Pandemi covid-19 menyebabkan ketimpangan kapasitas kesehatan di banyak Negara terlihat semakin jelas. Salah satu dari banyaknya faktor yang disebutkan oleh Sekretaris Direktorat Kesehatan Masyarakat Kementerian Kesehatan, dr. Nadia Tarmizi, M.Epid. dalam forum G20 2022 silam, yaitu perbedaan kapasitas tiap-tiap Negara menggunakan genomic sequencing untuk mendeteksi dan memantau patogen biang penyakit yang baru muncul.

Seperti apa sebenarnya proses genomic sequencing mendeteksi satu penyakit?

Pertama, kita perlu melihat prinsip dan komposisi dari DNA. DNA merupakan unit biologis dasar dari penyimpanan data.  DNA terdiri dari urutan panjang pasangan basa (bps), yang masing-masing mewakili satu dari empat nilai (A, T, C atau G), mirip dengan cara penyimpanan data  binary digit (bit) yang digunakan dalam komputasi. Kombinasi berbeda dari pasangan basa ini menyandikan cetak biru untuk membangun setiap mesin molekuler yang dibutuhkan kehidupan untuk berfungsi.

Sedangkan, Genom adalah rangkaian lengkap sekuens DNA dalam suatu organisme dan berisi semua instruksi yang diperlukan organisme tersebut untuk berfungsi, termasuk embriogenesis, pertumbuhan, respons terhadap lingkungan, dan penyembuhan dari penyakit.

Genom manusia merupakan peta lengkap dari semua 23 sekuens DNA besar (kromosom) yang mengkodekan spesies kita yang terdiri dari total sekitar 3 miliar pasangan basa yang terkandung dalam inti setiap sel yang kita miliki.

Genomic sequencing adalah metode laboratorium yang digunakan untuk menentukan seluruh susunan genetik dari suatu organisme atau jenis sel tertentu. Metode ini dapat digunakan untuk menemukan perubahan pada area genom. Perubahan ini dapat membantu para ilmuwan memahami bagaimana penyakit tertentu, seperti kanker. Hasil pengurutan genom juga dapat digunakan untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit.

Genom manusia yang lengkap tersusun secara unik untuk memberi kita anatomi dasar dan karakteristik individu seperti tinggi dan warna rambut. DNA membentuk gen dan memahami fungsi serta memberikan wawasan penting tentang cara kerja tubuh kita dan apa yang terjadi saat kita sakit.

Itulah alasan di balik 13 tahun dan  2,7 miliar dollar yang dihabiskan untuk proyek genom manusia. Dunia dengan cepat membangun pencapaiannya dan saat ini dapat memetakan genom manusia hanya dalam beberapa jam dan dengan biaya kurang dari seribu dolar. Pengurutan DNA yang cepat, berskala besar, dan berbiaya rendah telah mendorong genomik ke dalam pengobatan arus utama, mendorong perubahan revolusioner menuju pengobatan presisi.

Diagnosis dini suatu penyakit dapat secara signifikan meningkatkan kemungkinan keberhasilan pengobatan, dan genomik dapat mendeteksi penyakit jauh sebelum gejala muncul. Termasuk, penyakit kanker. Hal tersebut dikarenakan oleh perubahan gen pada tubuh manusia.

Genomics dapat mengidentifikasi perubahan ini dan mencarinya menggunakan tes genetik yang jumlahnya terus bertambah, Jika hasil menunjukkan kerentanan terhadap suatu kondisi, dapat segera diambil tindakan pencegahan untuk menunda atau bahkan menghentikan perkembangan penyakit.

Perawatan kesehatan akan bergerak lebih ke arah pencegahan daripada penyembuhan dan genomik kemungkinan besar akan membuktikan faktor penting dalam memahami langkah-langkah perawatan kesehatan tertentu yang harus atau tidak boleh diambil oleh seseorang.

Ketika gejala berkembang, genomik dapat berperan penting dalam mendiagnosis masalah. Proyek genom manusia telah memicu penemuan hampir 2.000 gen penyakit, dan  hal ini terbukti sangat efektif dalam menyediakan analisis yang cepat dan akurat. Mereka sangat berharga untuk mengidentifikasi penyakit genetik langka yang sebelumnya membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk didiagnosis, mengakhiri ketidakpastian dan penderitaan "pengembaraan diagnostik".

