1
           PENGEMBANGAN MODEL HEWAN COBA (TRANSGENIC
                                  MICE) 
               DALAM MENUNJANG PENELITIAN KANKER **
                             dr. Ahmad Aulia Jusuf, PhD
                                Bagian Histologi
                        Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia
                                   2009
           PENDAHULUAN  
               Tikus   transgenik   telah   banyak   digunakan   secara   luas   di   dalam   penelitian
           biomedik.   Riwayat   tikus   transgenik   dimulai   ketika   Palmitter   pada   tahun   1981
           memasukan gen thymidine kinase dari virus herpes ke dalam sel telur tikus yang telah
           dibuahi (zygot).2,3 Beberapa makalah tentang tikus transgenik telah dipublikasikan oleh
           Palmitter (1986)4, Jaenisch (1988)5 dan Hanahan (1989)6. Gordon dkk pada tahun 1983
           telah mengembangkan tehnik yang lebih baik dan fleksibel yaitu dengan menyuntikkan
           gen yang akan diamati secara langsung ke dalam pronucleus telur tikus yang telah
           dibuahi (zigot)7. Metode untuk membuat tikus transgenik makin disempurnakan oleh
           Hogan dkk pada tahun 1994.8
               Tikus transgenik digunakan sebagai model hewan coba untuk mempelajari
           regulasi gen-gen yang terkait dengan perkembangan jaringan tubuh dan gen-gen yang
           spesifik yang berperan dalam pertumbuhan jaringan tubuh tertentu serta mempelajari
           fenotif gen pada jaringan tubuh. Disamping itu tikus transgenik juga dapat digunakan
           untuk mempelajari regulasi gen-gen yang berperan dalam proses terjadinya kanker
           (oncogenesis) dan mempelajari efek zat atau senyawa tertentu dalam terapi penyakit.1,2,3,10
               Makalah ini akan menguraikan pengertian tikus transgenik dan kegunaannya,
           metoda untuk membuat tikus transgenik, peran tikus transgenik sebagai hewan model
           untuk mempelajari proses karsinogenesis dan penggunaan tikus transgenik dalam
           mencari bahan-bahan herbal yang dapat digunakan dalam terapi kanker.1,2,20
           ** Disampaikan pada Simposium Penelitian Bahan Obat Alami XIV dan Muktamar XI Perhipba,
                Jakarta 11-12 Agustus 2009
           DEFINISI
                                                                                                   2
                         Tikus transgenik  adalah tikus yang mempunyai genom (susunan gen) yang telah
                  dimodifikasi secara artifisial melalui rekayasa genetik (genetic engineering) dan dapat
                  diteruskan kepada turunannya.1,2
                         Fragmen DNA atau gen yang dimasukkan kedalam suatu sel akan diligasikan
                  secara ujung ke ujung (end to end) kesuatu tempat tertentu di dalam suatu kromosom
                  secara acak oleh ensim ligasi intraselular sehingga gen atau fragmen DNA itu akan
                                        2,9  
                  tersusun secara tandem  (Gb-1).  Telur tikus yang telah dibuahi (fertilized eggs/zigot)
                  yang kedalam pronukleusnya telah disuntikkan fragmen DNA akan berkembang menjadi
                  tikus   dengan banyak sel-sel tubuhnya mengandung fragmen DNA atau gen yang
                  dimasukkan tersebut. Fragmen DNA atau gen yang injeksikan kedalam pronukleus telur
                  tikus yang telah dibuahi ini dikenal sebagai transgen.3 Transgen ini bisa merupakan gen
                  yang tidak dipunyai oleh tikus (gen eksogen/exogenous gene) atau gen yang sudah ada
                  pada tikus   (gen   endogen/endogenous   gene)   Transgen   yang   diinjeksikan   ini   akan
                  menempel dan tersusun secara tandem pada tempat tertentu di dalam suatu kromosom
                  individu   transgenik   (host)   tersebut   secara   random.2,3  Bila   kromosom   yang   telah
                  dimodifikasi ini hadir pada sel-sel kelamin (sel telur dan sperma) maka tikus tersebut
                  akan meneruskan kromosom yang telah dimodifikasi ini ke tikus turunannya. Tikus yang
                  susunan gennya telah berubah secara permanen ini dikenal sebagai tikus transgenik
                  (transgenic mice).3  Tikus transgenik yang membawa gen-gen yang terlibat dalam proses
                                                        18
                  onkogenesis dikenal sebagai ”oncomice”.
