CRISPR/Cas 9 MELAWAN CERVICAL CANCER:
BAGAIMANA PERKEMBANGAN DAN KEBERHASILANNYA?
Kasus Kanker Serviks di Indonesia
Sobat biologist tahu nggak kalau angka kejadian kanker diperkirakan telah meningkat menjadi 18,1 juta dan sekitar 9,2 juta kematian akibat kanker pada tahun 2018 lho! (Bray et al., 2018). Kematian pada perempuan akibat kanker serviks di Indonesia setiap tahunnya mengalami peningkatan sekitar 20,928 kasus dan sekitar 9.428 kematian akibat kanker serviks. Kanker ovarium dan endometrium juga termasuk lima kanker tersering pada perempuan di Indonesia (Hediya et al., 2018). Menurut data Global Cancer Observatory (2020), sebanyak 36.633 (17.2%) tercatat kasus baru di Indonesia dan kanker serviks menempati posisi ke-2 setelah kanker payudara, sedangkan berdasarkan laporan Kementerian Kesehatan RI pada tanggal 31 Januari 2019, kasus kanker serviks terjadi pada 23,4 per 100.000 penduduk dengan rata-rata kematian mencapai 13,9 per 100.000 penduduk. Wah ngeri ya sobat biologist.. eitss tapi tenang, dengan kemajuan teknologi saat ini para peneliti terus berusaha untuk mengembangkan pengobatan untuk kanker, salah satunya yaitu melalui terapi gen CRISPR/Cas9. Simak penjelasan lengkapnya di bawah yuk!
Apa itu CRISPR/Cas 9?
Perkembangan teknologi terapi gen menunjukkan hasil yang baik sehingga dapat menjadi agen terapi bagi penderita kanker (Ginn et al., 2013). Jennifer Doudna dan rekannya berhasil mengembangkan teknologi terapi gen terbaru Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats associated with Cas9 protein (CRISPR/Cas9) system (Doudna, 2014). Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) atau disebut juga CRISPR/Cas9 merupakan teknologi pengubah gen yang bekerja dengan bantuan RNA (Origene, 2019). CRISPR diciptakan berdasarkan sebuah sistem pertahanan berbasis DNA yang awalnya ditemukan pada mikroorganisme bakteri tertentu. CRISPR membuat bakteri dapat mengingat virus atau sesuatu yang berkaitan. Jika virus serupa menyerang lagi, bakteri menghasilkan segmen RNA dari susunan CRISPR untuk menarget DNA virus. Bakteri akan memotong DNA menggunakan enzim sehingga virus menjadi tidak aktif (Rees et al., 2018). Para peneliti dapat mengubah urutan DNA hampir semua organisme melalui teknologi CRISPR, sehingga memungkinkan penjelasan fungsi genetik pada tingkat sistem dan dapat mengidentifikasi penyebab penyakit genetik (Hsu et al., 2014). Keren banget kan!
Perkembangan CRISPR/Cas 9 dalam Upaya Melawan Kanker Serviks pada Tahun 2017
Kanker serviks merupakan neoplasia yang tumbuh di jaringan leher rahim (NIH, 2014). Data WHO (2012) menginformasikan bahwa kanker serviks memiliki angka insidensi dan kematian tertinggi kedua pada wanita di dunia setelah kanker payudara (WHO, 2016). Berdasarkan info DATIN Kemenkes RI, kejadian kanker serviks tertinggi kedua yakni 10,3% dari seluruh kanker wanita di Indonesia pada tahun 2016 (Kemenkes RI, 2016). Hingga saat ini, pengobatan terhadap penderita kanker serviks stadium lanjut adalah radioterapi dan kemoterapi. Akan tetapi, radiasi dari radioterapi dapat menyebabkan kerusakan DNA pada sel-sel normal, selain itu juga menyebabkan pertumbuhan malignansi lainnya (NIH, 2010). Sayangnya penggunaan radioterapi cenderung mahal sobat biologist. Selain itu, materi genetik pada sel kanker serviks masih dapat berevolusi meskipun sudah dilakukan kemoterapi (Xia et al., 2010; Shi et al., 2012). Produksi teknologi CRISPR/Cas9 berasal dari protein enzim yang dihasilkan oleh suatu bakteri sehingga biayanya jauh lebih kecil dibandingkan teknologi pengeditan gen lainnya, seperti TALEN dan ZFN. Jika target intervensi CRISPR/Cas9 adalah gen yang menyebabkan sel kanker serviks tumbuh dan berkembang, efek terapi yang ditimbulkan akan lebih spesifik terhadap gen yang memicu sel kanker tersebut. Peneliti kemudian berinisiatif untuk mengetahui potensi inovasi terapi gen CRISPR/Cas9 dengan dualsgRNAs bertarget gen E6 dan E7 pada virus HPV16.
