Terapi gen menggunakan teknik transfer gen normal ke dalam sel-sel pasien untuk menggantikan gen abnormal penyebab penyakit, menggunakan vektor virus atau non-virus. Terapi gen dapat diberikan pada sel somatik atau sel germinal, namun terapi sel germinal lebih efektif meskipun masih sulit dilakukan.

2. Terapi untuk mengobati penyakit
tententu
 menginsersikan gen yang telah
diperbaiki atau gen tertentu kedalam
genom sel-sel atau jaringan individu
 menggantikan gen yang abnormal penyebab
penyakit tersebut

3.  Insersi gen yang normal pada lokasi
yang tidak spesifik di dalam genom
 untuk menggantikan gen yang tidak berfungsi.
 Prinsip umum yang paling sering digunakan
 Gen abnormal dihilangkan dari genom
individu dan digantikan oleh gen yang
normal
 Homologous recombination
 Gen abnormal diperbaiki melalui cara
selective reverse mutation
 Mengubah regulasi (pengaturan) gen tertentu.

4.  Terapi gen sel somatik (somatic cell gene therapy)
 Terapi gen sel germinal (Germ line cell gene
therapy)

5.  Terapi gen sel somatik (somatic cell gene
therapy)
 gene therapy non hereditable
 gen yang normal atau telah dimodifikasi ditransfer ke
dalam sel-sel somatik pasien
 mengobati/mengatasi gejala penyakit pasien
 tidak dapat diturunkan kepada generasi selanjutnya
 gen yang telah diperbaiki ini hanya ada pada sel-sel
somatik saja dan tidak ada pada sel-sel germinal.
 mirip dengan transplantasi sel, jaringan atau organ
 Lebih rumit dan lebih berbahaya

6. Terapi gen sel somatik (somatic cell gene therapy)

7.  Terapi gen sel germinal (Germ line cell gene therapy)1,2,4
 Gen yang mengalami defek pada sel-sel germinal
 diperbaiki dengan cara menginsersikan dan mengintegrasikan gen
yang normal atau gen yang telah dimodifikasi kedalam genom
sel-sel germinal
 Gen yang telah diinsersikan ini kemudian akan diturunkan ke
generasi berikutnya
 Sangat bermanfaat untuk mengatasi penyakit-penyakit
genetik dan penyakit-penyakit yang bersifat herediter
 masih sulit dilakukan karena alasan tehnis dan etik
 telah mengubah genetik seseorang

8.  Transfer gen yang telah dimodifikasi
atau gen normal kedalam sel-sel sasaran
pada pasien
 Menggunakan vektor biologi yaitu virus
 Menggunakan cara non virus
 naked DNA
 oligonucleotides
 lipoplexes dan polyplexes
 hibrid methods
 dendrimers

9.  Vektor biologi yang digunakan adalah virus
 susunan genetiknya telah diubah sehingga dapat membawa
gen manusia yang normal
 gen yang telah diperbaiki dimasukkan kedalam sel-sel
sasaran pada tubuh manusia dengan cara tertentu dan
kemudian berintegrasi pada genom tertentu
 gen-gen pada virus yang dapat menyebabkan penyakit harus
dihilangkan dan diganti dengan gen-gen yang telah diperbaiki
 contoh virus A diketahui dapat berreplikasi atau
memperbanyak diri dengan cara menginsersikan gen-gen nya
kedalam genom sel-sel host.
 virus ini mempunyai 2 jenis gene yaitu gen A dan gene B
 Gen A mengkode protein untuk menginsersikan gen-gen nya kedalam
genom sel host (inang)
 Gen B menyebabkan timbulnya penyakit pada host
 gen C adalah gen yang telah diperbaiki
 menggantikan gen B
 gen A tetap dipertahankan untuk menjalankan fungsinya.

