- Sebuah sapi coklat yang dimodifikasi secara genetik baru-baru ini membuat sejarah dengan memproduksi insulin manusia dalam susunya.
- Terobosan diabetes ini bisa membuka jalan untuk meningkatkan produksi insulin, namun penelitian lebih lanjut tentang penggunaan sapi transgenik untuk memproduksi insulin manusia masih diperlukan.
- Insulin adalah komponen penting dalam pengelolaan diabetes, namun harganya mahal dan tidak selalu dapat diakses.
Diabetes adalah kondisi yang berkembang ketika tubuh tidak dapat memproduksi atau menggunakan insulin dengan baik, yang menyebabkan ketidakseimbangan kadar gula darah.
Banyak orang dengan diabetes menggunakan insulin, yang membantu glukosa dari makanan masuk ke dalam sel tubuh dan mengubah glukosa menjadi energi.
Karena permintaan global untuk insulin sangat tinggi dan insulin itu mahal, sering kali sulit bagi orang untuk memperoleh insulin yang mereka butuhkan untuk mengelola diabetes mereka. Peneliti sedang menjelajahi bagaimana cara meningkatkan produksi insulin agar lebih mudah tersedia bagi mereka yang membutuhkannya.
Untuk pertama kalinya, ilmuwan mengubah secara genetik seekor sapi coklat di Brasil dan menemukan insulin manusia serta proinsulin, yaitu prekursor insulin, dalam susu sapi “transgenik” ini.
Hasil yang dipublikasikan pada 12 Maret dalam Biotechnology Journal menunjukkan solusi potensial untuk produksi insulin massal, tetapi penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengonfirmasi temuan tersebut. Perhatian terkait penggunaan hewan yang dimodifikasi genetik untuk kemajuan farmakologi manusia juga diperlukan.
Brett M. Sansbury, PhD, peneliti utama dan pemimpin penelitian penemuan di Gene Editing Institute ChristianaCare, mengomentari implikasi potensial dari penelitian ini:
“Rekayasa genetika memiliki potensi besar untuk kemajuan signifikan dalam cara kita memahami, mendiagnosis, dan mengobati penyakit. Studi ini menyoroti harapan yang dimiliki bidang ini dalam aplikasi untuk meningkatkan kesehatan manusia. Meskipun para peneliti di sini menggambarkan tantangan praktis yang mereka alami dalam studi pembuktian konsep ini, implikasinya untuk meningkatkan pasokan obat esensial, dengan potensi untuk membuatnya lebih dapat diakses oleh populasi yang lebih luas yang menderita penyakit yang sangat menonjol, dapat menjadi sangat berdampak.”
Sapi yang dimodifikasi secara genetik memproduksi insulin manusia
Untuk studi ini, para peneliti mengeksplorasi apakah modifikasi genetik tertentu pada sapi dapat memproduksi proinsulin dalam susunya.
Para peneliti mencatat bahwa modifikasi genetik pada hewan lain untuk memproduksi protein spesifik telah berhasil di bidang penelitian lainnya di masa lalu.
Sapi dapat memproduksi jumlah susu yang besar dalam rentang waktu yang lama, yang bisa membantu dengan peningkatan produksi.
Para peneliti menggunakan proses yang disebut pemindahan nukleus sel somatik untuk menciptakan embrio khusus. Tujuan akhirnya adalah untuk memanipulasi kelenjar susu dari keturunan yang dihasilkan agar memproduksi protein spesifik dalam susu mereka.
Para peneliti mampu menghasilkan embrio transgenik yang sangat spesifik yang ditanamkan ke dalam sapi, berhasil menciptakan satu sapi transgenik.
Para peneliti selanjutnya mencoba mengawinkan sapi transgenik tersebut, namun upaya ini tidak berhasil. Pada akhirnya, mereka merangsang sapi secara hormonal untuk memproduksi susu.
