Posted on

Aplikasi Bioteknologi Di Bidang Kesehatan

 

Sejumlah besar obat-obatan berbasis bioteknologi kini tersedia untuk mengobati penyakit. Sebagai contoh, insulin saat ini tersedia untuk mengobati penyakit diabetes, antibiotik untuk mengobati berbagai penyakit infeksi, dan masih banyak lagi. Berikut ini diuraikan peranan mikroorganisme dalam bioteknologi kesehatan.
Dengan bioteknologi dapat dikembangkan produk-produk peternakan. Produk tersebut, misalnya berupa hormon pertumbuhan yang dapat merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan rekayasa genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan buatan atau BST (Bovin Somatotropin Hormon). Hormon tersebut direkayasa dari bakteri yang, jika diinfeksikan pada hewan dapat mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu sampai 20%.

  • Pembuatan antibiotik

Antibiotik adalah produk metabolisme yang dihasilkan oleh mikroorganisme tertentu yang mempunyai sifat dapat menghambat pertumbuhan atau merusak mikroorganisme lain. Antibiotik pertama yang digunakan untuk mengobati penyakit pada manusia adalah tirotrisin. Antibiotik ini diisolasi dari bakteri Bacillus brevis (suatu bakteri tanah) oleh Rene Dubois.
Penelitian tentang antibiotik pertama kali dilakukan oleh A. Gratia dan S. Dath pada tahun 1924. Dari hasil penelitian ini dihasilkan actinomisetin dari Actinomycetes. Pada tahun 1928 Alexander flemming menemukan antibiotik penisilin dari jamur Penicillium notatum. Antibiotik ini mampu menghambat pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus. Beberapa jenis mikroorganisme dan antibiotik yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 1. dibawah ini.

No Mikroorganisme Antibiotik
Actinomycetes
1 Sterptomycetes griseus Streptomycin
2 Sterptomycetes erythraeus Erythromycin
3 Sterptomycetes noursei Nystatin
4 Sterptomycetes nodosus Amphoetericin-B
Bakteri
6 Bacillus licheniforis Bacitracin
7 Bacillus polymyxa PolymixynB
Jamur
8 Aspergillus fumigatus Fumigilin
9 Penicillium notatum Penisilin

Antibiotik digunakan untuk melawan berbagai infeksi mikroorganisme patogen. Mikroorganisme patogen adalah mikroorganisme yang menyebabkan penyakit. Antibiotik dibuat dengan cara tertentu. Tahap-tahap pembuatan antibiotik adalah sebagai berikut.

  1. Mikroorganisme penghasil antibiotik dikembangbiakkan.
  2. Mikroorganisme dipindahkan ke dalam bejana fermentasi yang berisi media cair. Pada bejana fermentasi ini mikroorganisme dipacu untuk berkembang biak dengan cepat.
  3. Dari cairan biakan mikroorganisme tersebut, antibiotik diekstraksi dan dimurnikan, kemudian dilakukan pengujian pertama kali dengan cara diuji di dalam laboratorium menggunakan cawan petri, apakah antibiotik tersebut dapat mematikan kuman atau tidak. Kedua, antibiotik diujikan pada hewan percobaan. Ketiga, apabila hasil pengujian pada hewan percobaan ternyata aman, maka antibiotik ini dapat diujikan pada sekelompok orang dengan pengawasan ketat dari para ahli.
  • Pembuatan vaksin

Vaksin digunakan untuk melindungi atau mencegah tubuh dari serangan penyakit. Secara konvensional  vaksin dibuat dari mikroorganisme (bakteri atau virus) yang dilemahkan atau toksin yang dihasilkan oleh mikroorganisme tersebut. Akan tetapi vaksin yang dihasilkan kurang aman dan dapat menimbulkan efek yang merugikan, misalnya:

  1. Mikroorganisme yang digunakan untuk membuat vaksin kemungkinan masih melanjutkan proses reproduksi
  2. Mikroorganisme yang digunakan untuk membuat vaksin kemungkinan masih memiliki kemampuan menyebabkan penyakit
  3. Ada sebagian orang yang alergi terhadap sisa-sisa sel dari produksi vaksin meskipun sudah dilakukan proses pemurnian

