Science, ElrolumNews – Selama ini, salah satu tantangan terbesar dalam terapi berbasis penyuntingan gen bukan hanya bagaimana mengubah DNA, tetapi juga di mana dan kapan perubahan itu boleh terjadi.
CRISPR memiliki kemampuan luar biasa untuk memotong atau memodifikasi materi genetik. Namun, jika sistem tersebut aktif pada lokasi yang tidak diinginkan, perubahan genetik yang tidak diperlukan dapat meningkatkan risiko efek samping.
Kini, sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Cell memperkenalkan pendekatan yang membawa kendali tersebut selangkah lebih jauh. Para ilmuwan mengembangkan sistem CRISPR yang dapat diaktifkan dari luar tubuh menggunakan ultrasound terfokus, sehingga pengeditan genom dapat diarahkan ke wilayah jaringan tertentu pada hewan hidup.
Bukan Sekadar Mengedit DNA
Penelitian yang dipimpin Daesun Song dan timnya dari Stanford University berangkat dari persoalan sederhana tetapi fundamental: bagaimana membuat sistem CRISPR bekerja hanya pada tempat dan waktu yang diinginkan?
Untuk menjawabnya, peneliti merekayasa varian kecil dari enzim CRISPR-Cas12f yang disebut photoswitchable Cas12f (psCas12f).
Sistem tersebut dirancang agar dapat dikemas bersama RNA pemandu atau single-guide RNA (sgRNA) dalam satu partikel virus terkait-adeno atau AAV. Dengan begitu, komponen yang diperlukan untuk penyuntingan dapat dikirim ke jaringan terlebih dahulu, tetapi aktivitas penyuntingannya tidak harus langsung berjalan.
Inilah bagian yang membuat penelitian tersebut menarik.
Alih-alih mengaktifkan CRISPR secara terus-menerus, para peneliti menciptakan mekanisme yang memungkinkan enzim tersebut dikendalikan oleh cahaya.
Masalahnya, cahaya dari luar tubuh tidak mudah menembus jaringan dalam.
Para ilmuwan kemudian menemukan cara untuk mengatasi hambatan tersebut dengan memanfaatkan ultrasound terfokus.
Ultrasound Menjadi “Tombol” dari Luar Tubuh
Dalam sistem yang dikembangkan, ultrasound terfokus diarahkan ke wilayah tubuh yang ingin diedit.
Gelombang ultrasound kemudian berinteraksi dengan partikel khusus yang menghasilkan cahaya ketika mendapatkan rangsangan mekanis. Cahaya tersebut selanjutnya mengaktifkan protein CRISPR yang sebelumnya berada dalam keadaan tidak aktif.
Dengan mekanisme berlapis itu, peneliti dapat menggunakan ultrasound sebagai semacam saklar dari luar tubuh.
Secara konseptual, prosesnya menjadi:
AAV membawa sistem CRISPR → sistem berada dalam jaringan → ultrasound diarahkan ke lokasi target → partikel menghasilkan cahaya → Cas12f diaktifkan → pengeditan DNA berlangsung di wilayah yang ditargetkan.
Pendekatan tersebut memberikan dua jenis kendali sekaligus: kendali lokasi dan kendali waktu.
Itulah sebabnya penelitian ini tidak sekadar berbicara tentang CRISPR yang lebih kuat, tetapi tentang CRISPR yang dapat dikendalikan dengan lebih presisi.
Berhasil pada Otot dan Otak Tikus
Dalam percobaan pada tikus, para peneliti menunjukkan bahwa sistem tersebut dapat menghasilkan pengeditan gen pada wilayah otot rangka dan otak yang ditargetkan.
Yang penting, pengaktifan dilakukan menggunakan ultrasound terfokus tanpa prosedur pembedahan untuk menempatkan sumber cahaya langsung ke jaringan tersebut.
Stanford Bio-X menyebut pendekatan itu sebagai metode noninvasif untuk melakukan pengeditan gen secara terlokalisasi pada hewan hidup.
Temuan tersebut menunjukkan kemungkinan baru: komponen CRISPR dapat terlebih dahulu didistribusikan ke tubuh, sementara aktivitas penyuntingannya baru dipicu ketika peneliti memberikan rangsangan pada lokasi tertentu.
Konsep seperti ini berpotensi menjadi penting karena pengiriman obat atau terapi ke seluruh tubuh tidak selalu berarti seluruh jaringan harus menerima efek biologis yang sama.
Mengapa Ketepatan Lokasi Sangat Penting?
