertugas menyusun semua hal tentang riset genom, seperti kajian akademis, tata kelola riset, prosedur uji klinis, pengawasan, dan pencegahan riset ilegal. Dengan demikian, riset pengembangan editing genom tetap dalam kerangka kemaslahatan umat manusia, tidak menerabas etika dan nilai kemanusiaan.
Djoko Santoso, Guru Besar Kedokteran Universitas Airlangga; Ketua Badan Kesehatan MUI Jawa Timur
Djoko Santoso