Penelitian yang sedang berlangsung berkomitmen untuk membangun database biomarker genetik, terutama untuk kanker. Di Amerika Serikat, Atlas Cancer Genome telah memetakan perubahan genom kunci pada lebih dari 30 jenis kanker. Database semacam itu dapat memberikan diagnosis pasti dalam hitungan detik, dan bahkan merekomendasikan perawatan yang ditargetkan berdasarkan DNA pasien dan penyakitnya.

Pengurutan genetik tumor kanker membantu tidak hanya untuk mengidentifikasi kanker tertentu tetapi juga untuk memahami apa penyebabnya dan apa yang dapat membunuhnya.

Dalam hal pengobatan, genomik mendorong elemen penting lain dari pengobatan presisi farmakogenomik. diketahui bahwa obat yang sama dalam dosis yang sama memengaruhi orang secara berbeda. Dikarenakan Gen kita memengaruhi produksi enzim penting di hati yang memetabolisme obat-obatan. Jika variasi genetik menghentikan enzim bekerja dengan baik, obat dapat menumpuk di dalam tubuh dengan efek samping yang serius. Obat lain hanya bekerja ketika dipecah di hati, jadi jika enzim tidak bekerja, begitu pula obatnya.

Variasi gen seperti itu, dikenal sebagai polimorfisme. Variasi gen berarti bahwa sekitar 30 persen orang tidak dapat sepenuhnya mengubah obat anti pembekuan darah yang biasa digunakan, tetapi pengujian gen berarti obat alternatif dapat digunakan untuk efek yang sama.

Ada lebih dari 250 obat yang diberi label dengan informasi farmakogenomik, memungkinkan obat tersebut diresepkan berdasarkan genetika pasien. Ketika jumlahnya bertambah, dan ketika pengurutan DNA menjadi standar, kemungkinan besar obat-obatan akan diresepkan secara rutin berdasarkan gen kita meminimalkan efek samping yang berbahaya dan membuat perawatan lebih cepat dan lebih efektif.

Genomics bahkan mengubah cara kita mengembangkan obat. Hal ini jauh lebih canggih karena genom dapat menemukan perubahan spesifik yang menyebabkan penyakit dan mencoba menargetkan obat khusus untuk perubahan penyakit.

Tidak ada tempat yang lebih gamblang selain di bidang penyuntingan gen yang baru muncul, sebuah teknik yang membuat para ilmuwan mengubah DNA organisme hidup. Teknologi utama di balik pengeditan gen adalah CRISPR-Cas9.

Berdasarkan mekanisme pertahanan yang ditemukan pada bakteri, enzim Cas9, yang dijelaskan sebagai “gunting molekuler”, dikirim ke segmen DNA yang rusak secara tepat, memotongnya, dan menggantinya dengan DNA baik yang dibuat di laboratorium. Sudah dalam uji klinis, pengeditan gen menjadi pengobatan yang cepat, efektif, dan semakin terjangkau.

Dalam 15 tahun sejak pengurutan genom manusia pertama, ilmu kedokteran dengan cepat menerapkan pembelajarannya. Genomics memberi kita manual instruksi manusia yang menunjukkan kepada kita bagaimana memperbaiki diri sendiri.

Di masa mendatang akan disaksikan setiap pasien kanker diurutkan, dan akan dikembangkan obat khusus untuk menargetkan perubahan genetik. Dengan pengurutan DNA di bawah angka 100 dollar, pada tahun 2025 sebanyak dua miliar genom dapat diurutkan. Genomik lebih mengutamakan pasien daripada penyakitnya dalam perawatan kesehatan, dengan peralihan dari perawatan ke penyembuhan. Hal ini merevolusi gagasan atau mindset seseorang, bahkan tak terbatas pada perawatan kesehatan.

Referensi:

• Martin Carket, Alexander Honkala. What Is Genomic Sequencing and Why Does it Matter for the Future of Health. Tony Blair Institute For Global Change. 2022.
• Jennifer E posey. Genome Sequencing and Implication for Rare Disorder. Orphanet Journal of Rare Disease. 2019.
• Erika Souche, Sergi Beltran. Recommendation for whole Genome Sequencing in Diagnostics for Rare Disease. ESHG. 2022.