INSULIN

Insulin merupakan sejenis hormon jenis polipeptida yang dihasilkan oleh kelenjar pankreas. Sel yang menghasilkan hormon insulin dalam kelenjar pankreas dikenali sebagai sel beta, iaitu sejenis sel yang terdapat dalam kelompokan sel yang digelar pepulau (islet of) Langerhans dalam pankreas.

Fungsi utama insulin ialah pengawalan keseimbangan tahap glukosa dalam darah dan bertindak meningkatkan pengambilan glukosa oleh sel badan. Kegagalan badan untuk menghasilkan insulin, atau jumlah insulin yang tidak mencukupi akan menyebabkan glukos tidak dapat masuk ke dalam dan digunakan oleh sel-sel badan .Dengan demikian glukos meningkat di dalam darah menyebabkan berlakunya penyakit kencing manis juga dikenal sebagai diabetes melitus

FUNGSI ISOLIN TERHADAP METABOLISME

Insulin berperan dalam penggunaan glukosa oleh sel tubuh untuk pembentukan energi. Apabila tidak ada insulin maka sel tidak dapat menggunakan glukosa sehingga proses metabolisme menjadi terganggu.

Proses yang terjadi yaitu karbohidrat dimetabolisme oleh tubuh untuk menghasilkan glukosa, glukosa tersebut selanjutnya diabsorbsi di saluran pencernaan menuju ke aliran darah untuk dioksidasi di otot skelet sehingga menghasilkan energi.

Glukosa juga disimpan dalam hati dalam bentuk glikogen kemudian diubah dalam jaringan adiposa menjadi lemak dan trigliserida. Insulin memfasilitasi proses tersebut. Insulin akan meningkatkan pengikatan glukosa oleh jaringan, meningkatkan level glikogen dalam hati, mengurangi pemecahan glikogen (glikogenolisis) di hati, meningkatkan sintesis asam lemak, menurunkan pemecahan asam lemak menjadi badan keton, dan membantu penggabungan asam amino menjadi protein.

Insulin termasuk hormon polipeptida yang awalnya diekstraksi dari pankreas babi maupun sapi, tetapi kini telah dapat disintesis dengan teknologi rekombinan DNA menggunakan E.coli. Susunan asam amino insulin manusia berbeda dengan susunan insulin hewani. Insulin

rekombinan dibuat sesuai dengan susunan insulin manusia sehingga disebut sebagai human insulin.

Insulin diproduksi oleh sel beta di dalam pankreas dan digunakan untuk mengontrol kadar glukosa dalam darah. Sekresi insulin terdiri dari 2 komponen. Komponen pertama yaitu: sekresi insulin basal kira-kira 1 unit/jam dan terjadi diantara waktu makan, waktu malam hari dan keadaan puasa. Komponen kedua yaitu: sekresi insulin prandial yang menghasilkan kadar insulin 5-10 kali lebih besar dari kadar insulin basal dan diproduksi secara pulsatif dalam waktu 0,5-1 jam sesudah makan dan mencapai puncak dalam 30-45 menit, kemudian menurun dengan cepat mengikuti penurunan kadar glukosa basal. Kemampuan sekresi insulin prandial berkaitan erat dengan kemampuan ambilan glukosa oleh jaringan perifer.

Insulin sampai saat ini dikelompokkan menjadi beberapa jenis antara lain:

1. Kerja cepat (rapid acting)

Contoh: Actrapid, Humulin R,Reguler Insulin (Crystal Zinc Insulin) Bentuknya larutan jernih, efek puncak 2-4 jam setelah penyuntikan, durasi kerja sampai 6 jam. Merupakan satu-satunya insulin yang dapat dipergunakan secara intra vena. Bisa dicampur dengan insulin kerja menengah atau insulin kerja panjang.

2. Kerja menengah (intermediate acting)

Contoh: Insulatard, Monotard, Humulin N, NPH, Insulin Lente Dengan menambah protamin (NPH / Neutral Protamin Hagedom) atau zinc (pada insulin lente), maka bentuknya menjadi

suspensi yang akan memperlambat absorpsi sehingga efek menjadi lebih panjang. Bentuk NPH tidak imunogenik karena protamin bukanlah protein.

3. Kerja panjang (long acting)

Contoh: Insulin Glargine, Insulin Ultralente, PZI Insulin bentuk ini diperlukan untuk tujuan mempertahankan insulin basal yang konstan. Semua jenis insulin yang beredar saat ini sudah sangat murni, sebab apabila tidak murni akan memicu imunogenitas, resistensi, lipoatrofi atau lipohipertrofi.

Cara pemberian insulin ada beberapa macam: a) intra vena: bekerja sangat cepat yakni dalam 2-5 menit akan terjadi penurunan glukosa darah, b) intramuskuler: penyerapannya lebih cepat 2 kali lipat daripada subkutan, c) subkutan: penyerapanya tergantung lokasi penyuntikan, pemijatan, kedalaman, konsentrasi. Lokasi abdomen lebih cepat dari paha maupun lengan. Jenis insulin human lebih cepat dari insulin animal, insulin analog lebih cepat dari insulin human.

