Zebrafish atau dalam bahasa Latin dikenal dengan nama Danio rerio adalah salah satu jenis ikan akuarium yang populer di Asia selatan. Pada habitat asalnya, ikan ini banyak ditemukan di perairan air tawar India, Bangladesh, Pakistan, Nepal dan Buthan. Karena warnanya yang berkilau perak dan hijau eksotis, ikan ini banyak diminati sebagai peliharaan.
Namun, siapa sangka ikan akuarium ini, ternyata juga banyak digunakan dalam dunia riset medis dan biologi. Zebrafish umumnya dimanfaatkan sebagai model untuk mempelajari perkembangan dan fungsi gen makhluk vertebrata.
Karena Zebrafish dapat dikembangbiakkan secara cepat, hewan ini sangat diminati dalam aliran studi forward genetics. Dalam jenis studi tersebut, ilmuan melakukan manipulasi pada susunan genetika hewan coba dan kemudian mengamati dampak yang disebabkan oleh perubahan genetika tersebut. Dalam catatan sejarah, ilmuwan pertama yang mempopulerkan penggunaan Zebrafish sebagai model adalah ahli biologi molekuler bernama George Streisinger dari University of Oregon. Salah satu studi perintis forward genetics bersakala besar pada Zebrafish dilakukan di Tübingen dan Boston, yang kemudian dikenal dengan Tübingen/Boston screens. Data berjumlah masif yang dihasilkan dari studi genetika pada Zebrafish saat ini dapat diakses dari seluruh dunia melalui platform Zebrafish Information Network (ZFIN).
Sebagai model hewan coba, zebrafish memiliki beberapa keuntungan mendasar. Di antara keunggulan zebrafish sebagai model hewan adalah genom yang telah dipetakan. Selain itu, sebagian besar dari genom yang telah dipetakan tersebut, juga telah diketahui fungsinya. Fase perkembangan embrionik dari Zebrafish juga sangat cepat. Embrio Zebrafish juga berukuran besar serta transparan, sehingga mudah diamati oleh peneliti.
Diantara sekian banyak keunggulan Zebrafish, karakter yang terpenting adalah adanya beberapa kesamaan antara Zebrafish dan manusia. Banyak diantara gen dan protein yang didapatkan dalam tubuh manusia, juga ditemukan padanannya pada Zebrafish. Di antara protein tersebut, banyak yang memiliki kesamaan fungsi dan karakter dengan protein pada manusia. Karena kesamaan tersebut, ilmuwan dapat menggunakan Zebrafish untuk mempelajari karakter suatu protein, memanipulasi gen, dan melakuan berbagai macam uji sebagai model hewan coba. Dengan pendekatan forward genetics, ilmuwan dapat mengidentifikasi berbagai gen yang diduga merupakan penyebab penyakit pada manusia.
Salah satu aplikasi Zebrafish yang terbukti membawa dampak dalam bidang kedokteran adalah pemanfaatannya pada proses drug discovery, atau penemuan obat. Zebrafish dapat dimanfaatkan sebagai platform screening terhadap berbagai molekul yang diduga memiliki khasiat. Contohnya, screening dengan menggunakan platform Zebrafish menemukan bahwaRosuvastatin—obat untuk mengatur kadar lemak dalam darah, ternyata dapat menekan pertumbuhan kanker prostat. Hingga saat ini, sekitar 65 molekul kandidat obat telah ditemukan dengan menggunakan platform Zebrafish.
Zebrafish dalam studi penyakit ginjal
Salah satu fungsi ginjal manusia adalah melakukan regulasi keseimbangan cairan dan berbagai elektrolit dalam tubuh. Perangkat regulasi keseimbangan elektrolit yang utama dalah tubuh manusia adalah tubulus ginjal. Dalam ginjal manusia terdapat saluran yag memiliki berbagai molekul penting untuk melakukan transport elektrolit. Beberapa molekul tersebut, berperan penting dalam melakukan transport ion natrium dan chloride. Mutasi pada gen yang mengode molekul transport tersebut, terbukti menyebabkan penyakit atau kondisi yang serius pada manusia. Beberapa penyakit karena mutasi pada gen transport ion tersebut, diketahui menjadi penyebab dari terjadinya Dent’s disease dan Bartter’s syndrome. Hingga saat ini, kedua penyakit tersebut belum dapat disembuhkan.
Zebrafish sebagaimana hewan air lainnya, memiliki struktur ginjal yang lebih sederhana dari manusia. Namun, nephrocytes— salah satu organpengatur keseimbangan elektrolit pada Zebrafish, memiliki banyak kesamaan dengan ginjal manusia. Sebagian jenis protein pada ginjal manusia, juga didapatkan pada nephrocyte. Dari berbagai studi dalam bidang fisiologi, diketahui bahwa molekul pengatur transport ion juga didapatkan pada Zebrafish. Penemuan tersebut membuka peluang pemanfaatan Zebrafish sebagai platform untuk mempelajari penyakit ginjal yang disebabkan oleh gangguan transport ion.
Mungkin, kita tidak menyadari bahwa manusia memiliki banyak kesamaan dengan Zebrafish. Merupakan hal yang wajar bila kita sebagai manusia tidak menyadari kesamaan tersebut. Karena secara kasat mata, habitat, dan penampakan fisik manusia dan Zebrafish jauh berbeda. Namun, dari sudut pandang genetika, ternyata manusia dan Zebrafish memiliki banyak kesamaan. Walau Zebrafish sehari-hari berenang dan bernafas dengan insang, sedangkan kita sehari-hari bertualang dan makan nasi padang, ternyata tingkat kesamaan antara genome Zebrafish dan manusia mencapai 70%. (*)
Penulis: Maulana A. Empitu
Departemen Farmakologi
Fakultas Kedokteran, Universitas Airlangga
Informasi lebih lanjut mengenai topik ini, dapat dibaca pada tulisan kami di:
Maulana A. Empitu & Ika N Kadariswantiningsih. Modeling salt transport disorders of human kidney in zebrafish: the grain of salt. The Journal of Physiology (October 1, 2019).
