Sejak dimulainya empat dekade lalu, rekayasa genetika telah menjadi sumber harapan besar dalam perawatan kesehatan, pertanian dan industri. Tapi itu juga menimbulkan keprihatinan yang dalam, paling tidak karena proses pengeditan genom yang melelahkan. Sekarang teknik baru, CRISPR-Cas, menawarkan presisi dan kemampuan untuk mengubah teks genom di beberapa lokasi secara bersamaan. Tapi ini tidak menghilangkan kekhawatiran.
Genom dapat dilihat sebagai semacam skor musik. Dengan cara yang sama seperti nada memberi tahu musisi dalam orkestra kapan dan cara bermain, genom memberi tahu bagian penyusun sel (biasanya protein) apa yang harus mereka lakukan. Skor juga dapat mencakup catatan komposer yang menunjukkan kemungkinan perubahan, ekses, yang dapat ditambahkan atau dikecualikan, tergantung pada kasusnya. Untuk genom, "catatan" seperti itu muncul dari kehidupan sel selama beberapa generasi dalam lingkungan yang terus berubah.
Program genetik DNA mirip dengan buku yang rapuh: urutan halamannya bisa berubah, dan beberapa bahkan pindah ke program sel lain. Jika sebuah halaman, katakanlah, dilaminasi, tidak terlalu mudah rusak saat dibalik. Demikian pula, elemen program genetik, yang dilindungi oleh lapisan yang kuat, lebih mampu menembus ke dalam berbagai sel dan kemudian berkembang biak saat sel membelah.
Selanjutnya, elemen ini menjadi virus yang menyebar dengan cepat. Langkah selanjutnya adalah sel yang mereproduksi virus - tidak berguna atau berbahaya - untuk mengembangkan cara melawannya. Dan faktanya, inilah bagaimana proses CRISPR-Cas pertama kali muncul untuk melindungi bakteri dari serangan virus.
Proses ini memungkinkan properti yang diperoleh menjadi dapat diwariskan. Selama infeksi pertama, fragmen kecil dari genom virus - semacam tanda tangan - disalin ke dalam pulau genom CRISPR (fragmen tambahan dari genom, di luar teks genom induk). Akibatnya, memori infeksi bertahan selama beberapa generasi. Ketika salah satu keturunan sel terinfeksi virus, urutannya akan dibandingkan dengan genom virus. Jika virus serupa menginfeksi induk sel, keturunannya akan mengenalinya, dan mekanisme khusus akan menghancurkannya.
Bagi para ilmuwan, proses penguraian yang rumit ini memakan waktu puluhan tahun, paling tidak karena bertentangan dengan teori evolusi standar. Namun hingga saat ini, para ilmuwan telah menemukan cara untuk mereplikasi proses tersebut, memungkinkan manusia untuk mengedit genom tertentu dengan sangat presisi - yang secara praktis merupakan cawan suci rekayasa genetika dalam hampir 50 tahun.
Ini berarti para ilmuwan dapat menggunakan mekanisme CRISPR-Cas untuk memperbaiki masalah dalam genom - yang setara dengan kesalahan pengetikan dalam teks tertulis. Misalnya, dalam kasus kanker, kami ingin menghancurkan gen yang memungkinkan sel tumor berkembang biak. Kami juga tertarik untuk memasukkan gen ke dalam sel yang tidak pernah menerimanya melalui transmisi genetik alami.
Tidak ada yang baru untuk tujuan ini. Tetapi dengan CRISPR-Cas, kami jauh lebih siap untuk mencapainya. Metode sebelumnya telah meninggalkan jejak pada genom yang dimodifikasi, berkontribusi, misalnya, pada resistensi antibiotik. Sebaliknya, mutasi yang dihasilkan CRISPR-Cas tidak berbeda dengan mutasi yang muncul secara spontan. Itulah sebabnya, Badan Pengawas Obat dan Makanan AS telah memutuskan bahwa bahan-bahan tersebut tidak boleh diberi label sebagai organisme hasil rekayasa genetika.
Video promosi:
Jika beberapa gen harus dimodifikasi, metode sebelumnya sangat sulit karena prosesnya harus dilakukan secara berurutan. Berkat CRISPR-Cas, kemampuan untuk melakukan modifikasi genom pada saat yang sama telah memungkinkan terciptanya jamur dan apel yang tidak teroksidasi atau berubah warna menjadi coklat saat bersentuhan dengan udara - suatu hasil yang memerlukan penonaktifan beberapa gen secara bersamaan. Apel ini sudah ada di pasaran dan tidak dianggap organisme hasil rekayasa genetika.
Aplikasi lain sedang dalam pengembangan. Apa yang disebut prosedur generasi gen untuk memanipulasi genom dapat mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh serangga pembawa penyakit. Modifikasi gamet yang ditargetkan pada nyamuk - yang paling mematikan di dunia bagi manusia - akan membuat mereka tidak mampu menularkan virus atau parasit.
Namun penggunaan CRISPR-Cas harus dilakukan dengan hati-hati. Meskipun teknologi ini terbukti bermanfaat dalam memerangi banyak penyakit mematikan, teknologi ini juga membawa risiko serius dan berpotensi sama sekali tidak dapat diprediksi. Pertama, karena genom bereproduksi dan menyebar melalui reproduksi, memodifikasi seluruh populasi hanya akan memerlukan modifikasi sejumlah individu, terutama jika siklus hidup organisme pendek.
Selain itu, dengan adanya hibridisasi di mana-mana di antara spesies yang bertetangga, ada kemungkinan bahwa modifikasi satu spesies nyamuk juga akan menyebar secara bertahap dan tak terkendali ke spesies lain. Analisis genom hewan menunjukkan bahwa peristiwa semacam itu telah terjadi di masa lalu, dengan spesies yang ditangkap oleh elemen genetik yang dapat memengaruhi keseimbangan ekosistem dan evolusi spesies (meskipun tidak mungkin untuk mengatakan caranya). Dan jika mengubah populasi nyamuk berbahaya, tidak diketahui apa yang bisa terjadi jika kita memodifikasi sel manusia - khususnya, sel germinal - tanpa analisis yang cermat.
Teknologi CRISPR-Cas siap mengubah dunia. Tantangan utama saat ini adalah memastikan bahwa perubahan ini berhasil.
Antoine Danchin