Insulin diberikan subkutan dengan tujuan mempertahankan kadar gula darah dalam batas normal sepanjang hari yakni 80-120 mg% saat puasa dan 80-160 mg% setelah makan. Untuk pasien usia diatas 60 tahun batas ini lebih tinggi yaitu puasa kurang dari 150 mg% dan kurang dari 200 mg% setelah makan. Karena kadar gula darah memang naik turun sepanjang hari, maka sesekali kadar ini mungkin lebih dari 180 mg% (10 mmol/liter), tetapi kadar lembah (through) dalam sehari harus diusahakan tidak lebih rendah dari 70 mg% (4 mmol/liter). Insulin sebaiknya disuntikkan di tempat yang berbeda, tetapi paling baik dibawah kulit perut.

Dosis dan frekuensi penyuntikan ditentukan berdasarkan kebutuhan setiap pasien akan insulin. Untuk tujuan pengobatan, dosis insulin dinyatakan dalam unit (U). Setiap unit merupakan jumlah yang diperlukan untuk menurunkan kadar gula darah kelinci sebanyak 45 mg% dalam bioassay. Sediaan homogen human insulin mengandung 25-30 IU/mg.(netdoctor.co.uk/bun)

Insulin berperan dalam penggunaan glukosa oleh sel tubuh untuk pembentukan energi. Apabila tidak ada insulin maka sel tidak dapat menggunakan glukosa sehingga proses metabolisme menjadi terganggu.

Proses yang terjadi yaitu karbohidrat dimetabolisme oleh tubuh untuk menghasilkan glukosa, glukosa tersebut selanjutnya diabsorbsi di saluran pencernaan menuju ke aliran darah untuk dioksidasi di otot skelet sehingga menghasilkan energi.

Glukosa juga disimpan dalam hati dalam bentuk glikogen kemudian diubah dalam jaringan adiposa menjadi lemak dan trigliserida. Insulin memfasilitasi proses tersebut. Insulin akan meningkatkan pengikatan glukosa oleh jaringan, meningkatkan level glikogen dalam hati, mengurangi pemecahan glikogen (glikogenolisis) di hati, meningkatkan sintesis asam lemak, menurunkan pemecahan asam lemak menjadi badan keton, dan membantu penggabungan asam amino menjadi protein.

Insulin termasuk hormon polipeptida yang awalnya diekstraksi dari pankreas babi maupun sapi, tetapi kini telah dapat disintesis dengan teknologi rekombinan DNA menggunakan E.coli. Susunan asam amino insulin manusia berbeda dengan susunan insulin hewani. Insulin

rekombinan dibuat sesuai dengan susunan insulin manusia sehingga disebut sebagai human insulin.

Insulin diproduksi oleh sel beta di dalam pankreas dan digunakan untuk mengontrol kadar glukosa dalam darah. Sekresi insulin terdiri dari 2 komponen. Komponen pertama yaitu: sekresi insulin basal kira-kira 1 unit/jam dan terjadi diantara waktu makan, waktu malam hari dan keadaan puasa. Komponen kedua yaitu: sekresi insulin prandial yang menghasilkan kadar insulin 5-10 kali lebih besar dari kadar insulin basal dan diproduksi secara pulsatif dalam waktu 0,5-1 jam sesudah makan dan mencapai puncak dalam 30-45 menit, kemudian menurun dengan cepat mengikuti penurunan kadar glukosa basal. Kemampuan sekresi insulin prandial berkaitan erat dengan kemampuan ambilan glukosa oleh jaringan perifer.

Insulin sampai saat ini dikelompokkan menjadi beberapa jenis antara lain:

1. Kerja cepat (rapid acting)

Contoh: Actrapid, Humulin R,Reguler Insulin (Crystal Zinc Insulin) Bentuknya larutan jernih, efek puncak 2-4 jam setelah penyuntikan, durasi kerja sampai 6 jam. Merupakan satu-satunya insulin yang dapat dipergunakan secara intra vena. Bisa dicampur dengan insulin kerja menengah atau insulin kerja panjang.

2. Kerja menengah (intermediate acting)

Contoh: Insulatard, Monotard, Humulin N, NPH, Insulin Lente Dengan menambah protamin (NPH / Neutral Protamin Hagedom) atau zinc (pada insulin lente), maka bentuknya menjadi

suspensi yang akan memperlambat absorpsi sehingga efek menjadi lebih panjang. Bentuk NPH tidak imunogenik karena protamin bukanlah protein.

3. Kerja panjang (long acting)

Contoh: Insulin Glargine, Insulin Ultralente, PZI Insulin bentuk ini diperlukan untuk tujuan mempertahankan insulin basal yang konstan. Semua jenis insulin yang beredar saat ini sudah sangat murni, sebab apabila tidak murni akan memicu imunogenitas, resistensi, lipoatrofi atau lipohipertrofi.

Cara pemberian insulin ada beberapa macam: a) intra vena: bekerja sangat cepat yakni dalam 2-5 menit akan terjadi penurunan glukosa darah, b) intramuskuler: penyerapannya lebih cepat 2 kali lipat daripada subkutan, c) subkutan: penyerapanya tergantung lokasi penyuntikan, pemijatan, kedalaman, konsentrasi. Lokasi abdomen lebih cepat dari paha maupun lengan. Jenis insulin human lebih cepat dari insulin animal, insulin analog lebih cepat dari insulin human.

