Pengeditan Gen Dapat Hilangkan Kromoson Penyebab Sindrom Down

SINDROM Down (Down syndrome) adalah kondisi genetik yang terjadi ketika seseorang memiliki salinan tambahan kromosom 21 (disebut trisomi 21). Kelebihan materi genetik ini memengaruhi perkembangan fisik dan intelektual seseorang sejak lahir.

Sebuah studi terobosan dari Jepang membuka kemungkinan baru untuk mengatasi penyebab genetik sindrom Down melalui teknologi pengeditan gen mutakhir. Dengan memanfaatkan CRISPR-Cas9, para peneliti dari Universitas Mie berhasil menghilangkan salinan tambahan kromosom 21 dari sel manusia dalam kondisi laboratorium. Pencapaian ini menjadi tonggak ilmiah yang berpotensi mengubah pendekatan masa depan dalam menangani sindrom Down.

Sindrom Down, atau trisomi 21, saat ini memengaruhi sekitar 1 dari setiap 700 kelahiran di Amerika Serikat. Kondisi ini disebabkan oleh keberadaan satu salinan tambahan kromosom 21, yang menghasilkan materi genetik berlebih dan mengganggu proses seluler normal.

Akibatnya, individu dengan sindrom Down dapat mengalami berbagai tantangan perkembangan dan kesehatan, mulai dari disabilitas intelektual, cacat jantung bawaan, hingga peningkatan risiko penyakit Alzheimer pada usia lebih dini.

Tim Universitas Mie yang dipimpin oleh Ryotaro Hashizume menunjukkan bahwa CRISPR-Cas9 dapat digunakan untuk secara selektif menargetkan dan menghilangkan kromosom berlebih tersebut. Dalam makalah mereka yang dipublikasikan di PNAS Nexus, tim ini menyebut pendekatan tersebut sebagai penyelamatan trisomi melalui pemotongan kromosom ganda spesifik alel.

CRISPR-Cas9 bekerja dengan menggunakan enzim yang dipandu molekul RNA untuk mengenali dan memotong urutan DNA tertentu. Dalam penelitian ini, para ilmuwan merancang sistem CRISPR agar hanya mengenali kromosom 21 tambahan, tanpa memengaruhi dua salinan normal—sebuah teknik yang dikenal sebagai pengeditan spesifik alel.

“Kami merancang sistem CRISPR untuk menargetkan kromosom tambahan tanpa memengaruhi pasangan normalnya,” jelas Hashizume. “Tujuan kami adalah menghilangkan materi genetik berlebih dan melihat apakah ekspresi gen sel dapat kembali ke tingkat normal.”

Uji coba awal dilakukan pada sel punca yang dikultur di laboratorium. Setelah kromosom tambahan dihilangkan, para peneliti mengamati bahwa pola ekspresi gen dan produksi protein menjadi lebih seimbang. Gen-gen yang berperan dalam perkembangan sistem saraf meningkat aktivitasnya, sementara gen terkait metabolisme ditekan—hasil yang sejalan dengan temuan sebelumnya tentang gangguan perkembangan otak akibat trisomi 21.

Penelitian kemudian diperluas ke fibroblas kulit, yaitu sel dewasa yang berasal dari individu dengan sindrom Down. Hasilnya serupa: kromosom tambahan berhasil dihilangkan pada banyak sel yang diobati.

“Hasil ini sangat menjanjikan,” ujar Hashizume. “Bahkan pada sel yang telah terdiferensiasi, kami melihat koreksi kelainan kromosom, yang membuka peluang aplikasi pada berbagai jenis jaringan.”

Sel-sel yang telah dikoreksi menunjukkan fungsi biologis yang lebih baik. Mereka tumbuh lebih cepat, memiliki waktu penggandaan yang lebih singkat, dan menghasilkan lebih sedikit spesies oksigen reaktif, senyawa berbahaya yang berkaitan dengan stres sel dan penuaan. Hal ini menandakan peningkatan fungsi mitokondria dan kebugaran sel secara keseluruhan.

Meski demikian, pendekatan ini masih menghadapi tantangan. Beberapa pemotongan CRISPR juga mengenai kromosom sehat, menimbulkan kekhawatiran terkait efek di luar target. Untuk mengatasinya, tim peneliti tengah menyempurnakan molekul pemandu CRISPR agar lebih presisi.

“Ketepatan adalah kunci,” tegas Hashizume. “Kami terus mengoptimalkan strategi penargetan dan mempelajari bagaimana sel yang diedit ini berperilaku dalam jangka panjang.”

Para ahli menilai implikasi penelitian ini sangat luas. Jika terbukti aman dan andal, teknik ini berpotensi diterapkan dalam pengobatan regeneratif, misalnya dengan menggunakan sel punca yang telah dikoreksi untuk memperbaiki jaringan rusak pada individu dengan sindrom Down. Sindrom ini sendiri dinamai dari Dr. John Langdon Down, dokter Inggris yang pertama kali mendeskripsikannya secara ilmiah pada tahun 1866.

Pertimbangan Etis

Terlepas dari kemajuan ilmiah, kemungkinan menghilangkan sindrom Down secara genetik memunculkan pertanyaan etis yang mendalam. Di beberapa negara, seperti Islandia, prevalensi sindrom Down menurun drastis akibat skrining prenatal dan keputusan terminasi kehamilan—sebuah tren yang memicu perdebatan global.

“Ketika kita mendengarkan suara penyandang sindrom Down dan keluarga mereka, banyak yang merasa terganggu dengan gagasan penghapusan kondisi ini,” kata Astridur Stefansdottir, profesor etika terapan di Universitas Islandia, kepada ABC News Australia.

Tim peneliti Jepang menegaskan bahwa tujuan mereka bukan menghapus sindrom Down dari masyarakat, melainkan memahami bagaimana pengeditan gen dapat mengurangi beban biologis yang menyertai kondisi tersebut.

Sindrom Down diketahui berkaitan dengan berbagai masalah medis. Hampir 50 persen individu dilahirkan dengan cacat jantung bawaan, terutama defek septum atrioventrikular. Risiko gangguan pencernaan, disfungsi tiroid, kelainan sistem imun, serta Alzheimer onset dini juga lebih tinggi.

Para ilmuwan meyakini bahwa kromosom 21 tambahan meningkatkan produksi protein prekursor amiloid, yang memicu penumpukan plak beta-amiloid di otak—ciri khas penyakit Alzheimer. Hal ini menjelaskan mengapa risiko demensia pada individu dengan sindrom Down tiga hingga lima kali lebih tinggi dibandingkan populasi umum.

Dengan menghilangkan kromosom tambahan, para peneliti berharap dapat mengurangi atau menunda munculnya komorbiditas tersebut. Namun, mereka menegaskan bahwa penerapan klinis masih memerlukan waktu.

“Teknologi ini belum siap digunakan di rumah sakit,” kata Hashizume. “Namun, penelitian ini menetapkan tolok ukur baru bagi CRISPR bukan hanya mengedit gen tunggal, tetapi juga menargetkan seluruh kromosom.”

Publikasi studi ini di PNAS Nexus menandai langkah penting dalam pengeditan gen tingkat kromosom. Ke depan, tim peneliti berencana melakukan pemantauan jangka panjang terhadap sel yang dimodifikasi serta mengeksplorasi kemungkinan penerapan in vivo. hay