TerapiGenpadaManusia09Nopember2009

TERAPI GEN PADA MANUSIAAll images in this document is removed due to copyright restriction

Ahmad Aulia Jusuf Bagian Histologi

Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia2009

Monday, November 09, 2009

Terapi Gen pada Manusia/AAJ/Histologi 2

Agenda Pendahuluan Definisi Terapi Gen Jenis Terapi Gen Metoda Terapi Gen Prasyarat Terapi Gen Contoh Terapi Gen



Human Gene Therapy?



PENDAHULUAN 5000 penyakit bawaan

Kebanyakan bersifat genetik Defisiensi produk gen

<< Dapat digantikan dengan produk dari luar Insulin

Defek pada produk ensim tak bisa digantikan Tak stabil dan mudah rusak Tak bisa dimasukkan dalam bentuk aktif Sifat impermeabel membran sel terhadap molekul

besar Terapi gen

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Snustad D. Peter and Simmons M.J. : Human gene therapy in Principles of genetics, 4th Ed, 2006: 499-503



Definisi

Terapi untuk mengobati penyakit tententu1,2,3,4

menginsersikan gen yang telah diperbaiki atau gen tertentu kedalam genom sel-sel atau jaringan individu

menggantikan gen yang abnormal penyebab penyakit tersebut

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Snustad D. Peter and Simmons M.J. : Human gene therapy in Principles of genetics, 4th Ed, 2006: 499-503 2Gene Therapy diunduh dari "http://en.wikipedia.org/wiki/Gene_therapy"3Scott T., Gene Therapy Breakthrough, diunduh dari www.unitedspinal.org. February 26th, 20084What is gene therapy diunduh dari www.ornl.gov/sci/techresources/Human.../genetherapy.shtml



Prinsip Terapi Gen2,3,4

Insersi gen yang normal pada lokasi yang tidak spesifik di dalam genom untuk menggantikan gen yang tidak berfungsi. Prinsip umum yang paling sering digunakan

Gen abnormal dihilangkan dari genom individu dan digantikan oleh gen yang normal Homologous recombination

Gen abnormal diperbaiki melalui cara selective reverse mutation Mengubah regulasi (pengaturan) gen tertentu.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

2Gene Therapy diunduh dari "http://en.wikipedia.org/wiki/Gene_therapy"3Scott T., Gene Therapy Breakthrough, diunduh dari www.unitedspinal.org. February 26th, 20084What is gene therapy diunduh dari www.ornl.gov/sci/techresources/Human.../genetherapy.shtml



Jenis Terapi Gen1,2,4

Terapi gen sel somatik (somatic cell gene therapy) Terapi gen sel germinal (Germ line cell gene therapy)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Snustad D. Peter and Simmons M.J. : Human gene therapy in Principles of genetics, 4th Ed, 2006: 499-5032Gene Therapy diunduh dari "http://en.wikipedia.org/wiki/Gene_therapy"4What is gene therapy diunduh dari www.ornl.gov/sci/techresources/Human.../genetherapy.shtml



Jenis Terapi Gen Terapi gen sel somatik (somatic cell gene therapy)1,2,4

gene therapy non hereditable gen yang normal atau telah dimodifikasi ditransfer ke dalam sel-sel

somatik pasien mengobati/mengatasi gejala penyakit pasien tidak dapat diturunkan kepada generasi selanjutnya

gen yang telah diperbaiki ini hanya ada pada sel-sel somatik saja dan tidak ada pada sel-sel germinal.

mirip dengan transplantasi sel, jaringan atau organ Lebih rumit dan lebih berbahaya