Insulin diberikan subkutan dengan tujuan mempertahankan kadar gula darah dalam batas normal sepanjang hari yakni 80-120 mg% saat puasa dan 80-160 mg% setelah makan. Untuk pasien usia diatas 60 tahun batas ini lebih tinggi yaitu puasa kurang dari 150 mg% dan kurang dari 200 mg% setelah makan. Karena kadar gula darah memang naik turun sepanjang hari, maka sesekali kadar ini mungkin lebih dari 180 mg% (10 mmol/liter), tetapi kadar lembah (through) dalam sehari harus diusahakan tidak lebih rendah dari 70 mg% (4 mmol/liter). Insulin sebaiknya disuntikkan di tempat yang berbeda, tetapi paling baik dibawah kulit perut.

Dosis dan frekuensi penyuntikan ditentukan berdasarkan kebutuhan setiap pasien akan insulin. Untuk tujuan pengobatan, dosis insulin dinyatakan dalam unit (U). Setiap unit merupakan jumlah yang diperlukan untuk menurunkan kadar gula darah kelinci sebanyak 45 mg% dalam bioassay. Sediaan homogen human insulin mengandung 25-30 IU/mg.(netdoctor.co.uk/bun)

Kelemahan pada insulin hewan

Insulin pertama kali di ekstraksi dari jaringan pankreas anjing pada tahun 1921 oleh para ahli fisiologi asal kanada Sir Federick Glant Banting dan Charles Hebert Best serta ahli fisiologi asal Inggris John James Richard Macleod. Seorang ahli boikimia James Betram Collip kemudian memproduksi dengan tingkat kemurnian yang cukup baik untuk digunakan sebagai obat pada manusia. Pada tahun 1965 insulin manusia telah berhasil disintesis secara kimia. Insulin merupakan protein manusia pertama yang disintesis secara kimia. Secara tradisional, insulin untuk pengobatan pada manusia diisolasi dari pankreas sapi atau babi. Walaupun insulin hewan secara umum cukup memuaskan tetapi untuk penggunaan pada manusia dapat menimbulkan dua masalah. Pertama, adanya perbedaan kecil dalam asam amino penyusunnya yang dapat menimbulkan efek samping berupa alergi pada beberapa penderita. Kedua, prosedur pemurnian sulit dan cemaran berbahaya asal hewan tidak selalu dapat dihilangkan secara sempurna. Pada tahun 1981 telah terjadi perbaikan secara berarti cara produksi insulin melalui rekayasa genetika. Insulin yang diperoleh dengan cara ini mempunyai struktur mirip dengan insulin manusia. Melalui teknologi DNA rekombinan, insulin diproduksi menggunakan sel mikroba yang tidak patogen. Karena kedua hal tersebut di atas, insulin hasil rekayasa genetika ini mempunyai efek samping yang relatif sangat rendah dibandingkan dengan

insulin yang diperoleh dari ekstrak pankreas hewan, tidak menimbulkan efek alergi serta tidak mengandung kontaminan berbahaya.

Kelemahan insulin hewan dalam rekayasa genetika

Insulin eksogen

Insulin eksogen berasal dari insulin buatan manusia dan insulin yang diambil dari tubuh binatang seperti sapi. Insulin buatan dibuat sedemikian rupa agar cocok dengan insulin manusia, tetapi ada kelemahannya yaitu dalam jangka waktu tertentu insulin ini bisa menyebaban efek samping. Sedangkan insulin yang berasal ari tubuh hewan sapi bersifat aman dan cocok pada manusia. efeknya menimbulkan dua masalah. Pertama, adanya perbedaan kecil dalam asam amino penyusunnya yang dapat menimbulkan efek samping berupa alergi pada beberapa penderita. Kedua, prosedur pemurnian sulit dan cemaran berbahaya asal hewan tidak selalu dapat dihilangkan secara sempurna.

LANGKAH-LANGKAH REKAYASA GENETIKA INSULIN DENGAN MENGGUNAKAN E. COLI

Rekayasa genetika (transgenik) atau juga yang lebih dikenal dengan Genetically Modified Organism (GMO) dapat diartikan sebagai manipulasi gen untuk mendapatkan galur baru dengan cara menyisipkan bagian gen ke tubuh organisme tertentu. Rekayasa genetika juga merupakan pencangkokan gen atau DNA rekombinan. Penelitian rekayasa genetika telah dimulai awal tahun 1950-an, oleh Dr. Paul Berg dari Stanford University of California (USA), namun hasil yang memuaskan baru diperoleh setelah 20 tahun kemudian. Pada tahun 1973 Stanley Cohen dan Herbert Boyer menciptakan bakteri melalui rekayasa genetika untuk pertama kalinya. Kemudian tahun 1981, pertama kali di kembangkan tikus dan lalat buah produk rekayasa genetika, menyusul pada tahun 1985 Plant Genetic Systems (Ghent, Belgium), sebuah perusahaan yang didirikan oleh Marc Van Montagu dan Jeff Schell, merupakan perusahaan pertama yang mengembangkan tanaman tembakau toleran terhadap hama dengan mengambil protein insektisida dari bakteri Bacillus thuringiensis.

