KALAU kita berhenti sejenak memikirkan permasalahan sehari-hari, lalu kita meneropong tubuh kita, makabanyak hal yang perlu kita syukuri. Ambil contoh saja apa yang kita makan, dicerna dan produknya dibawa ke sana-kemari oleh darah. Yang berguna, dimanfaatkan oleh sel-sel di seluruh tubuh.
Bukan itu saja kerjanya darah. Ia pun mengangkut oksigen yang kita hirup dari udara ke seluruh jaringan dan membawa hasil metabolisme yang berupa karbon dioksida ke luar tubuh. Jadi darah itu begitu penting. Namun sempatkah kita bertanya-tanya, apa yang terjadi bila tubuh tak mau lagi memproduksi sel darah merah?
Pertanyaan itu memang kelihatannya mengada-ada. Seandainya terjadi pemogokan produksi sel darah merah secara total, tentu sudah tahu jawabannya. Tetapi kalau produksi sel darah merah itu berkurang dari keadaan normal, dan keadaan ini terus berlangsung, berkurang sedikit demi sedikit, kita bisa kelabakan.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Selama ini mungkin kita tak menghiraukan masalah produksi sel darah merah. Seolah-olah semuanya berjalan dengan sendirinya. Pernahkah kita bertanya, faktor apa saja yang memicu terbentuknya sel darah merah?
Andil ginjal
Pada tahun 1906, Carnot P dan Deflandre mempostulasikan, produksi sel darah merah itu dikendalikan suatu hormon. Perkiraan itu masih tetap samar-samar setelah sekian tahun karena memang sangat sulit menentukan zat apa yang bersifat hormon tersebut. Selain itu juga perlu dicari di organ mana sebetulnya hormon itu disintesis.
Pencarian itu terus dilakukan, dan pada akhirnya pada tahun 1957 Jacobson LO Goldwasser E dan dua rekannya menemukan ginjal mempunyai andil dalam eritropoesis atau pembentukan sel darah merah. Di ginjal ini paling banyak diproduksi eritropoetin (EPO). Peneliti lain berhasil mengungkapkan pula sebagian kecil EPO (sebanyak 5-10 persen) dihasilkan di hati.
Pada tahun 1971 Goldwasser dan rekannya berhasil memurnikan hormon EPO yang berasal dari plasma domba yang menderita anemia. Selanjutnya Miyake dan Goldwasser tahun 1977 berhasil memurnikan hormon EPO dari urin penderita anemia aplastis. Kedua peneliti ini tidak sekadar memurnikan, namun juga mengindentikaasi kandungan karbohidrat yang terikat pada hormon tersebut.
Berbagai penelitian lain mengenai EPO terus dilakukan di beberapa tempat. Sikap Goldwasser sebagai peneliti ilmu dasar tidak berubah. Ia membimbing banyak peneliti muda untuk menekuni EPO, misalnya saja pada tahun 1985, bersama dengan Por-Hsiung Lai dan rekan lainnya ia mengkarakterisasikan struktur EPO manusia, seperti menentukan urutan asam amino, kandungan karbohidrat dan sebagainya. Banyak manfaat yang diperoleh dari penelitian-penelitian tersebut.
Mengobati gagal ginjal
Peranan hormon ini dalam mengatur produksi sel darah merah jelas amat penting. Dan sebenarnya hormon ini bisa diberikan pada pasien yang menderita gagal ginjal, karena pada pasien tersebut produksi EPO terganggu. Penderita gagal ginjal di seluruh dunia cukup banyak, tentu memerlukan EPO.
Mengisolasi EPO dari urin orang yang menghasilkan 2b .500 liter urin, paling hanya diperoleh EPO dalam satuan miligram saja. Itu pun sudah memakai tahap pemurnian dengan menggunakan monoklonal antibodi yang khusus mengenali EPO.
Lalu ilmuwan dan orang bisnis berpikir, apakah EPO ini tidak bisa diproduksi di luar tubuh manusia? Misalnya melalui bioteknologi. Ternyata kehadiran bioteknologi dapat menjawab pertanyaan itu. Hormon tersebut bisa diproduksi melalui rekayasa genetika, dan EPO tersebut kini sudah ada di pasaran, bahkan sudah beberapa tahun lalu dipakai di beberapa rumah sakit di Jakarta.
