Fajar

  Breaking News

Optogenetik, Terapi Genetik nan Futuristik

Dito Anurogo Dokter Digital, S-2 IKD Biomedis FK UGM, Penulis 19 Buku
Opini - 13 Mei 2017, 09:28:10

Di masa depan, cahaya berpotensi digunakan sebagai terapi. Optogenetik adalah konstelasi optik, genetik, dan bioteknologi, memadukan aplikasi genetik dengan optik untuk mempelajari dan mengatur fungsi sekelompok sel-sel dengan cahaya. Gen-gen sensitif cahaya misalnya channelrhodopsin-2 (ChR2) dan halorhodopsin (NpHR) menghasilkan aliran ion intraseluler selama iluminasi optik. Lalu, neuron-neuron berubah akibat depolarisasi/hiperpolarisasi membran.

Meskipun pondasi dasarnya neurosains, optogenetik berpotensi diterapkan di pelbagai bidang, seperti: neuropsikokardionkologi (neurologi, psikiatri, onkologi, kardiologi). Di neuropsikiatri, optogenetik untuk memahami sirkuit otak terkait gejala penderita autisme, bipolar, skizofrenia, epilepsi, dan parkinson.

Salah satu potret klinis gangguan neuropsikiatri adalah perubahan fungsi komunikasi di antara sirkuit sistem persarafan. Melalui optogenetik, terkuak misteri disfungsi-fungsi sirkuit neuron.

Selama ini, intervensi farmakologis yang dikembangkan peneliti melalui identifikasi target-reseptor obat yang mampu merektifikasi disfungsi sistem persarafan belum menunjukkan hasil maksimal. Hal ini memerlukan pendekatan solutif. Salah satunya DBS [Deep Brain Stimulation], untuk mengidentifikasi disfungsi sirkuit saraf. Sayangnya, DBS memiliki keterbatasan. Stimulasi elektrik memengaruhi baik neuron maupun serabut saraf di lintasan, sehingga lokasi spasial sel-sel yang terganggu sulit diprediksi. Target tipe-tipe sel spesifik di otak heterogen sehingga tidak memungkinkan.

Konsekuensi fungsional stimulasi elektrik seringkali tidak jelas, menyebabkan eksitasi, inhibisi, atau keduanya, sehingga membatasi pemahaman mekanisme neurobiologis.

Optogenetik mampu mengatasi problematika ini melalui manipulasi bidireksional aktivitas neuron dengan presisi anatomis, temporal, dan genetis.

Keuntungan
Kemampuan mengendalikan ekspresi gen penting untuk memahami sistem biologis dan aplikasi seputar terapi gen hingga teknik metabolisme. Cahaya menawarkan beberapa keuntungan lebih daripada ligand konvensional, seperti protein-protein atau molekul-molekul kecil untuk regulasi ekspresi gen. Pertama, cahaya tidak terdifusi seperti molekul-molekul kecil, sehingga mudah untuk mengendalikan ekspresi gen di dalam sel. Kedua, penambahan-pembuangan molekul-molekul memerlukan waktu, yang merumitkan regulasi gen. Ketiga, cahaya tidak berinterferensi dengan ligand seluler di sel-sel mamalia dan nontoksik bagi sel-sel. Keempat, cahaya bersifat orthogonal sehingga noninvasif. Kelima, cahaya menawarkan resolusi spasial-temporal untuk manipulasi proses biologis di sel-sel hidup dan organisme.

Inilah dasar dikembangkan optogenetik. Peralatan optogenetik memungkinkan peneliti mendefinisikan secara tepat sel-sel mana saja yang dimanipulasi, secara langsung mampu mempertontonkan bagaimana molekul-molekul spesifik atau sel-sel tertentu berkontribusi terhadap jaringan seluler yang kompleks, juga terhadap fungsi organ-organ atau perilaku organisme.

Mekanisme
Optogenetik diperkenalkan pertama kali awal 1970-an. Kanal ion bakteriorodopsin dijumpai di membran plasma Halobacterium halobium, mengalami perubahan konformasional sebagai respons absorpsi cahaya dari panjang gelombang spesifik, menghasilkan aliran proton.

Efluks ion-ion ini menghasilkan gradien transmembran pendukung kehidupan, dan potensial elektrik yang digunakan sel-sel bakteri di dalam sintesis adenosine 5'-triphosphate.

Tahun 2004, ilmuwan berhasil menginkorporasikan kanal proton (channelrhodopsin-1) dan kanal kation (channelrhodopsin-2) ke neuron mamalia.

Mekanisme kerja optogenetik dipengaruhi oleh metode target genetik, biomolekul sensitif cahaya yang digunakan, dan peralatan iluminasi. Prinsip target genetik adalah saat kontrol optik sangat kuat, kekuatan optogenetik secara tipikal berasal dari kemampuannya membatasi manipulasi tipe-tipe sel tertentu.

