Pendahuluan

Pada tahun 2009, Time Magazine, sebuah majalah Amerika yang berlokasi di New York menampilkan “10 Ide yang Mengubah Dunia Saat Ini”. Dalam urutan tersebut, terdapat biobank yang tersorot sebagai peluang bagi para ilmuwan untuk memperoleh pengetahuan dari ribuan sampel. Dimulai dari kanker, biobank dikaitkan dengan peluang ambisius untuk menyaring dan mengobati penyakit apa pun. Selama dekade terakhir, bidang biobank telah berkembang pesat seiring dengan munculnya pengobatan presisi.

Istilah “biobank” pertama kali muncul dalam publikasi ilmiah pada tahun 1996, namun masih belum ada kesepakatan mengenai definisi yang tepat. Kemudian, secara bertahap istilah “biobank” diadopsi untuk menggambarkan koleksi biospesimen atau data genetik manusia yang sesuai untuk tujuan penelitian. Salah satu definisi pertama mengenai “biobank” diperkenalkan oleh Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) sebagai kumpulan materi biologis dan data serta informasi terkait yang disimpan dalam sistem yang terorganisasi, untuk suatu populasi atau sebagian besar populasi. Deskripsi ini kemudian diperbarui untuk menggambarkan biobank sebagai sumber daya terstruktur yang dapat digunakan untuk tujuan penelitian genetik yang mencakup materi biologis manusia, informasi yang dihasilkan dari analisis yang sama dan informasi terkait yang luas.

Biobank dapat berada di dalam rumah sakit, pusat penelitian, perusahaan farmasi, dan organisasi advokasi pasien. Adapun jenis sampel yang dikumpulkan dapat meliputi jaringan beku, jaringan yang difiksasi formalin dalam parafin (FFPE), sel, darah lengkap dan turunannya, urin, sel bukal dan air liur, aspirasi sumsum tulang, air mani, rambut, kuku, dan asam nukleat (DNA, RNA, cDNA/mRNA, mikroRNA). Adapun untuk prinsip dasar biobank yang disusun dengan memanfaatkan pendekatan 5W (why, what, who, where, dan when) menekankan definisi, sistem klasifikasi, aspek-aspek utama, standar internasional yang dibutuhkan untuk akreditasi dan infrastruktur yang dibutuhkan untuk memastikan kualitas dan jaringan (Gambar 1).

Gambar 1. Prinsip Dasar Biobank dengan pendekatan 5W (Annaratone et al., 2021)

Biobank dalam Pengobatan Kanker

Biobank yang berorientasi pada kanker bertujuan untuk mengumpulkan dan menyimpan sampel biologis manusia untuk penelitian kanker. Adapun sampel yang dikumpulkan meliputi sampel biologis dari pasien dengan penyakit tertentu (kanker) dan kontrol (jaringan sehat dari pasien kanker) yang dikumpulkan pada saat diagnosis dan selama fase terapi berturut-turut. Karena sampel jaringan merupakan elemen kunci dalam sebagian besar kasus di biobank ini, maka laboratorium patologi memegang peranan yang penting untuk menangani spesimen, menilai dan memastikan kecukupan sampel segar, serta mewakili kurator jaringan dan bertanggung jawab atas arsip spesimen FFPE. Selain itu, laboratorium patologi klinis terlibat dalam pengumpulan darah lengkap dan derivatif untuk keperluan rutin (Gambar 2).

Gambar 2. Biobank untuk pengobatan presisi dalam onkologi (Annaratone et al., 2021)

Gambar di atas adalah contoh praktis potensi biobank untuk pengobatan presisi dalam onkologi. Dengan syarat persetujuan yang ditandatangani oleh pasien, berbagai spesimen biologis dapat dikumpulkan. Pada fase praoperasi, sampel dapat diperoleh melalui aspirasi jarum halus dan biopsi jarum inti. Pada penyakit tahap awal, pasien menjalani reseksi bedah. Spesimen (khususnya spesimen bedah) dapat diambil sampelnya baru-baru ini dan digunakan untuk persiapan model penyakit (seperti kultur sel primer, PDO, dan PDX). Dari potongan jaringan, protein dan asam nukleat untuk analisis genomik dengan hasil keluaran tinggi dapat diperoleh. Sampel darah, urin, feses, dan usapan juga dapat dikumpulkan selama perjalanan penyakit. Pengambilan sampel longitudinal dapat dilakukan selama terapi dan selama periode tindak lanjut.