Perkembangan CRISPR/Cas 9 dalam Upaya Melawan Kanker Serviks pada Tahun 2021
Kemoterapi adalah salah satu strategi pengobatan kanker yang penting(Fidler et al, 2017).Akan tetapi, resistensi kemoterapi menjadi faktor pembatas utama kesembuhan pasien kanker (Fasan,2019). Bukti menunjukkan kemoterapi menyebabkan remisi tumor dengan cepat sementara resistensi obat saat menggunakan obat dalam jangka waktu panjang yang mengarah pada kegagalan pengobatan tumor (Ebos, 2015; Nikolaou et al., 2018; Livney et al., 2013). Resistensi kemoterapi adalah salah satu penyebab kematian akibat kanker serviks (Su, 2019). Dalam praktik klinis, peningkatan dosis obat dilakukan untuk meningkatkan efek pengobatan tumor. Akan tetapi, tindakan tersebut meningkatkan efek samping toksik (Marangolo, 2008). Nah, untuk mengatasi masalah ini, banyak peneliti fokus pada pengembangan obat anti tumor baru atau menggabungkan beberapa obat secara bersamaan untuk meningkatkan efek terapeutik kanker. Namun, pengembangan obat baru memakan biaya dan waktu yang tidak sedikit, bahkan obat baru yang dikembangkan tidak dapat menghindari evolusi mekanisme resistensi baru sel kanker. Oleh karena itu, modifikasi genetik yang berhubungan dengan resistensi obat pada sel kanker dapat menjadi solusi permasalahan tersebut. Gen p53 berperan penting dalam resistensi obat sel tumor (Cao et al., 2020). Gen p53 dapat menggunakan protein pengikat Y-BOX untuk menurunkan regulasi ekspresi protein terkait resistensi sehingga meningkatkan sensitivitas sel tumor terhadap obat kimia (Tian et al., 2011). Kehilangan p53 dapat mengganggu proses apoptosis sehingga mendorong pembentukan resistensi obat yang merupakan ciri utama sel kanker (Cao et al., 2020; Parmakhtiar et al., 2019).
Studi genomik mengungkapkan bahwa ekspresi gen antikanker pRB dan p53 akan diturunkan bahkan hilang dalam sel tumor setelah pengobatan jangka panjang yang mengakibatkan resistensi obat (Oser et al., 2015; Meuwissen et al., 2003; Mu et al., 2017). Peneliti berharap gangguan ekspresi onkogen kunci dapat membalikkan perkembangan resistensi obat dalam sel tumor. Teknik interferensi RNA adalah salah satu metode yang paling umum untuk mengatur ekspresi gen target. Penghambatan ekspresi beberapa gen terkait resistensi obat oleh gangguan RNA meningkatkan efek kemoterapi kanker serviks (Dipaolo et al., 2005; Rossi et al., 2006). Akan tetapi, RNA memiliki ketepatan waktu yang singkat dan dengan degradasi RNA, ekspresi gen yang resistan terhadap obat juga segera dilanjutkan (Cao et al., 2011). Oleh karena itu, metode modifikasi genetik yang lebih stabil dan efisien sangat dibutuhkan untuk membalikkan resistensi obat sel kanker dan meningkatkan efek kemoterapi tumor.