Biomolekul sensitif cahaya untuk studi optogenetik berupa: rodopsin/kofaktor retina [berupa: rodopsin vertebrata, archaerhodopsin, channelrhodopsin, halorhodopsin], kofaktor flavin/fotoreseptor LOV/BLUF [misalnya: adenilil siklase, fitokrom], azobenzen/photoswitches sintetis.

Strategi kontrol cahaya berdasarkan photoswitches kimiawi untuk memanipulasi protein-protein yang tidak sensitif cahaya, menggunakan turunan azobenzene untuk mengendalikan biomolekul. Pada peralatan iluminasi, penggunaan fotoreseptor teraktivasi cahaya merah menguntungkan, karena cahaya merah berpenetrasi lebih dalam ke jaringan, sehingga diperoleh aktivasi transkranial.

Aplikasi
Optogenetik berpotensi dikembangkan sebagai neuroprostetik dan NpHR untuk manajemen gangguan gerak spastik. Optogenetik bermanfaat bagi penderita epilepsi. Sel-sel piramidal di korteks ditransduksi dengan halorhodopsin, lalu fotoinhibisi neuron-neuron menurunkan aktivitas kejang. Sinergitas optogenetik-teknologi DREADD di stadium awal berpotensi mengobati parkinson.

Defisit perilaku terkait erat dengan problematika psikiatri, seperti autisme dan skizofrenia. Melalui pendekatan optogenetik, diketahui peningkatan keseimbangan seluler eksitasi-inhibisi di mikrosirkuit neuronal, terutama di otak bagian korteks medial-prefrontal. Teknologi optogenetik juga dipakai untuk karakterisasi phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) di motilitas Rac1-dependent lamellipodial pada sel-sel kanker prostat PC-3. (*)

Author : rika


Download Aplikasi Android dan IOS Fajaronline

 


Tags



Berita Lainnya

🔀Berita Terkini
 

Reses Anggota Dewan, Warga Minta Perbaikan Infrastruktur

FAJARONLINE.CO.ID, WAJO -- Reses anggota DPRD Kabupaten Wajo, Asri Jaya A. Latief di Cenranae, Kelurahan Akkajeng, Kecamatan Sajoanging, Wajo,...
 

FAJI Sulsel Diminta Segera Tentukan Lokasi Pelatda

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR - Pihak Balai Besar Wilayah Sungai (BBWS) Pompengan Jeneberang, sangat mendukung Sungai Jeneberang dijadikan venue pusat...
 

Dai Spesialis Hari Kiamat Dijerat Gara-gara Ungkap KTP Palsu, Netizen: Sumbernya Terpercaya

FAJARONLINE.CO.ID -- Ustaz Zulkifli Muhammad Ali kini sedang menjalani pemeriksaan di Bareskrim Polri. Dai yang sering berceramah soal...
 

Ulama Kembali Jadi Tersangka, Gerindra Pertanyakan Kasus Victor Laiskodat

FAJARONLINE.CO.ID -- Wakil Sekretaris Jenderal DPP Partai Gerindra Andre Rosiade mempertanyakan penetapan status tersangka terhadap Ustaz...
 

Klub Diperbolehkan Kontrak Pemain Asing di Lepesia 2018

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Liga Pekerja Indonesia (Lipesia) siap digulir di seluruh Indonesia. Khusus zona provinsi Sulsel dihelat 18 Februari...
 

Besok, KNPI Sulsel Bedah Fenomena Hoaks dalam Demokrasi

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Komite Nasional Pemuda  Indonesia (KNPI) Sulsel melalui Komisi Media dan Informasi akan menggelar Focus...
 

Kantor BPN Senilai Rp5,4 M Diresmikan, Wadduh... Ada Tanda Retak dan Cat Terkelupas

FAJARONLINE.CO.ID, BONE -- BPN Kabupaten Bone memiliki kantor baru dan diresmikan langsung oleh Kakanwil BPN Sulsel, Muhammad Hikmad dan Bupati Bone,...
 

Kualifikasi Nestle Milo Digelar di Empat Zona 

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Nestle MILO kembali mengadakan kompetisi MILO Football Championship (MFC) 2018 diempat zona di Sulawesi Selatan...
 

Mantan Atlet Pelatnas Sudah Mendaftar di Galesong Trail Run 2018

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Mantan atlet Pelatnas, Hamdan Syafril Sayuti, kembali memastikan diri ikut bersaing berebut juara di ajang...
 

Karateka Gojukai Sulsel Dipanggil Berlatih di Pelatnas Asian Games 2018

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Karateka Gojukai Sulsel, Andi Dasril Dwi Dharmawan, dipanggil mengikuti latihan di Pelatnas Asian Games 2018, di...
 

