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
 

Jelang Libur Panjang, Kemenhub Siapkan 1278 Kapal Penumpang

FAJARONLINE.CO.ID -- Kementerian Perhubungan bakal mengerahkan ribuan kapal penumpang untuk menyambut libur panjang Natal 2017 dan Tahun Baru...
 

Gara-gara Film, Aurelie Moeremans Suka Slank

FAJARONLINE.CO.ID -- Aktris Aurelie Moeremans mengaku akhir-akhir ini sangat menggemari lagu-lagu Slank. Salah satu faktornya yakni karena peran yang...
 

Kontingen Porsadin Sulsel Tiba di Surabaya, Ini Pesan Kakanwil

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR - Kontingen Sulsel, sudah bersiap menatap Pekan Olahraga dan Seni Diniyah (Porsadin) Tingkat Nasional ke III di Kabupaten...
 

Video Istri Gerebek Suami Bersama Wanita Muda di Kamar Hotel Bikin Heboh

FAJARONLINE.CO ID -- Seorang istri menggerebek suaminya yang sedang berada di kamar hotel dengan perempuan muda. Pasangan selingkuh itu kepergok...
 

Fredrich Bantah Setya Novanto Ditahan KPK

FAJARONLINE.CO.ID -- Terkait kabar Setya Novanto resmi berstatus tahanan Komisi Pemberantasan Korupsi (KPK) terkait kasus korupsi e-KTP dengan...
 

Pindah ke RSCM, Setya Novanto Resmi Ditahan KPK

FAJARONLINE.CO.ID -- Ketua DPR sekaligus Ketua Umum Golkar, Setya Novanto resmi menjadi tahanan Komisi Pemberantasan Korupsi (KPK) terkait kasus...
 

Ditanya Soal Rencana Jenguk Setya Novanto, Jokowi Hanya Tarik Nafas dan Tertawa

FAJARONLINE.CO.ID -- Presiden Joko Widodo (Jokowi) tak memberikan komentar saat ditanya soal Ketua DPR RI Setya Novanto oleh awak media, setelah...
 

NH Sentil Kekerasan Terhadap Guru di Gowa dan Bantaeng

FAJARONLINE.COM, MAKASSAR - Kekerasan terhadap guru yang pernah terjadi di Kabupaten Gowa dan Bantaeng mendapat perhatian serius dari Nurdin...
 

Begini Keseruan Hari Pertama Makassar Jaz Festival

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Rizky de Kaizer and The Stranger menyusun konsep Jaz Pop Rock, lima lagu sukses dibawakannya pada pembukaan...
 

Juara Mappadendang Unjuk Kebolehan di Hadapan Bupati Enrekang

FAJARONLINE.CO.ID, ENREKANG -- Rangkaian pesta adat Maccera Manurung di Desa Pasang, Kecamatan Maiwa juga menyisipkan lomba-lomba tradisional antar...
 

Maccera Manurung, Perantau Wajib Pulang Kampung

  FAJARONLINE.CO.ID, ENREKANG -- Pesta adat Maccera Manurung dilaksanakan dalam rentang dua tahun. Acara adat itu sekaligus menjadi momentum...
 

Putri Wapres JK Tonton Makassar Jazz Festival di Rotterdam

Putri Wakil Presiden Jusuf Kalla, Imelda Jusuf Kalla, menyaksikan penampilan musisi jazz pada Makassar Jazz Festival (MJF) 2017 di Benteng...
 

Suasana Deklarasi NH-AZIZ

Bakal calon gubernur dan wakil gubernur Sulsel, Nurdin Halid dan Aziz Qahar Mudzakkar (NH-AZIZ) deklarasi di Lapangan Karebosi, Jumat, 17 November,...
 

Penampilan Rizcky De Keizer di Makassar Jazz Festival 2017

Musisi Jazz, Rizcky Pradhana De Keizer, tampil pada Makassar Jazz Festival ( MJF) 2017 di Benteng Rotterdam, Makassar, Jumat (17/11/2017) malam...
 

Wasekjen PPP: Kalau Ada Mengatasnamakan PPP Dukung di Luar NH-Aziz, Itu Haram

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Wasekjen DPP PPP kepengurusan Djan Faridz, Yunus Razak, ikut bicara pada deklarasi pasangan Nurdin Halid-Aziz Qahhar...
 

Tikungan Rusak dan Berlubang, Satu Ekskavator Terbalik di Lewaja

FAJARONLINE.CO.ID, ENREKANG -- Satu unit ekskavator terguling di Kelurahan Lewaja, Kecamatan Enrekang. Eskavator itu tergeletak di pinggir jalan yang...
 

Tim Basket SMPN 4 Makassar Bekuk SMPN 8 Makassar, 42-35

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Pebasket Tim A SMPN 4 (Spenpat) Makassar berhasil membekuk Tim A SMPN 8 (Spendel) Makassar, di ajang Invitasi Bola...
 

Begini Aksi Nekat Kepala Dispenda Enrekang Menjajal Ayunan Ekstrem 

  FAJARONLINE.CO.ID, ENREKANG -- Tak hanya warga Desa Pasang yang ikut meramaikan pesta adat Maccera Manurung di Kecamatan Maiwa, Jumat, 17...
 

Mudahkan KPR dengan Relaksasi LTV

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR -- Tingginya suku bunga Kredit Pemilikan Rumah (KPR) dinilai menghambat bisnis properti. Di segmen menengah ke atas,...
 

Wow... Ada Ayunan Ekstrem di Maccera Menurung Desa Pasang

FAJARONLINE.CO.ID, ENREKANG -- Pernah melihat ayunan ekstrem? Uniknya lagi, ayunan ini tidak dilengkapi dengan safety seperti pada wahana objek...
 

Wagub Sulbar: Sehat Dimulai dari Keluarga

FAJARONLINE.CO.ID, MAMUJU -- Wakil Gubernur Sulawesi Barat, Enny Anggraeni Anwar, mengajak seluruh insan kesehatan untuk merefleksikan kembali sejauh...
 

Mentan Pidato, Anak-anak dan Ibu Pilih ke Belakang Panggung

FAJARONLINE.CO.ID, SOPPENG - Menteri Pertanian Andi Amran Sulaiman tak kuasa menahan tawa ketika di tengah diskusi dan arahannya di Desa Medde,...
 

TPP Basis IYL Unjuk Kekuatan di Deklarasi NH-Aziz

FAJARONLINE.CO.ID -- Ratusan tim pemenangan pasangan bakal calon Gubernur-bakal calon Wakil Gubernur Sulsel, Nurdin Halid-Abdul Aziz Qahhar Mudzakkar...
 

Stan Gratis Pameran UKM di Deklarasi NH-Aziz Perkuat Ekonomi Kerakyatan

FAJARONLINE.CO.ID -- Panitia deklarasi pasangan bakal calon Gubernur-bakal calon Wakil Gubernur Sulsel, Nurdin Halid-Abdul Aziz Qahhar Mudzakkar...
 

RMS Sindir Calon yang Hanya Makeup Daerahnya

FAJARONLINE.CO.ID, MAKASSAR-Ketua DPW Partai NasDem Rusdi Masse (RMS) menegaskan dukungannya kepada pasangan calon Gubernur dan Wakil Gubernur...

Load More