Gambar 3. Ringkasan pertimbangan penting untuk mendirikan biobank, menangani jenis sampel tertentu, dan menggunakan biobank yang ada (Lommen et al., 2020)

Darah

Karena darah sering dikumpulkan untuk keperluan perawatan rutin, darah terbukti menjadi jenis sampel yang paling populer untuk studi biomarker non-invasif. Untuk alasan yang sama, protokol untuk berbagai fraksi pengambilan darah (misalnya, darah utuh, serum, plasma) dan pemrosesan telah sangat terstandarisasi dari waktu ke waktu (Gambar 3). Untuk darah yang di antikoagulasi, direkomendasikan penyimpanan maksimum 24 – 72 jam pada suhu ruangan sebelum penyimpanan jangka panjang pada suhu rendah. Waktu pengambilan darah tampaknya tidak berdampak pada hasil DNA/RNA; namun, dalam kasus analisis metabolomik, waktu pengambilan darah harus dipertimbangkan karena metabolit lebih melimpah setelah aktivitas metabolik tinggi.

Pengambilan darah utuh memerlukan tabung antikoagulasi, yang paling konvensional adalah tabung EDTA dan heparin. Terlepas dari kenyataan bahwa tabung heparin banyak digunakan untuk menentukan kadar hormon atau kolesterol dalam perawatan klinis rutin, tabung tersebut tidak disukai untuk analisis molekuler. Tabung EDTA lebih disukai daripada tabung heparin, karena sifatnya untuk mengawetkan sel dan menghambat aktivitas DNase; menggunakan tabung-tabung ini akan menghasilkan konsentrasi DNA yang lebih tinggi dengan kualitas yang sama.

Di samping darah utuh, fraksi seperti serum atau plasma dapat digunakan untuk analisis molekuler. Serum atau plasma lebih disukai daripada darah utuh untuk analisis DNA bebas sel (cfDNA), protein atau hormon karena fraksi seluler (padat) yang dihilangkan tidak dapat mengganggu hasil. Oleh karena itu, serum atau plasma yang dikumpulkan dalam tabung EDTA tampaknya menjadi jenis sampel yang lebih disukai untuk disimpan di biobank yang ditujukan untuk biomarker molekuler (Gambar 3).

Feses

Saat ini tidak ada protokol standar yang tersedia untuk sampel feses. Umumnya, sampel feses direkomendasikan untuk disimpan pada suhu ruangan selama maksimal 24–72 jam sebelum penyimpanan jangka panjang pada suhu rendah. Beberapa komponen molekuler dapat dianalisis dari feses, seperti DNA manusia dan mikroba, protein, dan metabolit; namun, pengumpulan sampel feses utuh memerlukan wadah yang relatif besar dan dengan demikian menimbulkan tantangan logistik. Sampel feses yang dikumpulkan perlu dihomogenkan, sebaiknya menggunakan penyangga yang menstabilkan komponen sampel sebelum dibekukan.

Urin

Pengukuran biomarker molekuler untuk kanker dalam urin baru muncul dalam beberapa dekade terakhir. Oleh karena itu, mirip dengan feses, belum ada cara standar untuk mengumpulkan dan memproses urin untuk penyimpanan di biobank. Umumnya, penyimpanan urin pada suhu ruangan selama maksimal 4 jam direkomendasikan sebelum penyimpanan jangka panjang pada suhu rendah. Komponen molekuler seperti DNA, RNA, protein, dan metabolit semuanya dapat diukur dalam urin, tetapi jumlah komponen ini dalam urin berfluktuasi sepanjang hari. Di pagi hari, sampel urin pekat dapat diperoleh dalam hal, misalnya, DNA; sebaliknya, metabolit lebih melimpah setelah aktivitas metabolisme tinggi (Gambar 3).