CRISPR bekerja dengan menargetkan urutan DNA tertentu. Tetapi keberhasilan terapi gen tidak hanya ditentukan oleh apakah urutan tersebut dapat diedit.
Pertanyaan berikutnya adalah: sel mana yang diedit?
Dalam pengobatan, perbedaan antara jaringan yang sakit dan jaringan yang sehat bisa sangat penting.
Jika sistem penyuntingan aktif di tempat yang salah, manfaat terapi dapat berkurang dan risiko efek yang tidak diinginkan dapat meningkat.
Karena itu, para ilmuwan selama bertahun-tahun mengembangkan berbagai strategi untuk membuat CRISPR lebih spesifik—mulai dari desain RNA pemandu, sistem penghantaran berbasis virus, hingga mekanisme pengaktifan yang dikendalikan oleh lingkungan atau rangsangan tertentu.
Penelitian terbaru ini menawarkan satu lapisan kontrol tambahan: menggunakan ultrasound sebagai pemicu eksternal untuk menentukan lokasi pengaktifan. Nature menyoroti pendekatan tersebut sebagai cara untuk mengendalikan enzim CRISPR berdasarkan lokasi jaringan yang dituju.
Belum Menjadi Terapi untuk Manusia
Meski terdengar seperti teknologi dari masa depan, penelitian ini masih berada pada tahap pra-klinis.
Eksperimen yang dilaporkan dilakukan pada tikus, bukan pasien manusia. Artinya, keberhasilan pada hewan belum otomatis berarti teknologi tersebut aman atau efektif untuk digunakan dalam pengobatan manusia.
Masih terdapat sejumlah pertanyaan yang harus dijawab.
Seberapa tepat ultrasound dapat mengaktifkan sistem di jaringan yang sangat dalam? Seberapa besar aktivitas CRISPR yang tidak sengaja terjadi di luar wilayah target? Bagaimana sistem tersebut bekerja pada tubuh manusia yang jauh lebih besar dan kompleks? Dan yang tidak kalah penting, bagaimana memastikan pengeditan DNA tetap terkendali dalam jangka panjang?
Pertanyaan-pertanyaan tersebut menjadi bagian penting sebelum teknologi semacam ini dapat dipertimbangkan untuk aplikasi klinis.
Peneliti sendiri menggambarkan pekerjaan tersebut sebagai metode untuk pengeditan gen terlokalisasi secara noninvasif, bukan sebagai terapi manusia yang sudah siap digunakan.
Dari “Edit Gen” Menjadi “Edit Gen di Tempat yang Tepat”
Perkembangan CRISPR selama satu dekade terakhir sering digambarkan sebagai revolusi karena manusia kini memiliki kemampuan untuk mengubah DNA dengan tingkat presisi yang sebelumnya sulit dibayangkan.
Namun, revolusi berikutnya mungkin bukan sekadar membuat CRISPR semakin akurat dalam mengenali urutan DNA.
Tantangannya adalah membuat sistem tersebut memahami kapan harus aktif dan di mana harus berhenti.
Penelitian Song dan rekan-rekannya menunjukkan salah satu kemungkinan jawabannya: kombinasi antara rekayasa protein, teknologi penghantaran AAV, cahaya, partikel mekanoluminesen, dan ultrasound terfokus.
Jika pendekatan ini kelak dapat diterjemahkan secara aman ke manusia, dokter secara teoritis dapat memperoleh tingkat kendali yang jauh lebih besar terhadap lokasi aktivasi terapi gen.
Tetapi perjalanan menuju sana masih panjang.
Untuk saat ini, hasil penelitian tersebut lebih tepat dipandang sebagai demonstrasi teknologi bahwa pengeditan genom dapat dikendalikan dari luar tubuh dengan resolusi ruang dan waktu yang lebih baik.
Dan mungkin, di masa depan, pertanyaan terpenting dalam terapi CRISPR bukan lagi sekadar:
“Gen mana yang harus diedit?”
Melainkan:
“Gen mana yang harus diedit—di jaringan mana, pada waktu kapan, dan di mana tepatnya proses itu harus berhenti?”
Sumber Berita
Song, D. et al. (2026). “Non-invasive control of gene editing in vivo by photoswitchable Cas12f and focused ultrasound.” Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2026.09.005.
Stanford Bio-X. “Non-invasive control of gene editing in vivo by photoswitchable Cas12f and focused ultrasound.” 28 September 2026.
Nature. “Location, location, location: how to edit genes only in the cells you want.” 2 Oktober 2026.