10. Vektor biologi yang digunakan
adalah virus
 Adenovirus merupakan virus generasi
pertama yang digunakan dalam terapi
gen dan sangat efektif sebagai vektor
pembawa transgen2,4
 Virus lain
 retrovirus
 adeno-associated viruses
 virus herpes simplex
 virus penyebab HIV

11.  Retrovirus
 Materi genetik pada virus ini adalah dalam
bentuk RNA
 Ketika retrovirus menginfeksi sel sasaran (host)
 RNA retrovirus, ensim reverse transcriptase dan
integrase masuk kedalam sel sasaran
 RNA retrovirus akan diubah menjadi DNA melalui
proses reverse transcription menggunakan ensim
reverse transcriptase
 DNA kemudian akan ditransfer kedalam inti sel
sasaran
 berintegrasi pada tempat tertentu di genom sel
sasaran dengan bantuan ensim integrase
 DNA yang telah diperbaiki ini juga akan terintegrasi
pada tempat tertentu di genom sel sasaran

12.  Retrovirus
 Salah satu masalah yang dapat terjadi pada terapi gen
 enzim integrase dapat menginsersikan materi genetik virus pada
tempat yang kurang sesuai
 pada bagian tengah gen-gen endogen pada host
 gen endogen ini tidak dapat berfungsi dikenal sebagai insertional
mutagenesis
 pada gen pengatur fungsi gen lainnya
 proses pembelahan sel dapat tidak terkendali dan berubah menjadi sel
kanker
 Hal ini sekarang dapat diatasi dengan menggunakan ensim Zinc finger
nucleases5
 Keuntungan menggunakan retrovirus
 transgen yang dimasukkan bisa di transmisikan kesemua sel yang
terinfeksi dan turunannya
 Kerugian
 dapat menyebabkan terjadinya mutasi genetik yang berbahaya selama
tahap pengintegrasian

13.  Adenovirus
 Ketika virus adenovirus menginfeksi sebuah sel inang
 molekul DNA virus tersebut akan dimasukkan kedalam sel inang tersebut
 materi genetik adenovirus tidak bersatu dengan materi genetik sel inang
 molekul DNA virus terletak bebas dalam inti sel dan proses transkripsinya
berlangsung secara sendiri
 molekul DNA virus tidak ikut berreplikasi ketika sel mengalami pembelahan
sehingga sel-sel inang hasil pembelahan tidak mengandung DNA virus
 membutuhkan pemasukkan kembali gen-gen yang sudah dimodifikasi ke dalam populasi sel
yang baru
 Sebaliknya keadaan ini akan mencegah terjadinya kanker
 Gendicine
 adenovirus yang telah mengandung gen p53 yang digunakan pada terapi gen untuk
mengobati penyakit kanker pada kepala dan leher
 sudah diizinkan oleh FDA China untuk digunakan pada manusia pada tahun 2003
 FDA Amerika Serikat telah menyetujui advexin, suatu vektor yang serupa dengan
Gendicine untuk digunakan di Amerika serikat pada tahun 2008

14. Transfer Gen menggunakan vektor
Adenovirus
(diunduh dari www.acceleratingfuture.com/michael/blog/?p=455)

15.  Keuntungan
 dapat diproduksi dalam jumlah besar
 immunogenisitas pada sel inang yang rendah
 Beberapa metoda non virus yang dapat digunakan
adalah
 Naked DNA
 metoda transfeksi non virus yang sangat sederhana
 penelitian klinik dengan cara menyuntikan naked DNA secara
intramuskular menunjukkan sebagian hasil yang sukses dan
sebagian lagi mengalami kegagalan
 ekspresi gen pada metoda transfeksi ini sangat rendah
dibandingkan dengan cara transfeksi lainnya

16.  Beberapa metoda non virus yang dapat
digunakan adalah
 Oligonukleotida
 Metoda menginaktifkan gen-gen yang terlibat dalam proses
penyakit.
 Menggunakan antisense yang spesifik untuk gen sasasaran
 mengganggu proses transkripsi gen sasaran yang rusak.
 Menggunakan oligonukleotida rantai ganda (double strand
oligonucleotide)
 mengikat faktor-faktor transkripsi yang diperlukan untuk
regulasi promoter gen sasaran

17.  Beberapa metoda non virus yang dapat digunakan
adalah
 Lipoplexes and polyplexes
 Meningkatkan efisiensi transfer dengan cara melindungi DNA
dari kerusakan dan memfasilitasi pemasukkannya kedalam sel
 Menggunakan molekul lipid
 lipoplexes dan polyplexes
 dirancang untuk melindungi DNA dari proses degradasi selama
proses transfeksi
 membungkus plasmid yang mengandung DNA dalam bentuk
seperti micelle atau liposome
 lipoplexes atau polyplexes yang telah mengandung DNA
dikenal sebagai lipoplex.
 lipoplex akan berinteraksi dengan membran sel dan masuk
kedalam secara endositosis
 endosome yang mengandung lipoplex ini kemudian akan lisis
dan transgen yang ada di dalamnya akan dikeluarkan ke dalam
sitoplasma sel untu kemudian akan masuk ke dalam inti sel