Pada awalnya, rekayasa genetika merupakan khayalan masa depan dalam cerita ilmiah. Tetapi sekarang kemampuan untuk mencangkokkan bahan genetik dan membongkar kembali informasi genetika memberikan hasil yang sangat nyata dan telah terbukti sangat bermanfaat. Rekayasa genetika dapat memberikan hasil yang menguntungkan. Misalnya, memaksa suatu mikroorganisme, yaitu bakteri untuk membentuk insulin yang mirip sekali dengan insulin yang dihasilkan manusia,sehingga sekarang para penderita diabetes dapat menerima insulin manusia yang dibuat melalui bakteri. Dan dinyatakan bahwa insulin ini (insulin yang diperoleh dari hewan) dapat diterima dengan baik oleh tubuh manusia.

Akan tetapi belakangan perkembangan dan pemanfaatan bioteknologi rekayasa genetika atau transgenik atau modifikasi genetika semakin luas hingga tidak bisa dibendung, dimana penggunaannya tidak lagi hanya pada pemenuhan kebutuhan manusia yang sangat memaksa, juga mulai ditemukan banyak kejadian yang menunjukkan dampak negatif dari pemanfaatan modifikasi genetika itu sendiri, penyebarluasan penggunaan modifikasi genetika menuai kontroversi. Dimana para ahli mulai melihat kejadian-kejadian yang merupakan dampak negative dari modifikasi genetika. Dalam Suara Karya Online edisi 9 Maret 2010 Dr. Rosari Saleh dari Lembaga Penelitian Universitas Indonesia (UI) mengatakan bahwa, Pada awalnya, teknologi rekayasa genetika ditujukan untuk memperoleh organisme yang identik demi kepentingan riset dan produksi, seperti tanaman pangan dan hewan riset. Modifikasi gen dilakukan dengan memanipulasi kode genetik tumbuhan dan hewan serta merekayasa sifat-sifat tertentu dari kedua makhluk hidup tersebut agar diperoleh organisme yang lebih baik. Kemajuan dalam mengetahui kemampuan kognitif dan kesehatan manusia secara genetika membantu pendidikan dan program penyembuhan, tetapi dapat disalahgunakan untuk mendiskriminasi manusia dengan keterbatasan tertentu dan memperuncing permasalahan sosial.Modifikasi terhadap organisme juga dapat mengarah pada pembuatan senjata biologi.Diantara faktor-faktor yang menjadi sorotan adalah faktor kesehatan masyarakat, dampak perubahan ekologis, sosialekonomi,etika dan budaya, maupun religi. Dampak kesehatan dan perubahan ekologis mulai menunjukkan bukti-bukti dari kejadian-kejadian yang terjadi di masyarakat. Dampak socialekonomi,etika dan budaya maupun religi belum menunjukkan bukti nyata sehingga amat sedikit mendapat perhatian. Beberapa ahli sangat menyayangkan sedikitnya perhatian ilmuwan dan pemerintah terhadap pertimbangan-pertimbangan terkait dengan penggunaan dan pelepasan organisme hasil modifikasi genetika, sebagaimana yang dikatakan oleh Elenita C. Dano dalam

bukunya yang berjudul Potential Socio-Economis, Cultural and Ethical Impacts of GMOS: Prospects for Socio-Economic Impact Assesment, 2007, Pertimbangan social-ekonomi dan budaya terkait dengan penggunaan dan pelepasan organisme hasil modifikasi genetika cenderung mendapat sedikit perhatian dibandingkan dengan ilmu pengetahuan dan teknologi itu sendiri. Teknologi tidak dapat dipisahkan dari konteks masyarakat di mana teknologi tersebut dimanfaatkan. Tidak ada teknologi dalam sejarah dunia, dari penemuan api sampai domestikasi tumbuhan dan hewan, bioteknologi tradisional, Revolusi Industri dan Revolusi Hijau, terjadi di dalam ruang kosong. Oleh karena itu, ruang yang berbeda-beda di dalam masyarakat, baik itu ruang kesehatan, lingkungan, ekonomi, politik, sosial, budaya ataupun etika dan religi, semuanya dipengaruhi oleh penggunaan dan diadopsinya sebuah teknologi, dengan sifat dan kecepatan yang berbeda-beda. Dalam sejarah manusia, inovasi teknologi dan ilmu pengetahuan sangat berdampak pada ruang-ruang tersebut, tidak terkecuali relasi-relasi sosial-ekonomi dan kehidupan politik. Beberapa dampak tidak kasat mata dan dampak lainnya sangat jelas. Secara tidak kasat mata, penerapan pertanian mekanisasi selama periode Revolusi Hijau telah meningkatkan ketidakadilan di antara masyarakat pertanian skala kecil dan skala besar (Conway, 2003) dan menurunkan ketersediaan lapangan kerja bagi perempuan di pertanian (Paris, 1998). Sebagai hasil penamanan padi yang intensif di bawah program Revolusi Hijau, rakyat pedesaan direstrukturisasi oleh lahirnya kelas ekonomi baru para pedagang yang mengkhususkan diri dalam perdagangan beras, dan buruh-buruh tani baru yang bekerja musiman di pertanian padi. Demikian pula unsur-unsur masyarakat yang berbeda juga mempengaruhi bagaimana sebuah teknologi diadopsi dan disebarluaskan di dalam masyarakat.Tampaknya budaya, etika, dan agama berpengaruh kuat dalam menentukan bagaimana teknologi diterapkan dan disebarluaskan dalam setiap masyarakat. Dalam kasus transgenik, dimensi etika dan religius merupakan dua

aspek yang sangat dominan di banyak negara di mana agama tetap menjadi kekuatan sosial. Contohnya, apakah transgenik dapat dipertimbangkan halal atau haram akan mewarnai perdebatan penerimaan publik dalam komunitas Muslim (Safian dan Hanani, 2005).