Peniliti melaporkan bahwa sistem vektor CRISPR/Cas9 memungkinkan pengeditan efisien dua situs target onkogen untuk menghapus fragmen DNA secara permanen di antara situs target (Ma et al., 2015; Martinez et al., 2020). Sebagian besar kanker serviks disebabkan oleh infeksi virus papiloma pada manusia (HPV) dengan dua onkogen E6 dan E7 dari virus yang terintegrasi ke dalam sel inang (Woodman, 2007). Oleh karena itu, ekspresi berlebih kedua gen tersebut adalah kunci untuk mendorong dan mempertahankan kanker sel serviks (Kennedy, 2014). Oleh karena itu, peneliti berspekulasi bahwa kedua onkogen terkait dengan kejadian resistensi obat pada sel tumor. Gen nanoeditor yang dikembangkan dengan membawa dua pasang primer dapat secara bersamaan dan efisien dapat melumpuhkan dua onkogen yang mempertahankan tumorigenesis dalam sel kanker serviks. Setelah onkogen dihapus, peneliti menemukan bahwa jalur persinyalan p53 dan pRB yang menghambat pertumbuhan sel tumor aktif kembali yang dikombinasikan dengan docetaxel (DOC) dan secara signifikan meningkatkan efisiensi pembunuhan sel kanker serviks. Gen E6 dan E7 berasal dari HPV. Dua gen tersebut hanya ditemukan di sel kanker serviks yang memastikan spesifisitas dan keamanan sistem pengeditan skala nano. Nah, untuk melacak sistem nano secara real-time, molekul fluoresence TQ-BPN yang memiliki efek emisi diinduksi agregasi (AIE) di wilayah inframerah secara selektif tertanam dalam cangkang hidrofobik dari liposom kationik amfifilik (Givens et al., 2018; Parlea et al., 2016). Sistem nano yang dibentuk oleh enkapsulasi liposom kationik plasmid CRISPR/Cas9 bermuatan negatif dan DOC hidrofobik menunjukkan keampuhan terapeutik yang sangat baik dan efek samping yang bisa diabaikan pada model tikus kanker serviks (Meisel et al., 2016). Oleh karena itu, inovasi ini menunjukkan strategi yang menjanjikan untuk pengobatan kanker serviks dengan menggabungkan kemoterapi dan terapi gen target ganda.
Upaya Pencegahan Kanker Serviks
Promosi kesehatan merupakan salah satu pencegahan primer kanker (Prasanti et al. 2018). Semua perempuan berisiko terkena kanker serviks sehingga edukasi pencegahan dan pendeteksian harus diperkenalkan sejak dini (Chusniah et al., 2021). Banyak metode yang dapat dipakai untuk menyampaikan pendidikan kesehatan kepada remaja, misalnya media film, video, ceramah, leaflet, dan poster (Vera et al., 2019). Kesadaran dan pengetahuan masyarakat yang rendah tentang kanker menyebabkan penyakit penderita pertama kali terdeteksi sudah dalam keadaan stadium lanjut (Selly et al., 2022). Ttotal penduduk berusia 30 sampai 50 tahun yang berisiko tinggi lebih dari 36,7 juta orang yang mendapat deteksi dini hanya 1,75% atau 644.951 orang padahal pemerintah menargetkan 80% (Trisnowati et al., 2020). Pelayanan keperawatan mengikuti program-program yang juga dilaksanakan oleh pemerintah terutama di bidang kesehatan reproduksi, seperti program deteksi dini kanker dengan pemeriksaan IVA Test gratis di layanan kesehatan terdekat pada kejadian kanker serviks dan program vaksinasi HPV. Program deteksi dini kanker membantu perempuan agar dapat mengenal dan mencegah secara dini kanker serviks tetapi banyak faktor penghambat dalam pelaksanaannya, seperti rasa takut jika terdeteksi kanker serviks, takut dengan alat pemeriksaan, dan informasi yang dimiliki terkait kanker serviks atau pemeriksaan kanker serviks gratis masih sedikit. Sobat biologist juga bisa lho ikut andil dalam pengenalan dan pencegahan kanker serviks sejak dini bagi perempuan ya! Salam biologist!.