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________




Jenis Terapi Gen

Terapi gen sel germinal (Germ line cell gene therapy)1,2,4

Gen yang mengalami defek pada sel-sel germinal diperbaiki dengan cara menginsersikan dan mengintegrasikan gen yang

normal atau gen yang telah dimodifikasi kedalam genom sel-sel germinal Gen yang telah diinsersikan ini kemudian akan diturunkan ke generasi

berikutnya Sangat bermanfaat untuk mengatasi penyakit-penyakit genetik dan

penyakit-penyakit yang bersifat herediter masih sulit dilakukan karena alasan tehnis dan etik

telah mengubah genetik seseorang

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________




METODA TERAPI GEN1,2,3,4

Transfer gen yang telah dimodifikasi atau gen normal kedalam sel-sel sasaran pada pasien Menggunakan vektor biologi yaitu virus Menggunakan cara non virus

naked DNA oligonucleotides lipoplexes dan polyplexes hibrid methods dendrimers

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Snustad D. Peter and Simmons M.J. : Human gene therapy in Principles of genetics, 4th Ed, 2006: 499-5032Gene Therapy diunduh dari "http://en.wikipedia.org/wiki/Gene_therapy"3Scott T., Gene Therapy Breakthrough, diunduh dari www.unitedspinal.org. February 26th, 20084What is gene therapy diunduh dari www.ornl.gov/sci/techresources/Human.../genetherapy.shtml



Transfer Gen menggunakan vektor biologi1,2,3,4

Vektor biologi yang digunakan adalah virus susunan genetiknya telah diubah sehingga dapat membawa gen

manusia yang normal gen yang telah diperbaiki dimasukkan kedalam sel-sel sasaran pada

tubuh manusia dengan cara tertentu dan kemudian berintegrasi pada genom tertentu

gen-gen pada virus yang dapat menyebabkan penyakit harus dihilangkan dan diganti dengan gen-gen yang telah diperbaiki

contoh virus A diketahui dapat berreplikasi atau memperbanyak diri dengan cara menginsersikan gen-gen nya kedalam genom sel-sel host.

virus ini mempunyai 2 jenis gene yaitu gen A dan gene B Gen A mengkode protein untuk menginsersikan gen-gen nya kedalam genom

sel host (inang) Gen B menyebabkan timbulnya penyakit pada host

gen C adalah gen yang telah diperbaiki menggantikan gen B

gen A tetap dipertahankan untuk menjalankan fungsinya.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________





Vektor biologi yang digunakan adalah virus Adenovirus merupakan virus generasi pertama

yang digunakan dalam terapi gen dan sangat efektif sebagai vektor pembawa transgen2,4

Virus lain retrovirus adeno-associated viruses virus herpes simplex virus penyebab HIV

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________





Retrovirus1,2,3,4

Materi genetik pada virus ini adalah dalam bentuk RNA Ketika retrovirus menginfeksi sel sasaran (host)

RNA retrovirus, ensim reverse transcriptase dan integrase masuk kedalam sel sasaran

RNA retrovirus akan diubah menjadi DNA melalui proses reverse transcription menggunakan ensim reverse transcriptase

DNA kemudian akan ditransfer kedalam inti sel sasaran berintegrasi pada tempat tertentu di genom sel sasaran

dengan bantuan ensim integrase DNA yang telah diperbaiki ini juga akan terintegrasi pada

tempat tertentu di genom sel sasaran

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________




(diunduh dari encarta.msn.com/media_461561269/gene_therapy.html)

Transfer Gen menggunakan vektor retrovirus




Retrovirus1,2,3,4

Salah satu masalah yang dapat terjadi pada terapi gen ensim integrase dapat menginsersikan materi genetik virus pada tempat yang kurang

sesuai pada bagian tengah gen-gen endogen pada host

gen endogen ini tidak dapat berfungsi dikenal sebagai insertional mutagenesis pada gen pengatur fungsi gen lainnya

proses pembelahan sel dapat tidak terkendali dan berubah menjadi sel kanker Hal ini sekarang dapat diatasi dengan menggunakan ensim Zinc finger nucleases5