18.  Beberapa metoda non virus yang dapat
digunakan adalah
 Metoda Hibrid (Hybrid method)
 Untuk meningkatkan efisiensi trnasfer transgen
dikembangkan metoda hibrid (campuran) yaitu kombinasi
liposome dengan virus influenza atau HIV yang
diinaktifkan

19.  Beberapa faktor yang menghambat efektivitas penggunaan terapi
gen
 Masa hidup alami terapi gen yang pendek (Short-lived nature of gene
therapy)
 gen yang dimasukkan kedalam sel-sel target harus dapat berfungsi
 sel-sel yang mengandung gen terapi ini harus dapat hidup lama dan stabil.
 Respons Imunologik
 adanya stimulus tertentu yang merangsang timbulnya respons imunologik
dapat menurunkan efektivitas terapi gen
 adanya respon imunologik ini juga akan menyulitkan pengulangan terapi
gen pada pasien
 Masalah dengan virus yang berfungsi sebagai vektor
 toksisitas, reaksi imunologik dan inflamasi, kontrol gen dan jaringan
sasaran.
 kemungkinan pulihnya kembali kemampuan virus untuk menyebabkan
penyakit pada manusia

20.  Beberapa faktor yang menghambat efektivitas penggunaan terapi
gen
 Kelainan gen multipel
 terapi gen sulit digunakan untuk mengobati penyakit-penyakit yang
disebabkan oleh adanya kombinasi gen-gen yang mengalami kerusakan
 penyakit jantung, tekanan darah tinggi, Alzheimer, artritis dan diabetes.
 Potensi untuk timbulnya tumor
 Bila DNA diintegrasikan pada tempat yang salah di dalam genom, misalnya
pada daerah tumor suppressor gene, hal ini dapat menyebabkan
timbulnya tumor.
 pasien dengan X-linked severe combined immunodeficiency (X-SCID) yang
diterapi dengan sel punca darah (Hematopoietic stem cells yang diinfeksi oleh
retrovirus yang mengandung transgen
 Tiga dari 20 pasien yang diterapi menderita leukemia6

21.  Terapi gen pada manusia pertama kali dilakukan tahun 1990
 penyakit ”Adenosine deaminase-deficient severe combined
immunodeficiency disease (ADA-SCID)
 SCID (X-linked Severe Combined Immunodeficiency)
 penyakit autosomal yang jarang terjadi
 penderita tidak mempunyai sistem imun
 beberapa penderita mengalami defisiensi ensim adenosine
deaminase (ADA)
 kadar deoxyadenosine yang terfosforilasi meningkat mencapai tingkat
toksik dan terakumulasi dalam limfosit T
 membunuh sel limfosit.

22.  Sering terjadi pada anak laki-laki umur 1 tahun atau lebih
 >50% gen defek X-kromosom
 Defek pd rantai γ, reseptor IL 2, 4, 11, 15
 Gen autosomal resesif:, def. Limfosit, def. enzim ADA, PNP

23.  Mulai terlihat pada umur 1 th
 Infeksi penyakit sulit diobati:
 Pneumonia
 Meningitis
 Sepsis (lemah/kritis)
 Dermatitis/infeksi mulut
 Diare
 Hepatitis

24.  Contoh penggunaan adenovirus dalam terapi gen
 terapi gen yang dipakai untuk mengobati cystic fibrosis
(CF)
 virus adenovirus yang membawa gen CF diinhalasi oleh pasien
 sel-sel paru akan terinfeksi dan mensintesa produk gen CF untuk
mengatasi simptom dan gejala penyakit
 kuatnya reaksi imunologik tubuh menyebabkan terapi gen menjadi
tidak efektif
 Sel-sel yang terinfeksi virus dan mengandung transgen akan mati
dan tidak bisa memperbanyak diri

27.  Persyaratan National Institute of Health
(NIH)
 Gen harus di klon dan diketahui
karakteristiknya
 harus tersedia dalam bentuk murni
 Metoda efektif
 Resiko terapi gen
 harus dievaluasi secara berhati-hati
 seminimal mungkin
 Penyakit tidak dapat diobati dengan cara
lainnya
 Harus ada data penelitian pendahuluan