Produksi Antibodi Monoklonal: Sebuah Tinjauan Mendalam Teknologi Hibridoma dan Rekayasa Genetika

Antibodi monoklonal (mAb) telah merevolusi bidang kedokteran, bioteknologi, dan penelitian ilmiah. Kemampuannya untuk mengenali dan berikatan dengan target spesifik, seperti sel kanker atau patogen, telah membuka jalan bagi pengembangan terapi dan diagnostik yang sangat canggih. Produksi antibodi monoklonal, bagaimanapun, merupakan proses yang rumit yang melibatkan teknologi mutakhir. Artikel ini akan membahas secara rinci teknologi yang digunakan dalam pembuatan antibodi monoklonal, mulai dari teknologi hibridoma yang klasik hingga pendekatan rekayasa genetika yang lebih modern.

Teknologi Hibridoma: Metode Klasik Produksi Antibodi Monoklonal

Teknologi hibridoma, yang dikembangkan oleh Georges Köhler dan César Milstein pada tahun 1975, merupakan metode klasik dan masih relevan dalam produksi antibodi monoklonal. Metode ini menggabungkan dua sel yang berbeda untuk menghasilkan hibridoma yang mampu memproduksi antibodi monoklonal dalam jumlah besar dan secara terus menerus. Berikut tahapan-tahapannya:

1. Imunisasi Hewan: Hewan, biasanya tikus, diimunisasi dengan antigen yang menjadi target antibodi. Imunisasi ini memicu respon imun dalam tubuh hewan, sehingga sel B penghasil antibodi spesifik terhadap antigen tersebut akan diproduksi.
2. Pengambilan Sel Limfosit B: Setelah hewan menunjukkan respon imun yang cukup, sel limfosit B dari limpa hewan tersebut diisolasi. Sel-sel ini memproduksi antibodi, tetapi mereka memiliki usia yang terbatas dan tidak dapat dikembangbiakkan secara in vitro dalam jumlah besar.
3. Fusi Sel dengan Sel Myeloma: Sel limfosit B kemudian difusikan dengan sel myeloma, yaitu sel kanker plasma yang mampu tumbuh dan berkembang biak secara tak terbatas in vitro. Proses fusi ini biasanya menggunakan polietilen glikol (PEG) sebagai agen fusogen.
4. Seleksi Hibridoma: Hasil fusi berupa campuran sel limfosit B, sel myeloma, dan hibridoma (sel fusi antara limfosit B dan sel myeloma). Hibridoma dipilih dengan teknik seleksi, seperti penggunaan media HAT (hypoxanthine-aminopterin-thymidine). Media HAT hanya mengizinkan pertumbuhan hibridoma yang memiliki enzim yang diperlukan untuk sintesis DNA, sementara sel limfosit B dan sel myeloma akan mati.
5. Screening dan Kloning Hibridoma: Hibridoma yang dihasilkan kemudian diskrining untuk mengidentifikasi klon yang memproduksi antibodi monoklonal dengan afinitas dan spesifisitas tinggi terhadap antigen target. Klon yang terpilih kemudian dikembangbiakkan dan dikloning untuk menghasilkan populasi sel yang homogen, yang semua memproduksi antibodi monoklonal yang identik.
6. Produksi Antibodi Monoklonal: Hibridoma yang telah dikloning kemudian dikembangbiakkan dalam skala besar, biasanya dalam bioreaktor, untuk menghasilkan antibodi monoklonal dalam jumlah besar. Antibodi monoklonal yang dihasilkan kemudian dimurnikan dan diformulasikan untuk digunakan dalam berbagai aplikasi.