Perkembangan bioteknologi yang semakin pesat dapat mengurangi berbagai resiko yang tidak diinginkan tersebut. Vaksin dibuat secara bioteknologi melalui teknik rekayasa genetika, yaitu dengan menyisipkan gen-gen penghasil antibodi ke dalam DNA mikroorganisme (rekayasa genetika akan dibahas lebih lanjut dalam subbab bioteknologi modern). Keuntungan lain pembuatan vaksin dengan rekayasa genetika selain lebih aman, juga dapat diproduksi dalam jumlah besar.
Contoh vaksin antara lain vaksin poliomielitis, cacar air, rabies, rubella, dan gondong. Proses pembuatan vaksin-vaksin tersebut adalah dengan cara menumbuhkan virus di dalam kultur sel, seperti sel embrio ayam atau ginjal monyet. Kemudian virus-virus tersebut diekstraksi dengan penyaringan. Hasil ekstraksi digunakan untuk mematikan virus tersebut. Selanjutnya vaksin tersebut dapat dilemahkan dan disimpan pada suhu rendah dan dapat digunakan jika diperlukan. Apabila vaksin disuntikkan ke dalam tubuh seseorang, maka memungkinkan tubuh membangun sistem kekebalan tubuh dengan membentuk antibodi.
Pengembangan sel punca (Stem Cell)
Tepat seabad yang lalu, tahun 1908, istilah “stem cell” pertama kali diusulkan oleh ahli histologi Rusia, Alexander Maksimov pada kongres hematologi di Berlin. Ia mempostulatkan adanya sel induk yang membentuk sel-sel darah (haematopoietic stem cells). Tahun 1978, terbukti teori ini betul dengan ditemukannya sel-sel punca di daerah sumsum tulang belakang manusia.
Perkembangan riset sel punca melaju cepat dalam 10 tahun terakhir. Tahun 1998, James Thomson berhasil membiakkan untuk pertama kali sel-sel punca embrionik manusia di Universitas Wisconsin-Madison. Pada bulan Oktober 2007, Mario Capecchi, Martin Evans, dan Oliver Smithies memperoleh hadiah Nobel Kedokteran untuk riset mereka mengubah gen-gen tertentu pada mencit menggunakan sel punca embrionik hewan ini. Kemudian pada November 2007 dua ilmuwan Jepang, Shinya Yamanaka dan Kazutoshi Takahashi, serta James Thomson secara terpisah mengumumkan keberhasilan mereka menciptakan aneka jenis sel somatik dari sel punca hasil reprogram sel somatik (induced pluripotent cells) yang berasal dari sel-sel kulit manusia. Temuan ini merupakan kesempatan untuk terapi regeneratif tanpa dibebani persoalan etik karena tidak memanfaatkan sel-sel punca dari pembiakan embrio.
Di dalam tubuh manusia dan hewan pada umumnya terdapat dua jenis sel, yaitu sel somatik (tubuh) dan sel seksual (sperma dan sel telur). Dalam perkembangannya ada lebih dari 200 jenis sel manusia yang berbeda, misalnya sel saraf, kulit, darah, ginjal, hati, otot, jantung, usus hingga tulang. Setiap jenis sel pada tubuh manusia ini dapat dirunut balik dari sel telur yang difertilisasi oleh sel sperma membentuk morilla dan dalam lima hari menjadi blástula, yang kemudian membentuk sekumpulan sel punca.
Selain sel-sel punca embrionik, ada sel-sel punca dewasa yang ditemukan di jeringan otak, mata, darah, hati, sumsum tulang, otot, dan kulit. Jadi definisi  untuk sel punca adalah sebuah sel tunggal yang dapat bereplikasi sendiri menjadi sel serupa atau berdiferensiasi menjadi aneka jenis sel yang sama sekali berbeda (pluripoten).
Karena sifat-sifatnya inilah maka sel punca diyakini dapat digunakan untuk meregenerasi sel-sel tubuh manusia yang rusak. Misalnya memperbaiki bagian jaringan jantung yang mati pada pasien serangan jantung, atau menumbuhkan jaringan otak/saraf dan pembuluh darah baru pada pasien stroke sehingga yang tadinya lumpuh dapat berjalan lagi.  Diyakini pula sel punca dapat meregenerasi organ ginjal yang rusak, mengganti kulit pada pasien luka bakar, menyembuhkan pasien diabetes dan komplikasinya, Parkinson dan Alzheimer, artritis, cedera tulang belakang, dan masih banyak lagi “mukjizat” kesembuhan lainnya.