BIOMA UNDIP

Situsnya Anak Biologi 2005 FMIPA UNDIP

MENGAWETKAN SPERMA SECARA MURAH MERIAH

Posted by Bioma pada 3 Juni, 2008

Berita baik di tengah isu pengerahan massa untuk mendukung atau tidak mendukung seorang pemimpin negara. Tanpa perlu mengerahkan massa, Mulyoto Pangestu berhasil meraih penghargaan tertinggi Gold Award dalam lomba Young Inventors Award yang diselenggarakan Majalah The Far Eastern Economic Review dan Hewlett Packard. Dengan biaya murah, teknik pengawetan sperma kreasi Mulyoto mengalahkan hampir 300 peserta lainnya. Seperti diakui Mulyoto yang dikutip sebuah majalah berita mingguan beberapa waktu lalu, ia tidak yakin karyanya bisa menang. Ajang bergengsi itu biasanya memilih karya bidang teknik dan komputer sebagai pemenangnya. Apalagi karyanya itu dikirim pada saat-saat akhir lomba.Bukan soal hadiah yang didapat Mulyoto yang bikin berita ini menggembirakan, tapi apa yang dia temukan itu berguna bagi para ilmuwan dan dokter di negara sedang berkembang. Teknik pengeringan yang dia lakukan hanya perlu biaya sedikit, cuma sekitar Rp 2.000,-. Sementara dengan teknik pengeringan beku (freeze drying) yang diterapkan sejak 1998 oleh para peneliti di Universitas Hawaii pimpinan Prof. R. Yanagimachi dan Dr. T. Wakayama, biaya produksinya sekitar Rp 4,75 juta per paket. Belum harga mesinnya yang sekitar sekitar Rp 142,5 juta.

Hemat biaya

Ngomong-ngomong, ngapain sih sperma diawetkan? Tujuan utamanya agar sperma dapat disimpan dan dipergunakan untuk inseminasi buatan dalam jangka waktu lama. Salamon dkk. dari Sydney University pada 1996 mempublikasikan makalah mengenai kemampuan membuahi sperma domba yang disimpan selama 37 tahun dalam nitrogen cair. Mutu dan kemampuan sperma awetan untuk membuahi tidak turun.

Selama ini penyimpanan sperma awetan dilakukan pada suhu beku, minus 196oC, dalam media penyimpan nitrogen cair. “Teknik ini sudah dipakai secara luas di bidang peternakan untuk menyimpan sperma sapi beku, dan dunia kedokteran manusia untuk menyimpan embrio, sperma, maupun jaringan atau sel,” terang dosen Fakultas Peternakan Universitas Soedirman Purwokerto, yang pernah melakukan penelitian tentang pengawetan sperma dan inseminasi buatan pada ayam ini.

Cuma, cara tradisional itu banyak kendalanya. Tangki penyimpan nitrogen cairnya saja harganya bisa samapi AS $ 5.000 (sekitar Rp 50 juta). Belum lagi bentuknya besar sekali, beberapa malah setinggi dan seberat orang dewasa. Masa pakainya pun hanya sekitar 5 – 10 tahun.

Tak hanya itu, seminggu sekali setidaknya tangki harus diisi nitrogen cair yang berkurang karena menguap. Prosesnya pun cukup berbahaya. Lantai ruangan tempat tangki minta perlindungan khusus sebab nitrogen harus diberi suhu minus 196oC agar tetap cair. Makanya, mata dan kulit mesti dilindungi kalau tidak mau membeku terkena cipratan nitrogen cair. Karena besar dan berat, tangki tidak praktis kalau mau diangkut-angkut, dan berbahaya kalau sampai tumpah. Sejumlah negara sudah melarang pengangkutan nitrogen cair tanpa izin atau truk khusus.

Menjadi jelas mengapa temuan Mulyoto dikatakan sebagai terobosan besar oleh Dr. Jillian Shaw, penyelianya. “Banyak keuntungan yang dapat diperoleh bila kita mampu menyimpan sperma dalam suhu ruang,” tutur Mulyoto lewat email. Keuntungan itu misalnya, hemat biaya karena tidak perlu suplai nitrogen cair. Otomatis tidak perlu tangki khusus penyimpan nitrogen cair yang makan tempat.

Lalu tidak ada risiko kecelakaan akibat penggunaan nitrogen cair seperti frost bite) atau asphysia (kekurangan oksigen) pada operator. Teknik temuan Mulyoto praktis, mudah dibawa dan dikirim ke mana saja tanpa biaya ekstra penanganan, khususnya saat disimpan di gudang Bea dan Cukai.

