Bagaimana Gene Drive akan Menghapuskan Malaria?

Menurut data World Health Organization pada tahun 2016, ada sekitar 216 juta kasus malaria di seluruh dunia [1]. Penyakit malaria yang disebabkan oleh parasit dalam kelompok Plasmodium ini telah membunuh kurang lebih 445 ribu orang secara global pada tahun 2016, hampir dua kali lebih banyak dari jumlah kematian akibat senjata api di luar zona konflik pada tahun yang sama [2]. Hal ini menunjukkan bahwa malaria adalah penyakit yang membutuhkan perhatian serius dan eradikasi malaria dapat menyelamatkan nyawa ratusan ribu orang per tahun.

Sebagaimana yang telah banyak diketahui oleh khalayak ramai, Plasmodium penyebab malaria disebarkan melalui gigitan nyamuk Anopheles. Menekan jumlah nyamuk ini akan mengurangi penyebaran penyakit malaria. Oleh sebab itu, sekelompok peneliti dari Imperial College, London, merancang sebuah sistem dengan pemacu gen (gene drive) untuk mengurangi populasi nyamuk [3].
Pemacu gen adalah elemen genetik yang mampu meningkatkan frekuensi pewarisan sebuah gen [4]. Tanpa adanya pemacu gen, gen-gen ‘buruk’ yang merugikan sebuah populasi umumnya tidak diwariskan dengan baik karena pembawa atau keturunannya tidak mampu bersaing dengan individu pemilik gen-gen lain. Akibatnya frekuensi gen ‘buruk’ ini semakin sedikit dari generasi ke generasi. Pemacu gen umumnya bekerja melalui dua mekanisme, yang pertama adalah dengan membuatkan kopi sebuah gen di satu kromosom ke kromosom lain. Yang kedua adalah dengan menganggu kehidupan individu yang memiliki gen normal bersama dengan gen pemacu sehingga individu dengan gen yang dipacu berkembang lebih baik.

Para peneliti dari Imperial College ini menggunakan pemacu gen untuk merusak gen nyamuk bernama doublesex dan mengopi gen rusak ini ke kromosom lain [4]. Pada kondisi normal, gen ini bertanggung jawab dalam menentukan jenis kelamin nyamuk Anopheles. Kerusakan pada kedua kopi gen ini menyebabkan gangguan perkembangan dan kemandulan pada nyamuk betina tapi tidak berefek terhadap nyamuk jantan atau apabila kerusakan hanya terjadi pada satu kopi saja.

Bagaimana Kaitan Gene Drive dengan Malaria?

Dengan memanfaatkan prinsip ini para peneliti memasang perangkat ini dengan merekayasa genetik nyamuk jantan [4]. Dengan melepaskan nyamuk-nyamuk jantan termodifikasi ini dan membiarkan mereka kawin dengan nyamuk-nyamuk betina normal, nyamuk-nyamuk betina keturunan pasangan nyamuk betina normal dan jantan termodifikasi ini akan mulai mengalami gangguan reproduktif pada generasi selanjutnya seiring dengan penyebaran gen doublesex yang telah rusak pada populasi nyamuk. Karena kekurangan betina yang mampu bertelur, populasi nyamuk akan berkurang dengan sendirinya sesudah beberapa generasi.

Walaupun terlihat menjanjikan untuk memerangi malaria, beberapa isu muncul terkait dengan penggunaan pemacu gen. Beberapa ilmuwan mengkhawatirkan risiko dan dampak lingkungan yang belum terukur ketika populasi nyamuk malaria merosot [5]. Pihak lain mengkhawatirkan resistensi alami nyamuk terhadap pemacu gen yang membuat pemacu gen menjadi semakin tidak efektif pada generasi nyamuk selanjutnya [6]. Beberapa pihak lebih mempersoalkan masalah regulasi dan pemegang kewenangan bagi penggunaan teknologi ini [7]. Walaupun demikian, analisis yang lebih mendalam tentang manfaat dan mudarat penerapan pemacu gen mungkin memang dibutuhkan.

Referensi

1. World malaria report 2017. (2017). Geneva: World Health Organization.
2. The Global Burden of Disease 2016 Injury Collaborators. Global Mortality From Firearms, 1990-2016. JAMA. 2018;320(8):792–814. doi:10.1001/jama.2018.10060

3. Kyrou, K., Hammond, A. M., Galizi, R., Kranjc, N., Burt, A., Beaghton, A. K., Nolan T., Crisanti, A. (2018). A CRISPR–Cas9 gene drive targeting doublesex causes complete population suppression in caged Anopheles gambiae mosquitoes. Nature Biotechnology. doi:10.1038/nbt.4245
4. Champer, J., Buchman, A., & Akbari, O. S. (2016). Cheating evolution: Engineering gene drives to manipulate the fate of wild populations. Nature Reviews Genetics, 17(3), 146-159. doi:10.1038/nrg.2015.34
5. Patrão Neves M, Druml C Ethical implications of fighting malaria with CRISPR/Cas9 BMJ Global Health 2017;2:e000396.
6. Sahotra Sarkar; Researchers Hit Roadblocks with Gene Drives, BioScience, Volume 68, Issue 7, 1 July 2018, Pages 474–480, https://doi.org/10.1093/biosci/biy060
7. Baltzegar, J., Barnes, J. C., Elsensohn, J. E., Gutzmann, N., Jones, M. S., King, S., & Sudweeks, J. (2017). Anticipating complexity in the deployment of gene drive insects in agriculture. doi:10.1101/169938