CRISPR Generasi Berikutnya Meningkatkan Akurasi dalam Terapi Gen

Meningkatkan Ketepatan Penyuntingan Gen

Until recently, genetic modifications were rather crude, inserting a new genetic sequence randomly into the target organisms.

Hingga baru-baru ini, modifikasi genetik masih cukup kasar, menyisipkan urutan gen baru secara acak ke dalam organisme target.

Metode penyisipan juga sangat merusak. Akibatnya, hanya bakteri dan tumbuhan yang secara rutin dimodifikasi secara genetik, dan penyuntingan gen pada organisme seperti mamalia (termasuk manusia) bersifat kompleks, mahal, dan lambat.

Hal ini sebagian berubah dengan teknologi CRISPR, yang tiba-tiba membuka jalan bagi penyuntingan gen yang tepat dan terkontrol, menghasilkan terapi gen pertama untuk penyakit genetik manusia yang disetujui pada akhir 2023.

Namun, CRISPR masih belum sempurna, kadang menghasilkan modifikasi genetik yang tidak diinginkan.

Hal ini mungkin baru saja berubah dengan penemuan terobosan dari tiga peneliti MIT.

Mereka mengumumkan metode baru yang memungkinkan keandalan penyuntingan gen secara radikal meningkat, membuka jalan untuk menciptakan terapi baru.

Mereka mempublikasikan hasil mereka di jurnal ilmiah bergengsi Nature¹, dengan judul “Editor primer yang direkayasa dengan kesalahan genomik minimal”.

Dari CRISPR Standar ke Prime Editing

Sejak persetujuan terapi berbasis CRISPR-Cas9 pertama, gagasan mengedit genom pasien secara andal untuk menyembuhkan mereka tidak lagi fiksi ilmiah. Namun, teknologi CRISPR tidak selalu memodifikasi gen target sesuai dengan yang diinginkan ilmuwan.

The CRISPR system consists of an enzyme called Cas9 that can cut double-stranded DNA at a particular spot, along with a guide RNA that tells Cas9 where to cut.

Researchers have adapted this approach to cut out faulty gene sequences or to insert new ones, following an RNA template.

Sejak 2019, peneliti MIT telah mempublikasikan konsep baru yang disebut prime editing, yang lebih tepat dibandingkan penyuntingan gen CRISPR-Cas9 biasa. Akibatnya, ia memiliki efek samping di luar target yang lebih sedikit dan peluang menimbulkan masalah kesehatan tambahan pada pasien yang sudah lemah menjadi lebih rendah.

Prime editing menggunakan Cas9 yang dimodifikasi yang digabungkan dengan enzim reverse transcriptase, memungkinkan ia melakukan semua modifikasi basis genetik yang mungkin, serta penyisipan dan penghapusan kecil pada urutan gen.

Jadi dalam jangka panjang, prime editing diperkirakan akan menjadi versi yang ditingkatkan dan lebih dapat diandalkan dari penyuntingan gen berbasis CRISPR.

Sumber: Benjamin McLeod

Sebagai contoh, prime editor berhasil digunakan pada tahun 2025 untuk mengobati seorang pasien dengan penyakit granulomatosa kronis (CGD), penyakit genetik langka yang memengaruhi sel darah putih.

“Secara prinsip, teknologi ini pada akhirnya dapat digunakan untuk mengatasi ratusan penyakit genetik dengan memperbaiki mutasi kecil secara langsung di dalam sel dan jaringan.”

Vikash Chauhan – MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer Research

Namun, teknologi ini masih memerlukan sedikit perbaikan sebelum siap digunakan dalam sel dan tubuh manusia.

Bagaimana Prime Editing Meningkatkan Akurasi Penyisipan DNA

Prime editing memotong hanya satu dari untai komplementer urutan DNA target, membuka sebuah flap dimana urutan baru dapat disisipkan.

Setelah urutan baru disalin, ia harus bersaing dengan untai DNA lama untuk dimasukkan ke dalam genom.

Jika untai lama mengalahkan yang baru, flap ekstra DNA yang baru dibuat yang menggantung dapat secara tidak sengaja terintegrasi di tempat lain, menimbulkan kesalahan.

Kesalahan semacam itu pada akhirnya dapat menyebabkan kanker dengan menyisipkan dirinya secara acak ke dalam genom, risiko jelas yang perlu dikurangi.

Dengan versi terbaru prime editor, tingkat kesalahan ini berkisar antara satu per tujuh edit hingga satu per 121 edit untuk mode penyuntingan yang berbeda, yang masih terlalu tinggi.

“Teknologi yang kami miliki sekarang memang jauh lebih baik daripada alat terapi gen sebelumnya, tetapi selalu ada kemungkinan konsekuensi yang tidak diinginkan,”

Vikash Chauhan – MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer Research

Lompatan Besar dalam Keandalan Prime Editing

Pada tahun 2023, peneliti MIT menemukan bahwa beberapa versi mutasi dari protein Cas9 yang digunakan dalam prime editing kadang memotong satu atau dua basa lebih jauh di sepanjang urutan DNA, alih-alih selalu pada titik yang sama.

Hal ini membuat untai DNA lama kurang stabil, sehingga terdegradasi, memudahkan untai baru untuk terintegrasi tanpa menimbulkan kesalahan.

Dalam studi baru tahun 2025 ini, para peneliti mengidentifikasi beberapa mutasi Cas9 yang menurunkan tingkat kesalahan menjadi 1/20 dari nilai aslinya.