Transgenik dapat menyebabkan perubahan-perubahan baik ekologi maupun sosial yang tidak dapat ditarik kembali. Pada kebanyakan inovasi teknologi yang diterapkan di setiap masyarakat, transgenik memiliki sifat-sifat khusus yang dapat menimbulkan dampak ekologi dan sosial yang lebih serius dan meluas. Perdebatan mendasar etika dan sosial berpangkal dari kenyataan bahwa pada transgenik terjadi manipulasi bentuk-bentuk dan proses kehidupan, serta menimbulkan dampak sosial-ekonomi dan ekologi akibat pencemaran transgenik tersebut. Hal ini merupakan satu di antara banyak aspek unik teknologi ini. Bahkan jika teknologi ini ditarik kembali atau masyarakat menghentikan penerapan teknologi ini, maka dampak sosial-ekonominya masih tetap ada dan membekas secara permanen dalam sejarah dan masyarakat. Yang lebih serius, jika transgenik ini bersilang dengan populasi liar atau mencemari tanaman konvensional bahkan meski telah lama petani menghentikan penanaman tanaman transgenik tersebut. Fakta ini menekankan betapa pentingnya kajian dampak potensial terkait penggunaan transgenik baik sebelum dan selama penggunaannya di setiap masyarakat. Disadari bahwa teknologi apapun,termasuk bioteknologi modern tidak ada yang mutlak tanpa resiko,maka pengembangan, pemanfaatan, penggunaan rekayasa genetika harus hati-hati. Maka sebagai bentuk sikap hati-hati itu lembaga internasional, regional dan lembaga pemerintah masing-masing negara telah menyusun dan mengimplementasikan peraturan yang mengatur pemanfaatan produk rekayasa genetik berdasarkan kajian ilmiah.

Peranan Mikroorganisme terhadap Rekayasa Genetika

Dalam bidang rekayasa genetika bakteri dapat digunakan sebagai sarana pencangkokan gen dari berbagai makhluk hidup. Dengan ini dapat dihasilkan suatu varietas makhluk hidup yang memilik satu sifat gabungan sesuai dengan yang diingainkan manusia. Disamping itu, sekarang telah dikembangkan produksi asam amino berkualitas tinggi dengan menggunakan jasa bakteri. Sealain itu bakteri berperan sebagai sebagai vektor yaitu beberapa mikroba yang membawa gen yang diinginkan ke genom target. DNA rekombinan vektor disebut DNA plasmid. Bakteri juga berguna sebagai alat yang digunakan dalam modifikasi genetik. Melalui penggunaan plasmid, bagian melingkar DNA bakteri dipertukarkan, organisme, seperti bakteri lainnya, dapat diubah secara genetik. Hal ini merupakan metode dasar yang melibatkan penggunaan bakteri untuk rekayasa genetika dari organisme lain( Budiyanto, 2010). Rekayasa Genetika Bakteri Escherichia coli dalam Pembuatan Insulin

Insulin

Insulin pertama kali di ekstraksi dari jaringan pankreas anjing pada tahun 1921 oleh para ahli fisiologi asal kanada Sir Federick Glant Banting dan Charles Hebert Best serta ahli fisiologi asal Inggris John James Richard Macleod. Seorang ahli boikimia James Betram Collip kemudian memproduksi dengan tingkat kemurnian yang cukup baik untuk digunakan sebagai obat pada manusia. Pada tahun 1965 insulin manusia telah berhasil disintesis secara kimia. Insulin merupakan protein manusia pertama yang disintesis secara kimia. Secara tradisional, insulin untuk pengobatan pada manusia diisolasi dari pankreas sapi atau babi. Walaupun insulin hewan secara umum cukup memuaskan tetapi untuk penggunaan pada manusia dapat menimbulkan dua masalah. Pertama, adanya perbedaan kecil dalam asam amino penyusunnya yang dapat

menimbulkan efek samping berupa alergi pada beberapa penderita. Kedua, prosedur pemurnian sulit dan cemaran berbahaya asal hewan tidak selalu dapat dihilangkan secara sempurna. Pada tahun 1981 telah terjadi perbaikan secara berarti cara produksi insulin melalui rekayasa genetika. Insulin yang diperoleh dengan cara ini mempunyai struktur mirip dengan insulin manusia. Melalui teknologi DNA rekombinan, insulin diproduksi menggunakan sel mikroba yang tidak patogen. Karena kedua hal tersebut di atas, insulin hasil rekayasa genetika ini mempunyai efek samping yang relatif sangat rendah dibandingkan dengan insulin yang diperoleh dari ekstrak pankreas hewan, tidak menimbulkan efek alergi serta tidak mengandung kontaminan berbahaya.