DAFTAR PUSTAKA
Adli, M. 2018. The CRISPR tool kit for genome editing and beyond. Nature Communications 9 (1): 1-13.
Angeline, W. K. 2020. CRISPR- inovasi biologi molekuler dan medis yang kontroversial. Cermin Dunia Kedokteran 47(3): 218-221.
Bray, F., J. Ferlay, I. Soerjomataram, R. L. Siegel, L. A. Torre, dan A. Jemal. 2018. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA: A Journal for Clinicians. 68(2): 1–31.
Damara, F. A. 2017. CRISPR/Cas9 dengan dual-sgRNAs bertarget gen E6 dan E7 virus HPV 16 sebagai inovasi terapi gen upaya menurunkan angka kanker serviks global. Jurnal Scientific Pinisi 3 (2): 98-103.
Dewi, S. K., M. Martini, S. Anggraeni. 2022. Pentingnya Deteksi Dini Kanker Serviks sebagai Upaya Pemberdayaan Perempuan. Prosiding Seminar Nasional Masyarakat Tangguh 1(1): 90-99.
Dinas Kesehatan Pacitan. 2021. Cegah Dini Kanker Serviks Melalui IVA. https://dinkes.pacitankab.go.id/cegah-dini-kanker-serviks-melalui-iva/ . [Diakses pada 1 Maret 2022].
Eid, A., S. Alshareef, dan M. M. Mahfouz. 2018. CRISPR base editors: Genome editing without double-stranded breaks. Biochemical Journal 475 (11) 1955-1964.
Ginn, S. L., I. E. Alexander, M. L. Edelstein, M. R. Abedi, dan J. Wixon. 2013. Gene therapy clinical trials worldwide to 2012- an update. The Journal of Gene Medicine 15(2): 65-77.
Hsu, P. D., E. S. Lander, dan F. Zhang. 2014. Development and applications of CRISPR-Cas9 for genome engineering. Cell 157(6):1262–78.
Lino, C. A., J. C. Harper, J. P. Carney, dan J. A. Timlin. 2018. Delivering CRISPR: a review of the challenges and approaches. Drug Delivery 25(1):1234–57.
Li, X., M. Guo, B. Hou, B. Zheng, Z. Wang, M. Huang, Y. Xu, J. Chang, dan T. Wang. 2021. CRISPR/Cas9 nanoeditor of double knockout large fragments of E6 and E7 oncogenes for reversing drugs resistance in cervical cancer. Journal of Nanobiotechnology 9(1): 1-13.
Shi, M., L. Du, D. Liu, L. Qian, M. Hu, M. Yu, Z. Yang, dan M. Zhao. C. Chen, L. Guo, L. Wang, L. Song, Y. Ma, N. Guo. 2012. Glucocorticoid regulation of a novel HPV–E6–p53– miR‐ 145 pathway modulates invasion and therapy resistance of cervical cancer cells. The Journal of Pathology 228(2): 148-157
Thulin, L. 2019. Four U.S. CRISPR Trials Editing Human DNA to Research New Treatments. https://www.smithsonianmag.com/science-nature/four-us-crispr-trials-editing-human-dna-for-new-medical-treatments-180973029/. [Diakses pada 2 Maret 2022].
Xia, S., Y. Zhao, S.Yu, dan M. Zhang. 2010. Activated PI3K/Akt/COX-2 pathway induces resistance to radiation in human cervical cancer HeLa cells. Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals. 25(3): 317-323.
Mungkin jika teman teman ingin melihat videonya, dapat masuk kedalam link ini ya :