Sampai saat ini penyimpanan pada suhu ruang hanya bisa dilakukan pada materi kering. Misalnya bahan makanan macam dendeng, ikan asin, buah-buahan kering. Di alam fenomena hidup dalam keadaan kering ini dikenal dengan fase dormant (tidur). Biji-bijian, beberapa jenis mikroba, jamur (seperti ragi untuk tape dan tempe), serta binatang (misalnya artemia dan tartigrada) mampu hidup dalam suhu ruang dan suasana kering dengan kadar kelembapan nyaris 0%. Setelah dibasahi atau terkena air, mereka dapat hidup normal lagi.

“Mati” secara fisiologis

Proses pengeringan secara umum bisa lewat beberapa cara. Pertama, dengan pemanasan. Misalnya, direbus atau dipanaskan hingga kering. Kedua, diisap dengan vakum sampai kering, lalu didiamkan agar menguap. Ketiga, permukaannya ditiupi udara. “Cara terakhir itu yang saya pakai,” aku Mulyoto. Alasannya, tidak diperlukan pemanasan dan tidak menggunakan oksigen.

“Pemanasan akan merusak DNA, sementara oksigen bisa menyebabkan radikal oksigen,” tambah penerima beasiswa AusAid untuk studi pascasarjana Dipl. Agriculture Science di Melbourne University dan Master of Reproductive Science di Monash University ini. Juga, alat yang dibutuhkan relatif sederhana: cukup tabung gas nitrogen dan selang penghubung.

Semula, Jillian Shaw menyarankan Mulyoto menggunakan teknik pengeringan beku. Akan tetapi karena biayanya besar, lalu ia mencoba pompa vakum. Itu juga masih mahal dan gas argon yang digunakan pun mahal. Akhirnya, Mulyoto memilih plastic straw (tabung plastik mirip isi bolpoin) saja. Sebab selain harganya relatif murah, tabung buatan Prancis ini sudah teruji dan tidak meracuni zat yang disimpan di dalamnya.

Tabung plastik itu biasa digunakan untuk menyimpan sperma atau embrio beku, baik manusia maupun sapi. “Di Indonesia material ini bisa diperoleh di Balai Inseminasi Buatan, Lembang,” kata Mulyoto.

Ia menggunakan dua jenis ukuran, 0,25 ml dan 0,5 ml. Untuk mengeringkan sperma digunakan gas nitrogen karena lebih murah, mudah didapat, dan lebih aman dalam penanganannya dibandingkan dengan yang cair.

Sperma segar yang mau dikeringkan disedot ke dalam tabung 0,25 ml sehingga melumuri dinding bagian dalam tabung. Kemudian gas nitrogen diembuskan ke dalamnya. Sambil tetap ditiup dengan gas nitrogen, tabung itu dimasukkan ke dalam tabung yang lebih besar (0,5 ml), lalu ditutup menggunakan pemanasan (heat seal). Agar lebih aman, tabung itu dimasukkan ke dalam kantung alumunium foil kedap udara dan diisi dengan gas nitrogen. Selanjutnya, bisa disimpan dalam suhu ruang. Satu tangki gas nitrogen bisa dipakai untuk 1.700 tabung plastik.

Kalau sperma awetan itu hendak digunakan, maka tabung itu dikeluarkan dari kantungnya lalu dipotong ujung-ujungnya. Agar sperma bisa mengalir keluar, tabung dialiri medium. Bisa berupa medium M2 (untuk menangani embrio), MT-6 (untuk sperma), atau garam fisiologis. Sperma akan hanyut bersama medium itu dan siap dipakai untuk pembuahan.

Tapi, tunggu dulu! Semua sperma itu dalam keadaan “mati”. Secara morfologis dan fisiologis, sperma-sperma itu memang “mati” tapi DNA-nya tidak rusak. Supaya bisa dipakai untuk membuahi sel telur, satu sel sperma disuntikkan ke dalam satu sel telur (cara ini disebut intracytoplasmic sperm injection, ICSI), yang sudah banyak digunakan pada pembuatan bayi tabung). Selanjutnya, embrio ditangkarkan dalam inkubator sebagai gua garba sementara sebelum dipindahkan ke dalam induk.

Survival rate-nya 100%

Tampaknya sederhana, tapi jalan menuju ke penemuan itu tidak mudah. Untuk menguapkan air dari sperma, rehydrate (pengairan kembali) sel, dan membuahi sel telur, Mulyoto berjuang selama hampir enam bulan. Sebagai pengering, ia mencoba mulai dari udara hingga alhokol. Akhirnya disadari, proses pengeringan akan terjadi seperti dia harapkan jika tidak ada campur tangan oksigen.