Diabetes Melitus

Diabetes Mellitus merupakan suatu jenis penyakit yang disebabkan menurunnya hormon yang diproduksi oleh kelenjar pankreas. Penurunan hormon ini mengakibatkan seluruh gula (glukosa) yang dikonsumsi tubuh tidak dapat diproduksi secara sempurna, sehingga kadar glukosa di dalam tubuh akan meningkat. Gula yang meliputi polisakarida, digosakarida, disakarida, dan monosakarida merupakan sumber tenaga yang menunjang keseluruhan aktivitas manusia. Seluruh gula ini akan diproses menjadi tenaga oleh hormon insulin tersebut karena penderita diabetes mellitus biasanya akan mengalami lesu, kurang tenaga, selalu merasa haus, sering buang air kecil, dan penglihatan menjadi kabur. Gejala lain akibat adanya kadar glukosa yang terlalu tinggi akan terjadi ateroma sebagai penyebab awal penyakit jantung koroner( Filhazany, 2010).

Bakteri Escherichia Coli

Escherichia coli ( E-coli) merupakan salah satu jenis spesies utama bakteri gram negatif. E. coli merupakan bakteri berbentuk batang dengan panjang sekitar 2 micrometer dan diamater 0.5

micrometer. Volume sel E. coli berkisar 0.6-0.7 micrometer kubik. Bakteri ini termasuk umumnya hidup pada rentang 20-40 derajat C, optimum pada 37 derajat.

Bakteri yang ditemukan oleh Theodor Escherich pada 1885 ini dapat ditemukan dalam usus besar manusia. Di usus besar manusia terkandung sejumlah E-coli yang berfungsi membusukkan sisa-sisa makanan. Di samping berfungsi membantu membusukkan sisa pencernaan, E-coli juga menghasilkan vitamin B12 dan vitamin K yang penting dalam proses pembekuan darah. Sedangkan fungsi E-coli dalam organ pencernaan hewan, semisal kuda, adalah membantu mencernakan selusosa rumput menjadi zat yang lebih sederhana agar dapat diserap oleh dinding usus( Waluyo, 2005).

Teknik Pembuatan Insulin dari Bakteri Escherichia coli Insulin adalah suatu hormon polipetida yang diproduksi dalam sel-sel kelenjar Langerhaens pankreas. Insulin berperan penting dalam regulasi kadar gula darah (kadar gula darah dijaga 3,58,0 mmol/liter). Hormon insulin yang diproduksi oleh tubuh kita dikenal juga sebagai sebutan insulin endogen. Namun, ketika kalenjar pankreas mengalami gangguan sekresi guna memproduksi hormon insulin, disaat inilah tubuh membutuhkan hormon insulin dari luar tubuh, dapat berupa obat buatan manusia atau dikenal juga sebagai sebutan insulin eksogen. Kekurangan insulin dapat menyebabkan penyakit seperti diabetes mellitus tergantung insulin (diabetes tipe 1). Insulin terdiri dari 51 asam amino. Molekul insulin disusun oleh 2 rantai polipeptida A dan B yang dihubungkan dengan ikatan disulfida. Rantai A terdiri dari 21 asam amino dan rantai B terdiri dari 30 asam amino.

Produk hormon insulin manusia dapat dihasilkan dari teknik rekayasa genetika dengan teknologi Plasmid. Insulin adalah hormon yang berfungsi menurunkan kadar gula dalam darah. Hormon ini sangat diperlukan oleh penderita diabetes mellitus karena kelenjar pankreas penderita tidak mampu menghsilkan hormone tersebut. Hormon insulin berfungsi untuk mengubah glukosa dalam darah menjadi glikogen.

Insulin bervariasi dari satu organisme ke organisme lainnya, namun hal ini tidak membedakan aktivitasnya. Pada mulanya sumber insulin untuk penggunaan klinis ada manusia diperoleh dari pancreas sapi atau babi. Insulin yang diperoleh dari suber-sumber tersebut efektif bagi manusia karena identik dengan insulin manusia. Insulin pada manusia, babi, dan sapi mempunyai perbedaan dalam susunan asam aminonya, tapi aktivitasnya tetap sama.

Perbedaan susunan asam amino pada insulin manusia,

babi (pork), dan sapi (beef)

Insulin manusia dan insulin babi hanya beda 1 asam amino yaitu pada B30, sedangkan insulin manusia dan insulin sapi beda 3 asam amino yaitu pada A8, A10, dan B30 sehingga pemakaian insulin babi kurang imunogenik dibandingkan insulin sapi. Tapi masalahnya, 1 babi yang diekstraksi insulinnya hanya cukup untuk 1 orang selama 3 hari padahal saat ini ada 60 juta orang di dunia yang menderita diabetes tergantung insulin dan diduga meningkat 5-6 % per tahunnya. Maka dari itu sekarang banyak dikembangkan teknologi rekombinan untuk mendapatkan insulin.