Pemberian EPO hasil rekayasa genetika pada penderita gagal ginjal memberi keuntungan, antara lain kebutuhan transfusi darah berkurang, meningkatkan kemampuan fisik, nafsu makan dan seksual, pertumbuhan kuku dan penebalan rambut menjadi baik, dan sebagainya.
Eritropoetin merupakan senyawaan glikoprotein. Artinya ia sendiri merupakan protein (tersusun dari 166 asam amino), namun di beberapa tempat berikatan dengan senyawaan karbohidrat seperti fukosa dan turunan karhohidrat seperti asam sialat, N-asetilglukosamin.
Berat molekul EPO 35.000, 30-50 persen di antaranya merupakan berat molekul karbohidrat yang terikat pada protein tersebut. Karbohidrat itu sangat penting keberadaannya. Kalau asam sialat itu dihilangkan, misalnya dengan enzim sialidase, ternyata aktivitaa EPO in vivo menjadi nol. Karbohidrat tersebut selain berfungsi untuk pengenal bagi reseptor EPO, juga untuk mengurangi kecepatan enzim protease mendegradasi EPO. Kalau EPO didegradasi/dipotong-potong, berarti EPO tidak punya fungsi lagi. Waktu hidup EPO di plasma cuma 4-7 jam saja.
Rekayasa genetika
Mengingat fungsinya yang penting itu, lalu para ahli mencoba memproduksi EPO melalui metode rekayasa genetika pada sel ginjal hamster. Jadi sebagai tempat produksinya bukan pada bakteri (seperti dalam produksi insulin) atau pada ragi (seperti dalam produksi vaksin hepatitis B). Produksi EPO di sel hewan itu ada maksudnya. Kalau diproduksi di bakteri, maka EPO yang dihasilkan tidak mengandung karbohidrat, padahal terikatnya karbohidrat itu pada EPO sangat penting.
Untuk memproduksi EPO melalui rekayasa genetika, ada beberapa tahap yang perlu dilakukan yaitu mengisolasi gen yang bertanggung jawab menghasilkan EPO. Untuk itu dibuat tiga untai DNA sintetik (memakai mesin DNA synthesizer) untuk menskrining gen yang terdapat pada sel hati manusia yang sudah meninggal. DNA Sintetis itu berupa untai tunggal yang terdiri dari 30 basa nukleotida. Pembuatan untai DNA sintetlk itu berdasarkan pengetahuan tentang urutan asam amino pada EPO.
DNA sintetik untai tunggal (DNA probe) inilah yang akan menempel pada untai tunggal DNA dari sel hati manusia (DNA diisolasi dahulu, kemudian dipotong-potong dengan menggunakan enzim restriksi dan didenaturasi sehingga DBA untai ganda menjadi DNA untai tunggal). DNA sintetik itu bisa kemudian menempel pada DNA yang mengandung gen EPO, karena DNA sintetik tersebut merupakan komplemen dari gen EPO (basa A pada untai yang satu berikatan dengan basa T pada untai lain, demikian pula basa G berpasangan dengan basa C). Dari DNA yang namanya lambda EPO41, mengandung gen EPO.
Kloning dan ekspresi gen EPO manusia pertama kali dilakukan pada tahun 1985 oleh Lin PK dan rekan peneliti lainnya, termasuk Goldwasser. Selanjutnya berbagai peneliti lainnya melakukan hal yang serupa. Dari riset dasar lalu menjelma adi riset terapan, dan diintip banyak industri bioteknologi kedokteran.
EPO ini masih jadi bahan pertentangan antara perusahaan Amgen, Thousand Oaks, AS dan perusahaan Genetica Institute, Cambridge, MA. Keduanya memproduksi EPO, dan dipatenkan. Yang pertama GI, dengan nomor paten 4.677.195 dan kedua Amgen, dengan nomor paten 4.703.008. Pertentangan itu hanya berkisar masalah penulisan makna suatu kalimat, bukan pada pertentangan penyerobotan teknologi.
Sudah banyak penelitian yang dilakukan terhadap beragai gen yang ada di tubuh manusia. Selain gen EPO ini, juga gen yang bertanggung jawab menghasilkan protein reseptor EPO. Bahkan gen reseptor EPO tersebut juga sudah dikloning (1990-1991). Kalau protein reseptor ini dalam jumIah banyak, maka memudahkan menjelaskan mekanisme molekular EPO pengendalian sintesis sel darah merah.
(Markus G Subiyakto, dosen biokimia FMIPA UI, pemerhati perkembangan bioteknologi)