                                                              gen                 gen                    gen                  gen
                                           Gen yang tersusun secara tandem 
                          Gambar 1- Susunan tandem dari gen yang diinsersikan secara acak pada 
                                       suatu kromosom tertentu pada setiap sel tubuh tikus
                  KEGUNAAN TIKUS TRANSGENIK
                         Tikus transgenik digunakan sebagai model hewan coba untuk mempelajari
                  regulasi gen-gen yang terkait dengan perkembangan jaringan tubuh dan gen-gen yang
                                            3
        spesifik yang berperan dalam pertumbuhan jaringan tubuh tertentu serta mempelajari
        fenotif gen pada jaringan tubuh. Disamping itu tikus transgenik juga dapat digunakan
        untuk mempelajari regulasi gen-gen yang berperan dalam proses terjadinya kanker
        (oncogenesis) dan mempelajari efek zat atau senyawa tertentu dalam terapi penyakit.2,3,10
        PROSES  PEMBUATAN TIKUS TRANSGENIK
      Gambar-2.  Ada 2 metoda pembuatan tikus transgenik: (1) metoda insersi transgen kedalam ES cells
                         (kiri) dan (2) metoda pronuclear microinjection. 
           Pembuatan tikus transgenik merupakan proses yang sulit dan membutuhkan
        waktu yang lama. Ada 2 metoda untuk membuat tikus transgenik yaitu19,20: (1)
        Pronuclear   microinjection  yaitu   transgen   dimasukkan   secara   langsung   kedalam
        pronukleus telur tikus yang sudah difertilisasi (fertilized egg/zygote), (2)  Embryonic
        Stem (ES) cell electroporation and subsequent blastocyst injection yaitu insersi transgen
        kedalam sel induk embrionik (embryonic stem cells/ES cells) yang dilanjutkan dengan
        pemasukkan ES cells kedalam blastokista. Berikut ini akan diuraikan cara membuat tikus
        transgenik dengan metoda pronuclear microinjection. 
                                                                                                   4
                         Sebelum membuat tikus transgenik serangkaian perisapan yang harus dilakukan
                  adalah (1) persiapan gen (transgen) yang akan dimasukkan ke dalam pronukleus telur
                  tikus   yang   telah   dibuahi   (fertilized   eggs/zigotes),   (2)   persiapan   tikus   yang   akan
                  digunakan, (3) persiapan alat dan bahan, (4) persiapan sistem deteksi ada tidaknya
                  transgen dalam susunan genom ”calon” tikus transgenik (tikus yang berkembang dari
                  zigot yang disuntikkan transgen).
                  1. Persiapan Transgen
                         Fragmen DNA atau gen yang akan dimasukkan ke dalam pronukleus zigot harus
                  mengandung promoter,  complete protein coding region, sedikitnya satu intron dan
                                     11
                  polyadenylation site.  
                         Transgen ini didapatkan dan di amplifikasi dari suatu genom organisme tertentu
                  dengan menggunakan  Polymerase Chain Reaction  (PCR). Produk PCR kemudian
                  ditanam pada daerah kloning (cloning site) vector  tertentu misalnya plasmid dengan
                  menggunakan   ensim   ligase.   Vektor   yang   mengandung   transgen   ini   kemudian
                  ditransfeksikan kedalam bakteri tertentu dengan tehnik  heat shock. Bakteri kemudian
                  ditanam dan ditumbuhkan pada media agar (agar plate). Setelah tumbuh, bakteri
                  kemudian diperbanyak (dibiakkan) pada media agar yang cair. Vektor yang mengandung
                  transgen kemudian diisolasi dari bakteri yang telah dilisiskan dengan tehnik tertentu.
                  Fragmen transgen ini kemudian diisolasi dari vektor dengan menggunakan ensim restriksi
                  (restriction enzyme) dikuti dengan pemisahan dan pemurnian pada gel agarosa dan
                  electroelution (Gb-3)
                         Ada 3 faktor yang perlu diperhatikan dalam mempersiapkan transgen yang akan
                  diinjeksikan kedalam pronukleus fertilized eggs yaitu konsentrasi, ukuran dan kemurnian
                  DNA.19  Walaupun sekuens (fragmen DNA) dari  vector  prokariotik tampaknya tidak
                  mengganggu integrasi transgen pada hostnya tetapi sekuens tersebut dapat menghambat
                  ekspresi dari transgen tersebut.10,12  Karenanya konstruksi gen yang akan ditransfer
                  (transgen) tersebut harus dipurifikasi dahulu sebelum diinsersikan ke dalam pronukleus
                  zigot untuk menghindari hal tersebut. Tak diketahui apakah hambatan ekspresi transgen
                  ini akibat adanya susunan nukleotida tertentu dalam sekuens vektor prokariotik tersebut
                  atau merupakan sifat umum dari sekuens DNA vektor prokariotik tersebut.10,12  Panjang
                  DNA pada transgen tidak dibatasi, bisa dari beberapa kilo base pair (Kbp) hingga 1000