Rekayasa Genetika: Pendekatan Modern dalam Produksi Antibodi Monoklonal

Meskipun teknologi hibridoma telah sukses besar, ia juga memiliki beberapa keterbatasan, seperti imunogenisitas antibodi tikus pada manusia dan biaya produksi yang tinggi. Oleh karena itu, teknik rekayasa genetika telah dikembangkan untuk mengatasi keterbatasan tersebut dan menghasilkan antibodi monoklonal dengan sifat yang lebih baik. Beberapa pendekatan rekayasa genetika yang umum digunakan meliputi:

1. Humanisasi Antibodi: Antibodi monoklonal tikus seringkali memicu respon imun pada manusia, menyebabkan efek samping yang merugikan. Humanisasi antibodi melibatkan penggantian bagian-bagian dari antibodi tikus dengan bagian-bagian yang homolog dari antibodi manusia, sehingga mengurangi imunogenisitasnya.
2. Antibodi Kimera: Antibodi kimera merupakan antibodi yang terdiri dari bagian variabel dari tikus dan bagian konstan dari manusia. Ini mengurangi imunogenisitas tanpa sepenuhnya menghilangkan spesifisitas antibodi tikus.
3. Antibodi Human: Antibodi human merupakan antibodi yang seluruhnya berasal dari gen manusia. Teknik rekayasa genetika seperti phage display dan teknologi transgenik digunakan untuk menghasilkan antibodi human dengan spesifisitas dan afinitas yang tinggi.
4. Phage Display: Teknik phage display menggunakan bakteriofag (virus yang menginfeksi bakteri) untuk menampilkan fragmen antibodi (seperti single-chain variable fragments atau scFv) di permukaannya. Fragmen antibodi yang memiliki afinitas tinggi terhadap antigen target kemudian dapat dipilih dan dikloning.
5. Transfeksi Sel Mamalia: Sel mamalia seperti sel CHO (Chinese hamster ovary) sering digunakan sebagai host untuk mengekspresikan gen antibodi. Gen antibodi dikloning ke dalam vektor ekspresi dan ditransfeksi ke dalam sel mamalia, yang kemudian memproduksi antibodi monoklonal.

Aplikasi Antibodi Monoklonal

Antibodi monoklonal memiliki berbagai macam aplikasi, termasuk:

• Terapi Kanker: mAb digunakan untuk menargetkan sel kanker dan menghancurkannya, baik secara langsung maupun melalui mekanisme lain, seperti pengaktifan sistem imun. Contohnya rituximab untuk leukemia dan trastuzumab untuk kanker payudara.
• Diagnostik: mAb digunakan dalam berbagai tes diagnostik, seperti ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) dan immunohistochemistry, untuk mendeteksi keberadaan antigen tertentu dalam sampel biologis.
• Pengobatan Penyakit Autoimun: mAb dapat digunakan untuk menargetkan sel imun yang terlibat dalam penyakit autoimun, seperti rheumatoid arthritis dan lupus.
• Pengobatan Infeksi: mAb dapat digunakan untuk menargetkan patogen, seperti virus dan bakteri, sehingga dapat menetralisir infeksinya.
• Penelitian Ilmiah: mAb digunakan secara luas dalam penelitian ilmiah untuk berbagai tujuan, seperti studi mekanisme penyakit, identifikasi protein, dan pengembangan obat baru.

Kesimpulan

Produksi antibodi monoklonal merupakan proses yang kompleks yang melibatkan teknologi canggih, mulai dari teknologi hibridoma yang klasik hingga pendekatan rekayasa genetika yang lebih modern. Kemajuan teknologi ini telah memungkinkan produksi antibodi monoklonal dengan spesifisitas, afinitas, dan keamanan yang lebih baik, sehingga membuka jalan bagi pengembangan terapi dan diagnostik yang revolusioner di berbagai bidang kedokteran dan bioteknologi. Penelitian dan pengembangan di bidang ini terus berlanjut, menjanjikan kemajuan lebih lanjut dalam pengobatan dan diagnostik penyakit. Pemahaman yang mendalam tentang teknologi produksi antibodi monoklonal penting untuk kemajuan selanjutnya dalam bidang ini.

Penulis: RESTUU