Tantangan Produksi Insulin Manusia untuk Penderita Diabetes

Penemuan kloning DNA oleh Stanley Cohen dan Herbert Boyer menandai dimulainya rekayasa genetik, yang memungkinkan gen ditransfer dengan mudah ke berbagai spesies biologis. Penemuan mereka mengarah pada penciptaan berbagai protein rekombinan untuk digunakan dalam bidang medis, termasuk insulin.

Tahun 1978, bakteri E. coli digunakan untuk memproduksi insulin manusia sintetis pertama yang direkayasa secara genetis. Eli Lilly kemudian memasarkan insulin manusia biosintetik pertama yang dapat diakses secara komersial dengan merek Humulin pada tahun 1982, yang disahkan oleh FDA untuk penggunaan obat pada manusia.

Tahapan produksi insulin rekombinan

Produksi insulin secara besar-besaran dengan menggunakan teknologi plasmid telah berhasil dikembangkan. Biasanya hormon Insulin dibuat oleh kelenjar Langerhans pankreas manusia yang dikontrol oleh gen insulin. Pada produksi dengan teknik rekombinan, gen insulin manusia ini diambil dari tubuh manusia. Pada saat yang sama disiapkan gelang plasmid bakteri yang terbuka.

Lalu, DNA gen insulin manusia disambungkan ke bagian gelang plasmid yang terbuka dengan menggunakan enzim ligase DNA. Gen insulin manusia dan plasmid yang telah menyatu membentuk lingkaran gelang plasmid tertutup disebut kimera (DNA rekombinan).

Kimera tersebut kemudian dimasukkan ke dalam sel bakteri E. coli. Bakteri ini akan hidup normal dan memiliki fungsi tambahan yaitu dapat memproduksi hormon insulin. Bakteri E. coli kemudian dikembangbiakkan dalam media. Bakteri tersebut kemudian mampu menghasilkan hormon insulin manusia yang dapat digunakan untuk pengobatan diabetes.

Prospek ke depan

Tantangan saat ini metode ekspresi insulin yang lebih efisien harus dikembangkan, dan metode baru rute pemberian insulin, seperti melalui inhalasi atau konsumsi. Menarik, produksi protein rekombinan dari tanaman transgenik, memiliki keunggulan biaya rendah dan kualitas protein tinggi. Tumbuhan tidak memiliki patogen bagi manusia.

Pada saat ini gen insulin manusia telah berhasil diekspresikan dalam tanaman Arabidopsis thaliana. Tanaman ini memiliki waktu generasi yang singkat yaitu hampir 6 minggu dan dapat dengan mudah tumbuh pada kondisi laboratorium dengan sinar matahari yang terbatas.

Tanaman tembakau menunjukkan perkecambahan biji dan tingkat kelangsungan hidup yang lebih tinggi, sedangkan tanaman selada banyak dikonsumsi di seluruh dunia dan merupakan sistem ekspresi yang sangat menarik. Kloroplas tanaman ini dapat digunakan untuk mensintesis proinsulin.

Stroberi merupakan buah populer di dunia, rasanya enak, mengandung beberapa vitamin, mineral, antosianin, dan asam amino esensial yang baik untuk kesehatan manusia. Sifat stroberi yang dapat dimakan menjadikannya tanaman yang berguna untuk produksi insulin, karena dapat diberikan secara oral atau dikonsumsi.

drh. Pudjiatmoko, Ph.D

 Medik Veteriner Ahli Utama Ditjen Peternakan dan Kesehatan Hewan, Kementerian Pertanian

(Angkasa Yudhistira)