Salah satu sumber insulin yang sudah tidak asing lagi digunakan dalam dunia kedokteran adalah insulin babi. Untuk menghasilkan 1 pound insulin didapatkan dari 60 ribu ekor babi serta diperkirakan mampu mengobati pasien diabetes sebanyak 750-1.000 orang selama setahun . Jika produksi babi pertahun sebanyak 85 juta maka insulin yang mampu dihasilkan selama setahun

adalah 1.400 pound. Jumlah tersebut dapat mengobati pasien sebanyak 1, 050 juta sampai 1,4 juta pertahunnya. Jumlah yang cukup spektakuler. Saat ini ada alternatif lain pengganti insulin seperti Humulin. Humulin merupakan produk insulin manusia pertama yang dipasarkan perusahaan farmasi Amerika Serikat , Eli Lily pada tahun 1982. Walaupun sedikit mahal, ternyata cukup diminati oleh pasien untuk mengganti hormon insulin babi. Namun, teknologi rekayasa genetika juga telah banyak berperan dalam produksi insulin, dimana bakteri di rekayasa sedemikian rupa sehingga mamapu memproduksi insulin. Dengan demikian insulin yang beredar pada dunia pengobatan merupakan gabungan dari insulin babi dan insulin dari bakteri. Penggunaan obat insulin yang diproduksi dari transplantasi sel pancreas babi ke sel bakteri, serta xenotransplatation yang menggunakan katup jantung babi ditransplantasikan ke jantung manusia memberikan kekhawatiran terhadap mereka yang beragama Islam.

Produksi insulin dapat dilakukan dengan cara mentransplantasikan gen-gen pengendali hormon tersebut ke plasmid bakteri. Keberhasilan memindahkan gen insulin manusia ke dalam bakteri sudah dapat diperoleh, yaitu melalui bakteri-bakteri yang tumbuh dengan metode fermentasi. Teknik Plasmid bertujuan untuk membuat hormone dan antibodi. Misal untuk membuat hormon insulin dengan teknik plasmid. Gen /DNA digunting dengan Enzim Endonuklease Restriksi Gen /DNA disambung dengan Enzim Ligase.

Proses Pembuatan Insulin

1. Pada proses pembuatan insulin ini, langkah pertama adalah mengisolasi plasmid dari E. coli. Plasmid adalah salah satu bahan genetik bakteri yang berupa untaian DNA berbentuk lingkaran kecil. Selain plasmid, bakteri juga memiliki kromosom. Keunikan plasmid ini adalah dapat bisa keluar-masuk tubuh bakteri, dan bahkan sering dipertukarkan antar bakteri. 2. Pada langkah kedua ini plasmid yang telah diisolir dipotong pada segmen tertentu menggunakan enzim restriksi endonuklease. Sementara itu DNA yang di isolasi dari sel pankreas dipotong pada suatu segmen untuk mengambil segmen pengkode insulin. Pemotongan dilakukan dengan enzim yang sama.

3. DNA kode insulin tersebut disambungkan pada plasmid menggunakan bantuan enzim DNA ligase. Hasilnya adalah kombinasi DNA kode insulin dengan plasmid bakteri yang disebut DNA rekombinan. 4. DNA rekombinan yang terbentuk disisipkan kembali ke sel bakteri. 5. Bila bakteri E. coli berkembangbiak, maka akan dihasilkan koloni bakteri yang memiliki DNA rekombinan.

Setelah tumbuh membentuk koloni, bakteri yang mengandung DNA rekombinan diidentifikasi menggunakan probe. Probe adalah rantai RNA atau rantai tunggal DNA yang diberi label bahan radioaktif atau bahan fluorescent dan dapat berpasangan dengan basa nitrogen tertentu dari DNA rekombinan. Pada langkah pembuatan insulin ini probe yang digunakan adalah ARNd dari gen pengkode insulin pankreas manusia.

Untuk memilih koloni bakteri mana yang mengandung DNA rekombinan, caranya adalah menempatkan bakteri pada kertas filter lalu disinari dengan ultraviolet. Bakteri yang memiliki DNA rekombinan dan telah diberi probe akan tampak bersinar. Nah, bakteri yang

bersinar inilah yang kemudian diisolasi untuk membuat strain murni DNA rekombinan. Dalam metabolismenya, bakteri ini akan memproduksi hormon insulin(Isharmanto, 2009).

Jenis dan Pemanfaatan Insulin

Insulin adalah hormon alami yang dikeluarkan oleh pankreas. Insulin dibutuhkan oleh sel tubuh untuk mengubah dan menggunakan glukosa darah (gula darah). Dari glukosa, sel membuat energi yang dibutuhkan untuk menjalankan fungsinya. Pasien diabetes mellitus (kencing manis) tidak memiliki kemampuan untuk mengambil dan menggunakan gula darah, sehingga kadar gula

darah meningkat. Pada diabetes tipe I, pankreas tidak dapat memproduksi insulin. Sehingga pemberian insulin diperlukan. Pada diabetes tipe 2, pasien memproduksi insulin, tetapi sel tubuh tidak merespon denga normal terhadap insulin. Namun demikian, insulin juga digunakan pada diabetes tipe 2 untuk mengatasi resistensi sel terhadap insulin. Dengan peningkatan pengambilan glukosa oleh sel dan menurunnya kadar gula darah, insulin mencegah atau mengurangi komplikasi lebih lanjut dari diabetes, seperti kerusakan pembuluh darah, mata, ginjal dan syaraf. Insulin diberikan dengan cara disuntikkan di bawah kulit (subkutan). Jaringan subkutan perut adalah yang terbaik karena penyerapan insulin lebih konsisten dibanding di tempat lainnya. Terdapat banyak bentuk insulin. Insuin diklasifikasikan berdasarkan dari berapa cepat insulin mulai bekerja dan berapa lama insulin bekerja.