Perdana, Puskesmas Enrekang Rintis Forum Kesorga 

FAJARONLINE.CO.ID, ENREKANG -- Puskesmas Enrekang mempelopori lahirnya Forum Kecamatan Komunitass Pecinta Kesehatan Olahraga (Kota Kesorga). Forum...
 

Antisipasi Banjir, Dinas PU Bakal Keruk Lima Sungai di Pangkep, Anggarannya Rp1,5 Miliar

FAJARONLINE.CO.ID, PANGKEP -- Mengantisipasi terjadinya banjir susulan di sejumlah wilayah di Kabupaten Pangkep, Dinas Pekerjaan Umum (PU) bakal...
 

Data Ulang, Penerima Rastra di Pangkep Alami Penurunan

FAJARONLINE.CO.ID, PANGKEP -- Jumlah Keluarga Penerima Manfaat (KPM) yang ada di Kabupaten Pangkep mengalami penurunan pada 2018...
 

Coklit 20 Januari, Ini Target Masyarakat yang Disasar KPU Enrekang

FAJARONLINE.CO.ID, ENREKANG -- KPU Enrekang bakal menggelar gerakan pencocokan dan penelitian (coklit) terhadap data pemilih serentak, 20 Januari...
 

Indira Berkeliling Menilai Masjid dan Lorong

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- TP PKK Kota Makassar menggelar lomba penilaian masjid bersih. Masjid Al-Ikhlas Kecamatan Biringkanaya Kelurahan...
 

Arab Saudi Ikut Kecam Pengakuan AS Terhadap Yerusalem, Ini Sebab Dituding Pengkhianat

FAJARONLINE.CO.ID -- Konflik Iran dan Arab Saudi sepertinya cukup rumit. Meski Iran sempat menuding Arab Saudi sebagai pengkhianat, negara...
 

Dapat Penolakan, Agenda Lomba Karaoke Waria Diubah Jadi Lomba Lagu Religi

FAJARONLINE.CO.ID, BULUKUMBA -- Da'i Muda Bulukumba menolak lomba karaoke waria tingkat Sulsel. Rencananya, gelaran itu bakal...
 

Ketua IWAPI Sidrap Bagi-bagi Tips Jadi Pengusaha, Ini yang Disampaikan

FAJARONLINE.CO.ID, SIDRAP -- Ketua Ikatan Wanita Pengusaha Indonesia (IWAPI) Cabang Sidrap, Heriyani Yuki Ruby, menjadi salah satu pemateri di acara...
 

Cegah Pemalsuan, Pengamat Imbau KPU Wajib Verifikasi Mulai Ijazah SD

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- KPU Sulsel bakal melakukan proses verifikasi ijazah pasangan bakal calon gubernur-bakal calon wakil gubernur. Hal...
 

Tegas Menentang Pengakuan AS Terhadap Yerusalem, Iran Sebut Arab Saudi Pengkhianat

FAJARONLINE.CO.ID -- Hubungan Iran dengan Arab Saudi dipastikan makin parah. Apalagi, pemimpin tertinggi Iran Ayatollah Ali Khamenei baru...
 

Hipertensi dan Diabetes Tinggi, Puskesmas Enrekang Fokus Lakukan Ini

FAJARONLINE.CO.ID, ENREKANG -- Angka penyakit tekanan darah tinggi (hipertensi) dan diabetes melitus (DM) di Kabupaten Enrekang cukup tinggi. Setiap...
 

Rintis Kesehatan Lewat Senam, Puskesmas Enrekang Latih 23 Instruktur

FAJARONLINE.CO.ID, ENREKANG -- Sebanyak 23 instruktur senam mendapatkan pelatihan di Puskesmas Kota Enrekang, Kamis, 18 Januari. Mereka berasal...
 

Prof Husain Syam Sukses Antar UNM Menjadi PTN Satker Terbaik

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Baru setahun masa kerja, Rektor Universitas Negeri Makassar (UNM), Prof Dr Husain Syam MT, telah meraih sejumlah...
 

Musrembang, Banjir Paling Dikeluhkan Warga Bonto Kio Pangkep

FAJARONLINE.CO.ID, PANGKEP -- Kelurahan Bonto Kio, Kecamatan Minasatene menggelar Musyawarah Perencanaan Pembangunan (Musrembang).Tak banyak...
 

Wenger Pastikan Ozil Setia pada Arsenal

FAJARONLINE.CO. ID, LONDON—Manajer Arsenal, Arsene Wenger mengakhiri semua spekulasi soal Mesut Ozil. Pelatih asal Prancis tersebut menegaskan...

Load More