John B Gurdon dan Shinya Yamanaka

Atika Walujani Moedjiono

Penghargaan Nobel 2012 diawali dengan pengumuman penerima penghargaan Nobel Kedokteran, Senin (8/10). Setelah ada berbagai spekulasi, akhirnya John B Gurdon (79) dan Shinya Yamanaka (50) diumumkan sebagai penerima penghargaan untuk pemrograman ulang sel dewasa menjadi sel punca pluripoten.

Sel pluripoten adalah sel yang mampu tumbuh menjadi berbagai jenis sel tubuh. Sejumlah ilmuwan sebelumnya juga disebut-sebut sebagai kandidat kuat penerima penghargaan. Salah satunya, James Till dari Kanada dengan penelitian sel punca dari darah.

Komite Nobel di Institut Karolinska Stockholm menyatakan, penemuan kedua ilmuwan itu mengubah total pemahaman kita tentang perkembangan sel dan organisme. ”Penemuan Gurdon dan Yamanaka menunjukkan, sel dewasa yang terspesialisasi dapat diubah jadi muda kembali dengan perlakuan tertentu,” kata mereka. ”Penemuan itu memberi alat baru bagi para ilmuwan di seluruh dunia dan memungkinkan kemajuan pesat di berbagai bidang kedokteran.”

Menentang dogma

John B Gurdon menentang dogma bahwa sel dewasa terspesialisasi tidak bisa kembali menjadi sel punca pluripoten. Hipotesisnya, genom dari sel masih mengandung seluruh informasi yang diperlukan untuk mengarahkan pertumbuhannya menjadi jenis sel lain dari organisme. Pada 1962, ia menguji coba hipotesisnya. Gurdon menukar inti sel telur katak dengan inti sel usus. Ternyata, sel telur yang dimodifikasi itu tumbuh menjadi kecebong normal. DNA dari sel usus ternyata masih mempunyai informasi yang diperlukan untuk menumbuhkan seluruh sel tubuh katak.

Terobosan Gurdon semula ditanggapi dengan skeptis. Namun, akhirnya diterima setelah penelitiannya terkonfirmasi oleh penelitian ilmuwan lain. Penemuan itu mendorong riset mendalam di bidang sel punca yang berkembang pada percobaan kloning mamalia.

Dalam pernyataan di situs Gurdon Institute, ilmuwan sepuh ini menyatakan, ”Tujuan penelitian kami adalah menyediakan sel pengganti bagi seluruh jaringan tubuh yang dibuat dari sel dewasa. Kami berupaya menemukan cara untuk membuat sel jantung atau sel otak dari sel kulit atau sel darah orang dewasa. Dalam menyediakan ’suku cadang’, yang terpenting adalah sel harus berasal dari individu terkait untuk mencegah masalah penolakan oleh tubuh dan menghindari penggunaan obat penekan kekebalan tubuh.”

40 tahun kemudian

Jika mengikuti tradisi Jepang, Shinya Yamanaka bisa jadi adalah pengusaha suku cadang mesin jahit. Ia adalah anak tunggal pemilik pabrik suku cadang mesin jahit. Meski industri Jepang berkembang pesat pada 1970-an, ayahnya berpikiran modern. Ia mendorong anaknya untuk tidak mengikuti tradisi, meneruskan bisnis keluarga. Sebaliknya, Yamanaka didorong menjadi dokter.

Setengah abad kemudian, setelah beralih haluan dari belajar bedah tulang menjadi peneliti riset dasar genetika, Yamanaka memimpin penelitian tentang sel punca.

Pada 2006, lebih dari 40 tahun setelah penelitian fenomenal Gurdon, Yamanaka menemukan bahwa sel tubuh mencit yang telah terspesialisasi bisa diprogram ulang menjadi sel punca pluripoten dengan menambah beberapa gen.

Riset Shinya Yamanaka terkait sel punca embrional, sel punca pluripoten yang diisolasi dari embrio dan dikembangkan di laboratorium. Sejumlah sel punca semula diisolasi dari mencit oleh Martin Evans (pemenang Nobel 2007). Dalam hal ini Yamanaka coba menemukan gen-gen yang membuat sel tetap muda. Ketika beberapa gen diidentifikasi, ia menguji coba apakah ada di antara gen itu yang mampu memprogram ulang sel dewasa menjadi sel punca pluripoten.

Yamanaka dan tim mengintroduksi gen-gen dalam beberapa kombinasi ke sel dewasa dari jaringan ikat, fibroblas (sel jaringan ikat) dan meneliti hasilnya di bawah mikroskop. Mereka akhirnya mendapatkan kombinasi yang tepat. Dengan mengintroduksi empat gen bersama-sama, mereka mampu memprogram ulang sel fibroblas menjadi sel punca yang mampu tumbuh menjadi berbagai jenis sel lain, seperti sel saraf dan sel lambung. Penelitian itu dipublikasikan tahun 2006 dan segera dipandang sebagai terobosan besar.

Dalam jurnal Nature edisi tahun 2010, Yamanaka memaparkan penelitiannya. Menurut dia, kondisi stabil dari sel yang terdiferensiasi kini diketahui dikontrol oleh mekanisme dinamis yang dapat dengan mudah dikacaukan. ”Karena itu, sel dewasa bisa diprogram ulang, diubah pola ekspresi gennya ke jenis sel lain,” tulisnya. Yamanaka menyebut penemuannya ”sel punca pluripoten yang diinduksi (induced pluripotent stem cells/iPS cells).”

Dari laboratorium ke terapi

Penemuan Gurdon dan Yamanaka menunjukkan bahwa sel dewasa yang terspesialisasi diubah menjadi muda kembali dengan perlakuan tertentu. Artinya, meski genom sel mengalami modifikasi dalam perkembangannya, modifikasi itu bukan tidak mungkin dibalik.

Terobosan luar biasa itu mengubah total pandangan kita mengenai pertumbuhan dan spesialisasi sel. Buku teks ditulis kembali dan bidang penelitian baru dikembangkan. Dengan memprogram ulang sel manusia, tercipta peluang bagi para ilmuwan mempelajari penyakit dan mengembangkan metode baru untuk diagnosis dan terapi.

Penelitian dalam tahun-tahun belakangan menunjukkan, sel punca pluripoten hasil program ulang mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel tubuh. Sel punca hasil program ulang juga bisa dibuat dari sel manusia.

Sebagai contoh, ilmuwan meneliti sel kulit pasien dengan berbagai penyakit, diprogram ulang dan diteliti di laboratorium untuk dilihat perbedaan dengan sel orang sehat. Penelitian ini memungkinkan perkembangan terapi kedokteran.(www.nobelprize.org/ap/afp)