Sebelum menggunakan dua tabung, Mulyoto hanya memakai satu tabung yang lantas dirapatkan dengan perapat panas manual, namun masih bisa tembus oksigen. Guna mencegah kebocoran itu, Mulyoto memasukkan tabung yang sudah dirapatkan itu ke dalam tabung yang lebih besar dan dirapatkan lagi. Cara ini hanya bisa bertahan sekitar sebulan sebelum akhirnya oksigen menerobos masuk.

Mestinya, penyimpanan model begini bisa bebas bocor dan tahan lama. Untuk itu, Mulyoto mencoba membungkus tabung dengan alumunium foil, tapi oksigen tetap bisa menerobos masuk. Lalu ia membeli wadah khusus kedap udara, sambil mencari cara lain yang tidak membuat kantong bolong. Akhirnya, ia memilih kantung alumunium foil selebar 15 cm yang ada di labnya. Dengan kantung ini sperma bisa awet hingga lebih dari setahun.

Teknik ICSI yang dipakai Mulyoto dalam penelitiannya dilakukan secara manual, hanya mengandalkan kepekaan tangannya. Dengan cara manual, risiko terbesarnya sel telur rusak (yang sering terjadi pecah) setelah disuntik sperma. Yang selamat tinggal sekitar 30%.

Kerusakan ini terjadi pada sel telur mencit yang memang sangat rentan. Sedangkan sel telur hewan lainnya, macam sapi dan marmoset (sejenis kera), relatif lebih tahan banting sehingga kerusakan dapat dihindari. “Sebagai pembanding, saat saya bekerja dengan marmoset, dengan teknik manual survival rate-nya 100%,” kata Mulyoto.

Survival rate sel telur mencit bisa ditingkatkan jika dibantu mesin piezzo electric pulse seperti dilakukan temannya. Dengan teknik ini kerusakan bisa diperkecil sehingga yang selamat bisa mencapai 70%, karena dengan pulsa listrik kekuatan (suntikan) bisa terkontrol dari waktu ke waktu. Lebih stabil. Akan tetapi, kelemahannya, pulsa listrik harus dibantu dengan air raksa yang ditempatkan pada ujung jarum suntik. “Air raksa itu zat berbahaya yang harus dihindari karena menyebabkan kerusakan gen,” tandas Mulyoto.

Bisa diterapkan pada manusia

Bagi negara berkembang seperti Indonesia, metode pengeringan sperma ala Mulyoto ini sangat membantu. Sampai sebatas pengawetan dan penyimpanan, katanya, hal ini dapat diterapkan dengan mudah di mana saja di Indonesia. Namun, untuk penggunaannya mungkin agak repot karena diperlukan alat bantu mikromanipulator (untuk ICSI) dan inkubator (untuk pembiakan embrio).

“Setahu saya, ada beberapa tempat di Indonesia yang memiliki fasilitas ICSI, di antaranya klinik-klinik bayi tabung seperti Melati di RS Harapan Kita, Dr. Soetomo Surabaya, Permata Hati di RSUP Sardjito Yogyakarta, dan beberapa universitas,” tutur Mulyoto yang juga membantu pada Klinik Permata Hati.

Yang jelas, tegasnya, teknik ini sangat bermanfaat bagi konservasi satwa langka. “Misalnya, dalam suatu penelitian di hutan ditemukan satwa langka yang baru mati, maka material genetiknya (seperti sperma) dapat langsung dikeringkan dan disimpan,” Mulyoto yang pernah melakukan uji pendahuluan pemanfaatan spermatozoa yang diperoleh setelah kematian (model untuk konservasi satwa langka) bekerja sama dengan Dr. Sony Sumarsono dari jurusan Biologi, FMIPA, ITB.

Bagusnya lagi, teknik ini bisa diterapkan pada manusia. Akan tetapi banyak proses yang harus dilalui, seperti uji genetik. “Pada tikus tidak ditemukan adanya kelainan pada keturunannya,” kata Mulyoto yang telah melahirkan sekitar 15 tikus dengan cara ini. Selain itu banyak aspek nonteknis yang harus dikaji, utamanya aspek etika.

Jika tidak ada alangan, mungkin di masa yang akan datang orang tidak perlu lagi menyimpan sperma di klinik In Vitro Fertilization atau bank sperma. Cukup disimpan di rumah masing-masing saja. Selain hemat biaya, juga bisa mencegah terjadinya kontaminasi silang antarspesimen yang disimpan dalam tangki nitrogen cair yang sama.

Cara pengeringan sperma ala Mulyoto itu kini sedang dalam proses pengajuan paten di Australia. Kelak nama Mulyoto akan tercantum sebagai penemunya. (Yds. Agus Surono)

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: