Ayam Super Hasil Rekayasa CRISPR Ini Tahan Terhadap Flu Burung

Alat pengeditan gen CRISPR mungkin sangat penting dalam melawan salah satu virus paling mematikan yang beredar di dunia—virus yang telah membunuh ratusan juta orang sejak tahun 2020.

Tentu saja ini bukan Covid-19. Virus ini merupakan jenis flu burung yang sangat agresif dan telah memusnahkan populasi ayam di seluruh dunia. Yang menyedihkan, banyak kawanan ternak yang telah dimusnahkan untuk membendung penyakit ini. Label harga yang meroket untuk selusin telur? Jenis flu ini juga patut disalahkan.

Selain tagihan belanjaan, penyebaran virus di kalangan unggas juga meningkatkan kemungkinan virus tersebut menular ke spesies lain—termasuk manusia. Menurut Organisasi Kesehatan Dunia, 10 negara di tiga benua telah melaporkan tanda-tanda virus flu burung pada mamalia sejak tahun 2022, sehingga memicu kekhawatiran akan terjadinya pandemi lainnya.

Beberapa negara telah meluncurkannya kampanye vaksinasi untuk melawan virus tersebut. Tapi ini adalah musuh yang tangguh. Seperti jenis flu pada manusia, virus ini bermutasi dengan cepat dan membuat vaksin menjadi kurang efektif seiring berjalannya waktu.

Namun bagaimana jika kita dapat menghentikan infeksi sejak awal?

Minggu ini, sebuah tim dari Inggris yang merekayasa “ayam super” yang tahan terhadap flu burung biasa. Dalam sel benih primordial ayam—sel yang berkembang menjadi sperma dan sel telur—mereka menggunakan CRISPR-Cas9 untuk mengubah satu gen yang penting untuk reproduksi virus.

Ayam yang diedit tumbuh dan berperilaku seperti ayam “kontrol” yang tidak diedit. Mereka sehat, bertelur dalam jumlah biasa, dan berkotek bahagia di kandangnya. Namun peningkatan genetik mereka terlihat jelas ketika ditantang dengan dosis flu yang sebenarnya serupa dengan yang mungkin beredar di kandang yang terinfeksi. Ayam yang diedit mampu melawan virus. Semua burung kontrol terkena flu.

Hasilnya adalah “pencapaian yang telah lama ditunggu-tunggu,” Dr. Jiří Hejnar dari Institut Genetika Molekuler Akademi Ilmu Pengetahuan Ceko, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan Ilmu. Kembali pada tahun 2020, Hejnar menggunakan CRISPR untuk merekayasa ayam yang kebal terhadap virus penyebab kanker, membuka jalan bagi pengeditan gen yang efisien pada burung.

Teknologi masih memiliki jalan untuk maju. Meskipun terdapat peningkatan genetik, setengah dari unggas yang diedit menjadi sakit ketika terkena virus dalam dosis besar. Bagian dari percobaan ini juga menimbulkan tanda bahaya: virus dengan cepat beradaptasi terhadap perubahan gen dengan mutasi yang membuatnya menjadi penyebar yang lebih baik—tidak hanya pada burung, tetapi juga mendapatkan mutasi yang dapat menular ke manusia.

“Hal ini menunjukkan kepada kita bukti konsep bahwa kita dapat bergerak menuju pembuatan ayam yang kebal terhadap virus,” kata penulis studi Dr. Wendy Barclay di Imperial College London dalam konferensi pers. “Tapi kita belum sampai di sana.”

Target

Dalam 2016, Barclay menemukan gen ayam yang digunakan virus flu burung untuk menginfeksi dan tumbuh di dalam sel ayam. Disebut ANP32A, ini adalah bagian dari keluarga gen yang menerjemahkan informasi DNA menjadi pembawa pesan biokimia lain untuk membangun protein. Begitu berada di dalam sel burung, virus flu dapat mengkooptasi produk gen tersebut untuk membuat lebih banyak salinan dirinya dan menyebar ke sel terdekat.

ANP32A bukan satu-satunya penghubung genetik antara sel dan virus. Sebuah studi selanjutnya menemukan gen “pelindung” kedua yang menghalangi pertumbuhan virus flu di dalam sel. Gen ini mirip dengan ANP32A, tetapi dengan dua perubahan besar yang memutuskan koneksi virus ke sel seperti menutup pintu. Karena virus memerlukan inang untuk bereproduksi, hambatan ini pada dasarnya memutus jalur kehidupan mereka.

“Jika Anda dapat mengganggu interaksi [gen-virus] dengan cara tertentu…mungkin dengan pengeditan gen ini, maka virus tidak akan dapat bereplikasi,” kata Barclay.

Studi baru ini mengikuti alur pemikiran ini. Dengan menggunakan CRISPR, mereka mengubah ANP32A dalam sel benih primordial ayam dengan menggabungkan dua perubahan genetik yang diamati pada gen pelindung. Sel-sel tersebut, ketika disuntikkan ke dalam embrio ayam, tumbuh menjadi sperma dan telur yang telah diedit pada ayam dewasa yang sehat, yang kemudian memiliki anak ayam dengan gen ANP32A yang telah diedit.

Prosesnya terdengar teknis, namun pada dasarnya ini merupakan percepatan dari teknik peternakan kuno di abad ke-21: membiakkan hewan untuk melestarikan sifat-sifat yang diinginkan—dalam hal ini, ketahanan terhadap virus.

Stand

Tim menguji ayam yang telah diedit dengan beberapa tantangan virus.

Dalam salah satu kasus, mereka menyemprotkan satu dosis virus flu burung ke hidung 20 anak ayam berumur dua minggu—separuh di antaranya merupakan hasil rekayasa genetika, sedangkan sisanya merupakan hasil perkawinan normal. Prosedurnya terdengar intens, namun jumlah virus telah disesuaikan dengan jumlah virus yang biasanya ada di kandang yang terinfeksi.

Kesepuluh burung kontrol semuanya sakit. Sebaliknya, hanya satu ayam yang disunting yang terinfeksi. Meski begitu, ia tidak menularkan virus ke burung lain yang telah diedit.

Dalam tes kedua, tim meningkatkan dosisnya menjadi sekitar 1,000 kali lebih banyak daripada semprotan hidung aslinya. Setiap burung, apa pun susunan genetiknya, tertular virus. Namun, burung yang diedit membutuhkan waktu lebih lama untuk menunjukkan gejala flu. Mereka juga memiliki tingkat virus yang lebih rendah dan kecil kemungkinannya untuk menularkannya ke orang lain di kandang mereka—terlepas dari susunan genetiknya.

Sekilas, hasilnya terdengar menjanjikan. Namun mereka juga mengibarkan bendera merah. Alasan mengapa virus-virus tersebut menginfeksi ayam-ayam yang telah diedit meskipun ada “gen super” yang melindungi mereka adalah karena ayam-ayam tersebut dengan cepat beradaptasi dengan perubahan genetik tersebut. Dengan kata lain, pertukaran gen yang dimaksudkan untuk melindungi ternak, ironisnya, dapat mendorong virus berevolusi lebih cepat.

Trio Emas

Mengapa hal ini bisa terjadi? Beberapa tes menemukan mutasi pada genom virus kemungkinan memungkinkan virus untuk menyerang anggota keluarga ANP32A lainnya. Protein-protein ini biasanya tidak digunakan selama invasi virus terhadap flu dan secara diam-diam menolak replikasi virus. Namun seiring berjalannya waktu, virus tersebut belajar bekerja dengan setiap gen untuk meningkatkan reproduksinya.

Tim peneliti sangat menyadari bahwa perubahan serupa dapat memungkinkan virus menginfeksi spesies lain, termasuk manusia. “Kami tidak khawatir dengan mutasi yang kami lihat, namun fakta bahwa kami mendapat terobosan [infeksi] berarti kami memerlukan perubahan yang lebih teliti di masa mendatang,” kata Barclay.

Dr Sander Herfst di Erasmus University Medical Center, yang sedang belajar serangan flu burung ke mamalia, setuju. “Sistem kedap air sehingga tidak ada lagi replikasi [virus] yang terjadi pada ayam diperlukan,” dia bilang Ilmu.

Salah satu solusi potensial adalah lebih banyak penyuntingan gen. ANP32A hanyalah satu dari tiga anggota gen yang membantu virus berkembang. Dalam tes pendahuluan, tim menonaktifkan ketiga gen dalam sel dalam cawan petri. Sel-sel yang diedit tersebut kebal terhadap jenis virus flu yang sangat berbahaya.

Namun ini masih belum merupakan solusi sempurna. Gen-gen ini bersifat multitasker yang mengatur kesehatan dan kesuburan. Mengedit ketiganya dapat merusak kesehatan dan kemampuan bereproduksi ayam. Tantangannya sekarang adalah menemukan pengeditan gen yang dapat menangkal virus namun tetap mempertahankan fungsi normal.

Selain bioteknologi, peraturan dan opini publik juga kesulitan untuk mengejar ketertinggalan dari dunia penyuntingan gen. Hewan yang diberi CRISPR saat ini dianggap sebagai organisme hasil rekayasa genetika (GMO) berdasarkan hukum Uni Eropa, sebutan yang disertai dengan beban peraturan dan masalah persepsi publik. Namun, karena pengeditan gen seperti yang dilakukan dalam penelitian ini meniru perubahan yang mungkin terjadi secara alami di alam—daripada menggabungkan gen dari satu organisme ke organisme lain—beberapa hewan yang diberi CRISPR mungkin lebih dapat diterima oleh konsumen.

“Saya pikir dunia sedang berubah,” tersebut penulis studi Dr. Helen Sang, seorang ahli yang bekerja pada burung yang tahan flu selama tiga dekade. Peraturan mengenai hewan hasil rekayasa genetika untuk dijadikan makanan kemungkinan akan berubah seiring dengan semakin matangnya teknologi—namun pada akhirnya, apa yang dapat diterima akan bergantung pada pandangan multikultural.

Gambar Kredit: Toni Cuenca / Unsplash

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://singularityhub.com/2023/10/12/crispr-engineered-super-chickens-are-resistant-to-bird-flu/