Ketika menggabungkan mutasi-mutasi ini secara artifisial menjadi satu protein Cas9, mereka menurunkan tingkat kesalahan menjadi 1/36 dari jumlah asli.

“Makalah ini menguraikan pendekatan baru dalam melakukan penyuntingan gen yang tidak mempersulit sistem pengiriman dan tidak menambah langkah tambahan, tetapi menghasilkan penyuntingan yang jauh lebih tepat dengan mutasi yang tidak diinginkan lebih sedikit,”

Phillip Sharp – MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer Research

Tidak puas dengan itu, mereka juga menggunakan sistem prime editing yang memiliki protein pengikat RNA yang menstabilkan ujung-ujung template RNA lebih efisien.

Diberi nama vPE, versi akhir dari toolkit penyuntingan gen mereka memiliki tingkat kesalahan hanya 1/60 dari aslinya, atau hanya  101-543 edit, tergantung pada mode penyuntingan yang digunakan.

Geser untuk menggulir →

Langkah Selanjutnya

Rintangan lain dalam penyuntingan gen selalu adalah mengirimkan protein penyuntingan gen serta DNA/RNA ke dalam inti sel target, atau menargetkan hanya jaringan tertentu dalam tubuh.

Jadi ini akan menjadi fokus berikutnya bagi para peneliti, terutama karena teknik prime editing dibatasi oleh pengiriman yang buruk dibandingkan sistem “tradisional” CRISPR-Cas9 yang lebih kecil dan sederhana.

Mereka juga berpikir bahwa alat ini berpotensi mempercepat kemajuan biotek secara keseluruhan, tidak hanya untuk terapi penyuntingan gen.

Pertama, teknik dan penemuan bahwa modifikasi protein Cas9 dapat meningkatkan keandalannya dapat diterapkan pada semua teknologi penyuntingan gen berbasis CRISPR, tidak hanya prime editing.

Kedua, hal ini dapat menjadi dorongan kuat bagi proyek penelitian lain yang menggunakan penyuntingan gen dan genom sebagai alat penelitian. Misalnya, menemukan jawaban tentang bagaimana jaringan berkembang, bagaimana populasi sel kanker berevolusi, dan bagaimana sel merespon pengobatan.

“Editor genom digunakan secara luas di laboratorium penelitian.

Jadi aspek terapeutik sangat menarik, tetapi kami sangat bersemangat melihat bagaimana orang mulai mengintegrasikan editor kami ke dalam alur kerja penelitian mereka.”

Vikash Chauhan – MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer Research

Terakhir, mutasi yang ditemukan untuk meningkatkan keandalan Cas9 mungkin belum semuanya ditemukan dalam studi ini. Jadi analisis lebih lanjut dan optimasi konsep baru ini dapat menghasilkan hasil yang lebih baik di masa depan.

Berinvestasi dalam Penyuntingan Gen

Illumina

Sementara omics lain dalam multiomics (proteomik, transkriptomik, dll.) penting, hampir semua berhubungan satu cara atau lainnya dengan genomik, buku petunjuk inti setiap sel hidup.

Dan jelas, produsen terbesar mesin sequencer genom adalah Illumina. Perusahaan ini fokus pada pembacaan urutan gen pendek, yang digunakan untuk deteksi kanker. Saat ini memiliki lebih dari 22.000 sequencer terpasang di 165 negara.

Sekitar setengah dari consumable mesin sequencer Illumina digunakan dalam aplikasi klinis, sementara setengah lainnya digunakan di laboratorium penelitian publik dan swasta. Dalam aplikasi klinis, setengah permintaan berasal dari onkologi.

Sumber: Illumina

Seiring genomik dan multiomics menjadi pusat proses penemuan obat, serta diagnostik kanker, peralatan Illumina diperkirakan akan sangat diminati.

Perusahaan memperkirakan permintaan untuk NGS (Next Generation Sequencing) akan tumbuh sebesar 18% CAGR untuk aplikasi klinis dan 6% CAGR untuk penelitian, meningkatkan total pasar yang dapat dijangkau (TAM) sektor dari $100 miliar untuk klinis dan $25 miliar untuk penelitian pada tahun 2033.

Sumber: Illumina

Illumina memiliki sejarah yang rumit dengan perusahaan biopsi cair Grail (GRAL -0.36%), yang merupakan spin-off dari Illumina, kemudian diakuisisi kembali, dan kini dipaksa menjadi spin-off kembali oleh otoritas persaingan di AS dan UE.

Dengan masalah ini teratasi, Illumina mungkin melanjutkan pertumbuhan jangka panjang dan kenaikan harga sahamnya, terutama karena pada akhirnya tes biopsi cair Grail kemungkinan masih akan bergantung pada sequencer Illumina.

Sementara itu, lebih banyak terapi gen juga akan meningkatkan penggunaan sequencer Illumina baik di lingkungan penelitian maupun klinis.

(Anda juga dapat membaca analisis lebih rinci tentang bisnis Illumina, teknologi masa depan, dan sejarahnya dalam laporan investasi khusus.)

Berita dan Perkembangan Saham Illumina (ILMN) Terbaru

Studi yang Dirujuk

^{1. Chauhan, V.P., Sharp, P.A. & Langer, R. Engineered prime editors with minimal genomic errors. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09537-3}