Setelah memberikan waktu 21 hari untuk laktasi, para peneliti mengumpulkan susu selama 30 hari berikutnya. Mereka kemudian melakukan uji coba, khususnya pemisahan Western dan spektrometri massa, untuk mengevaluasi protein yang ada dalam susu. Mereka membandingkan hasilnya dengan susu non-transgenik.
Hasil analisis menemukan proinsulin dan insulin dalam susu yang mereka evaluasi dari sapi transgenik tersebut.
“Kami dapat memproduksi insulin manusia yang bio-aktif dalam susu sapi,” jelas penulis studi Dr. Matthew B. Wheeler, PhD, seorang profesor bioteknologi dan biologi perkembangan dari Carl R. Woese Institute for Genomic Biology di University of Illinois Urbana-Champaign, kepada kami.
“Tujuannya adalah untuk memproduksi sumber insulin yang ekonomis untuk pasien diabetes. Sapi ini memproduksi baik bentuk prekursor, proinsulin dan insulin dalam susunya.”
Penelitian lebih lanjut tentang sapi penghasil insulin diperlukan
Implikasi dari temuan ini dapat membuat insulin lebih mudah tersedia, membuka jalan untuk penelitian lebih lanjut yang dapat meningkatkan pengobatan diabetes.
Namun, studi baru ini memiliki beberapa keterbatasan.
Pertama, keseluruhan proses modifikasi genetik hanya menghasilkan satu sapi yang secara efektif memproduksi insulin. Para peneliti juga hanya menganalisis sebagian tertentu dari susu, yaitu bagian yang mengandung protein larut. Para peneliti juga perlu memperjelas enzim mana yang membantu mengubah proinsulin menjadi insulin, sehingga penelitian di masa depan juga dapat mengeksplorasi hal ini.
“Keterbatasan terbesar dari studi ini adalah bahwa laktasi diperlukan agar sapi dapat memproduksi insulin, dan hewan transgenik sering mengalami kesulitan untuk hamil secara alami atau melalui cara buatan,” kata Dr. Splenser.
“Para peneliti harus merangsang sapi secara hormonal untuk laktasi, yang mengarah pada produksi susu dalam jumlah kecil yang mengandung insulin. Meskipun penulis mengidentifikasi tanda-tanda proinsulin dan insulin dalam susu sapi menggunakan pemisahan Western dan spektroskopi massa, mereka tidak membuktikan apakah insulin yang dihasilkan dalam sapi itu benar-benar aktif secara fisiologis in-vitro atau in-vivo,” tambah Dr. Splenser.
Pertimbangan etis dari hewan transgenik
Beberapa pakar mengatakan bahwa mengandalkan hewan yang dimodifikasi genetik untuk menghasilkan insulin mungkin tidak diperlukan.
“Sejak akhir 1970-an, ‘insulin manusia’ biosintetik telah diproduksi terutama dari E.coli dan ragi,” kata Dr. Andres Splenser, seorang endokrinologis dengan Memorial Hermann di Houston, kepada kami.
“Metode produksi insulin ini lebih manusiawi dan tidak memerlukan penggunaan embrio atau hewan transgenik.”
Para peneliti harus menyeimbangkan setiap kekhawatiran etis dalam memproduksi sapi transgenik dan kekhawatiran keamanan terkait. Risiko potensial penggunaan hewan yang dimodifikasi genetik untuk farmakologi manusia masih belum dipahami dengan baik.
Dr. Wheeler optimis tetapi mencatat bahwa penelitian ini masih memiliki jalan panjang:
“Suatu hari kita mungkin dapat menggunakan susu sebagai sumber protein medis yang penting bagi pasien manusia dan mungkin bahkan mengembangkan cara untuk menyediakan insulin kepada pasien diabetes tanpa injeksi. Namun, itu masih bertahun-tahun ke depan. Ini adalah studi pembuktian konsep yang telah dipublikasikan. Kita perlu menghasilkan lebih banyak hewan dan menentukan jumlah insulin yang dapat mereka hasilkan serta efektivitas insulin tersebut untuk mengobati diabetes.”