Keuntungan menggunakan retrovirus transgen yang dimasukkan bisa di transmisikan kesemua sel yang terinfeksi dan

turunannya Kerugian

dapat menyebabkan terjadinya mutasi genetik yang berbahaya selama tahap pengintegrasian

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________





Adenovirus1,2,3,4

Ketika virus adenovirus menginfeksi sebuah sel inang molekul DNA virus tersebut akan dimasukkan kedalam sel inang tersebut materi genetik adenovirus tidak bersatu dengan materi genetik sel inang molekul DNA virus terletak bebas dalam inti sel dan proses transkripsinya berlangsung secara sendiri molekul DNA virus tidak ikut berreplikasi ketika sel mengalami pembelahan sehingga sel-sel inang hasil

pembelahan tidak mengandung DNA virus membutuhkan pemasukkan kembali gen-gen yang sudah dimodifikasi ke dalam populasi sel yang baru Sebaliknya keadaan ini akan mencegah terjadinya kanker

Gendicine adenovirus yang telah mengandung gen p53 yang digunakan pada terapi gen untuk mengobati penyakit

kanker pada kepala dan leher sudah diizinkan oleh FDA China untuk digunakan pada manusia pada tahun 2003 FDA Amerika Serikat telah menyetujui advexin, suatu vektor yang serupa dengan Gendicine untuk

digunakan di Amerika serikat pada tahun 2008

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________




Transfer Gen menggunakan vektor adenovirus

(diunduh dari www.acceleratingfuture.com/michael/blog/?p=455)



Transfer Gen menggunakan cara non virus1,2,3,4

Keuntungan dapat diproduksi dalam jumlah besar immunogenisitas pada sel inang yang rendah

Beberapa metoda non virus yang dapat digunakan adalah Naked DNA

metoda transfeksi non virus yang sangat sederhana penelitian klinik dengan cara menyuntikan naked DNA secara intramuskular

menunjukkan sebagian hasil yang sukses dan sebagian lagi mengalami kegagalan

ekspresi gen pada metoda transfeksi ini sangat rendah dibandingkan dengan cara transfeksi lainnya

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________





Beberapa metoda non virus yang dapat digunakan adalah Oligonukleotida

Metoda menginaktifkan gen-gen yang terlibat dalam proses penyakit. Menggunakan antisense yang spesifik untuk gen sasasaran

mengganggu proses transkripsi gen sasaran yang rusak. Menggunakan oligonukleotida rantai ganda (double strand

oligonucleotide) mengikat faktor-faktor transkripsi yang diperlukan untuk regulasi

promoter gen sasaran

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________





Beberapa metoda non virus yang dapat digunakan adalah Lipoplexes and polyplexes

Meningkatkan efisiensi transfer dengan cara melindungi DNA dari kerusakan dan memfasilitasi pemasukkannya kedalam sel

Menggunakan molekul lipid lipoplexes dan polyplexes

dirancang untuk melindungi DNA dari proses degradasi selama proses transfeksi

membungkus plasmid yang mengandung DNA dalam bentuk seperti micelle atau liposome

lipoplexes atau polyplexes yang telah mengandung DNA dikenal sebagai lipoplex.

lipoplex akan berinteraksi dengan membran sel dan masuk kedalam secara endositosis

endosome yang mengandung lipoplex ini kemudian akan lisis dan transgen yang ada di dalamnya akan dikeluarkan ke dalam sitoplasma sel untu kemudian akan masuk ke dalam inti sel

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________





Beberapa metoda non virus yang dapat digunakan adalah Metoda Hibrid (Hybrid method)

Untuk meningkatkan efisiensi trnasfer transgen dikembangkan metoda hibrid (campuran) yaitu kombinasi liposome dengan virus influenza atau HIV yang diinaktifkan

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________




HAMBATAN DALAM TERAPI GEN2,4

Beberapa faktor yang menghambat efektivitas penggunaan terapi gen Masa hidup alami terapi gen yang pendek (Short-lived nature of gene therapy)

gen yang dimasukkan kedalam sel-sel target harus dapat berfungsi sel-sel yang mengandung gen terapi ini harus dapat hidup lama dan stabil.