Terdapat lima tipe insulin yang tersedia: Fast insulin, Short acting, Intermediate acting, Long acting dan Premixed insulin, yang tersedia dengan teknologi rekombinan atau semi rekombinan sebagai insulin human. Insulin analog yang dihasilkan melalui teknologi rekombinan DNA memiliki profil kerja yang lebih fisiologik dibandingkan human insulin semisintetik yang sebelumnya digunakan. Insulin manusia yang bekerja singkat (short-acting/regular human insulin) yang bekerja sebagai prandial insulin masih memiliki berbagai kelemahan, antara lain mula kerja yang lambat (perlu di berikan 30-45 menit sebelum makan), risiko keamanan bila batal makan, masa kerja yang panjang, hipoglikemia post-prandial 4-6 jam setelah makan, risiko hiperinsulinemia. Dikembakangkannya insulin analog yang bekerja cepat (rapid acting), Seperti insulin lispro, insulin aspart serta insulin glusine menghasilkan insulin yang memiliki penyerapan di subkutan yang lebih cepat, puncak kerja yang lebih singkat dan tinggi serta masa kerja yang juga lebih

singkat. Akibatnya waktu pemberian menjadi lebih dekat dengan waktu makan, bahkan dapat diberikan saat makan, serta risiko hipoglikemia pots-prandial menjadi lebih kecil.

Insulin lispro dan insulin aspart merupakan insulin analog kerja-cepat yang telah beredar saat ini, dan kerja kedua insulin ini pada metabolisme karbohidrat dan lipid tampaknya serupa.Insulin lispro memiliki asam amino B28 (lisin) dan B29 (prolin), yang berkebalikan dengan insulin manusia (B28 prolin dan B29 lisin). Perbedaan ini menyebabkan disolusi yang lebih cepat menjadi dimer kemudian monomer yang akan diserap dengan cepat (pada pemberian subkutan).

Insulin glulisine (B3 lisin mengggantikan asparagin dan B29 glulisin menggantikan lisin) merupakan insulin analog kerja cepat yang sedang menjalani evaluasi di USA dan Eropa, dan pada beberapa penelitian menunjukkan anset, puncak dan masa kerja yang mirip dengan kedua pandahulunya.

Secara keseluruhan sebanyak 20-25% pasien DM tipe 2 kemudian akan memerlukan insulin untuk mengendalikan kadar glukosa darahnya. Untuk pasien yang sudah tidak dapat

dikendalikan kadar glukosa darahnya dengan kombinasi sulfonylurea dan metformin, langkah berikut yang mungkin diberikan adalah insulin.

Disamping pemberian insulin secara konvensional 3 kali sehari dengan memakai insulin kerja cepat, insulin dapat pula diberikan dengan dosis terbagi insulin kerja menengah dua kali sehari dan kemudian diberikan campuran insulin kerja cepat dimana perlu sesuai dengan respon kadar glukosa darahnya. Umumnya dapat juga pasien langsung diberikan insulin campuran kerja cepat dan menengah dua kali sehari.

Kombinasi insulin kerja sedang yang diberikan malam hari sebelum tidur dengan sulfonylurea tampaknya memberikan hasil yang lebih baik daripada dengan insulin saja, baik satu kali ataupun dengan insulin campuran. Keuntungannya pasien tidak harus dirawat dan kepatuhan pasien tentu lebih besar.

Insulin dapat diberikan pada keadaan: penurunan berat badan yang cepat, hiperglikemia berat yang disertai ketoasidosis, ketoasidosis diabetic, hiperglikemia hiperosmolar non ketotik, Hiperglikemia dengan asidosis laktat, Gagal dengan kombinasi OHO dosis hamper maksimal, Stres berat (infeksi sistemik, operasi besar, IMA, stroke), Kehamilan dengan DM/diabetes mellitus gestasional yang tidak dapat dikendalikan dengan perencanaan makan, Gangguan fungsi ginjal atau hati yang berat, Kontraindikasi dan atau alergi terhadap OHO

Untuk pasien berobat jalan, bila sudah ada indikasi pemberian insulin maka dianjurkan untuk memulainya dengan insulin kerja menengah 5 unit pada pagi hari dan dilakukan evaluasi kadar glukosa darah harian dengan secara bertahap melakukan penyesuaian dosis insulin sehingga tercapai target control glukosa darah. Penyesuaian dosis insulin dapat dilakukan dengan menambah 2-4 unit setiap 3-4 hari. Macam dan jadwal pemberian insulin dapat diubah sesuai respon.

DAFTAR PUSTAKA

Assement. 2007. Mikrobiologi Farmasi. Erlangga. Jakarta

Budiyanto, A.K. 2010. Hand Out-7 Genetika Mikroorganisme.UMM Malang

Conway. 2003. Pengendalian Mikroorganisme. Di dalam R.S. Hadivetomo

Filhazany.2010.Insulin Secara Rekombinan. http://filzahazny.wordpress

com/2010/01/15/insulin-secara-rekombinan/ diakses 6 Januari 2011

Isharmanto.2009.Rekayasa Genetika.http://Isharmanto.Biologi Gonzaga.

WordPress.com diakses 6 Januari 2011

Paris. 1958. Teknologi Fermentasi. Rajawali Press: Jakarta.

Sefian dan Hanani. 2005. ). Dasar-dasar Mikrobiologi. Dept. Botani. Fakultas Pertanian IPB. Bogor.

Walyo, Lud. 2005. Mikrobiologi Umum. UMM Press : Malang