Respons Imunologik adanya stimulus tertentu yang merangsang timbulnya respons imunologik dapat

menurunkan efektivitas terapi gen adanya respon imunologik ini juga akan menyulitkan pengulangan terapi gen pada

pasien Masalah dengan virus yang berfungsi sebagai vektor

toksisitas, reaksi imunologik dan inflamasi, kontrol gen dan jaringan sasaran. kemungkinan pulihnya kembali kemampuan virus untuk menyebabkan penyakit pada

manusia

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

2Gene Therapy diunduh dari "http://en.wikipedia.org/wiki/Gene_therapy"4What is gene therapy diunduh dari www.ornl.gov/sci/techresources/Human.../genetherapy.shtml



HAMBATAN DALAM TERAPI GEN2,4

Beberapa faktor yang menghambat efektivitas penggunaan terapi gen Kelainan gen multipel

terapi gen sulit digunakan untuk mengobati penyakit-penyakit yang disebabkan oleh adanya kombinasi gen-gen yang mengalami kerusakan penyakit jantung, tekanan darah tinggi, Alzheimer, artritis dan diabetes.

Potensi untuk timbulnya tumor Bila DNA diintegrasikan pada tempat yang salah di dalam genom, misalnya pada

daerah tumor suppressor gene, hal ini dapat menyebabkan timbulnya tumor. pasien dengan X-linked severe combined immunodeficiency (X-SCID) yang diterapi dengan

sel punca darah (Hematopoietic stem cells yang diinfeksi oleh retrovirus yang mengandung transgen

Tiga dari 20 pasien yang diterapi menderita leukemia6

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

2Gene Therapy diunduh dari "http://en.wikipedia.org/wiki/Gene_therapy"4What is gene therapy diunduh dari www.ornl.gov/sci/techresources/Human.../genetherapy.shtml6Woods NB, Bottero V, Schmidt M, von Kalle C, Verma IM (Apr 2006). "Gene therapy: therapeutic gene causing lymphoma". Nature 440

(7088): 1123



Prasyarat1

National Institute of Health (NIH) Gen harus di klon dan diketahui karakteristiknya

harus tersedia dalam bentuk murni Metoda efektif Resiko terapi gen

harus dievaluasi secara berhati-hati seminimal mungkin

Penyakit tidak dapat diobati dengan cara lainnya Harus ada data penelitian pendahuluan

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________




Contoh Terapi Gen1 Terapi gen pada manusia pertama kali dilakukan tahun 1990

penyakit ”Adenosine deaminase-deficient severe combined immunodeficiency disease (ADA-SCID)

SCID penyakit autosomal yang jarang terjadi penderita tidak mempunyai sistem imun beberapa penderita mengalami defisiensi ensim adenosine deaminase (ADA)

kadar deoxyadenosine yang terfosforilasi meningkat mencapai tingkat toksik dan terakumulasi dalam limfosit T

membunuh sel limfosit.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________




Terapi Gen pada”Adenosine deaminase-deficient severe combined immunodeficiency disease (ADA-SCID)



Contoh Terapi Gen1

Contoh penggunaan adenovirus dalam terapi gen terapi gen yang dipakai untuk mengobati cystic fibrosis (CF)

virus adenovirus yang membawa gen CF diinhalasi oleh pasien sel-sel paru akan terinfeksi dan mensintesa produk gen CF untuk mengatasi

simptom dan gejala penyakit kuatnya reaksi imunologik tubuh menyebabkan terapi gen menjadi tidak

efektif Sel-sel yang terinfeksi virus dan mengandung transgen akan mati dan

tidak bisa memperbanyak diri

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________


TerapiGenpadaManusia09Nopember2009

Documents

Transcript of TerapiGenpadaManusia09Nopember2009