Diagnosis Kanker dengan Pengujian PCR dan Rapid Test

Pengujian PCR (Polymerase Chain Reaction) dan rapid test yang menggunakan sampel darah memiliki potensi aplikasi dalam diagnosis kanker. Pengujian PCR dapat digunakan untuk mendeteksi mutasi genetik atau perubahan dalam DNA atau RNA sampel pasien yang berkaitan dengan kanker. Misalnya, PCR digunakan untuk mengidentifikasi mutasi pada gen tertentu yang dapat menjadi penanda adanya kanker atau menentukan jenis kanker tertentu. Dalam konteks kanker, sampel darah yang diambil digunakan untuk mendeteksi material genetik tumor (seperti DNA/RNA tumor). Tes ini biasanya dilakukan untuk mencari DNA tumor bebas (ctDNA – circulating tumor DNA) dalam darah, yang dapat mengindikasikan adanya kanker atau relaps kanker. Dengan PCR, penelitia bisa mendeteksi gen atau mutasi tertentu yang berkaitan dengan kanker pada tahap awal, bahkan sebelum gejala muncul. Selain itu, PCR juga dapat digunakan untuk pemantauan perkembangan kanker. Tes ini dapat melacak perubahan genetik yang terjadi seiring waktu dalam darah pasien, sehingga tersaji informasi tentang perkembangan kanker ataupun respons terhadap pengobatan yang telah diberikan. Dengan PCR, peneliti juga dapat mengidentifikasi biomarker genetik yang dapat mempengaruhi pemilihan terapi, seperti pengobatan yang menargetkan mutasi genetik spesifik. Circulating Tumor DNA (ctDNA) adalah potongan kecil DNA yang dilepaskan oleh sel tumor ke dalam aliran darah. PCR dapat mendeteksi ctDNA sebagai indikator adanya kanker seperti pada kanker payudara, kanker paru-paru, kanker kolorektal, dan kanker pankreas.

Sementara itu, diagnosis kanker dengan rapid test lebih jarang digunakan dibandingkan PCR. Namun, ada beberapa rapid test yang berfungsi untuk mendeteksi biomarker spesifik kanker atau penanda tumor (seperti antigen tumor dalam darah) dengan cara yang cepat dan sederhana. Untuk rapid test kanker, biasanya sampel darah diambil untuk mengidentifikasi penanda tumor (tumor markers) yang ada dalam tubuh, yang menunjukkan adanya kanker atau respon terhadap kanker.

Beberapa marker yang dapat digunakan dalam diagnosis kanker sebagai berikut.

1. Prostate-Specific Antigen (PSA)
   PSA adalah protein yang diproduksi oleh kelenjar prostat, yang ditemukan dalam darah pria. PSA biasanya digunakan sebagai marker atau penanda dalam pengujian untuk kanker prostat (prostate cancer), meskipun juga dapat ditemukan pada kondisi non-kanker lainnya yang mempengaruhi prostat, seperti pembesaran prostat jinak (BPH) atau prostatitis.

2. Alpha-fetoprotein (AFP)
   AFP adalah protein yang diproduksi oleh hati dan kantung kuning pada janin selama kehamilan. Kadar AFP dalam darah biasanya sangat tinggi selama perkembangan janin, tetapi setelah kelahiran, kadar AFP biasanya menurun dan hanya tetap rendah pada orang dewasa sehat. Namun, kadar AFP dapat meningkat pada beberapa jenis kanker, dan oleh karena itu, AFP sering digunakan sebagai marker tumor untuk mendeteksi dan memantau perkembangan kanker tertentu, terutama kanker hati. Marker ini adalah penanda tumor yang sering dikaitkan dengan kanker hati (hepatocellular carcinoma) dan beberapa jenis kanker testis dan ovarium.

3. Carcinoembryonic Antigen (CEA)
   CEA adalah protein yang ditemukan dalam darah dan biasanya digunakan sebagai marker tumor untuk mendeteksi dan memantau perkembangan beberapa jenis kanker, terutama kanker yang berasal dari saluran pencernaan, seperti kanker kolorektal. CEA pada dasarnya adalah protein yang biasanya diproduksi oleh sel-sel janin selama perkembangan embrio, tetapi pada orang dewasa, tingkatnya sangat rendah. CEA adalah penanda tumor yang sering ditemukan pada berbagai jenis kanker, termasuk kanker kolorektal, kanker payudara, kanker paru-paru, dan kanker pankreas.

4. Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR)
   EGFR adalah protein yang terletak di permukaan sel dan berperan dalam regulasi pertumbuhan dan pembelahan sel. EGFR bekerja dengan mengikat faktor pertumbuhan epidermal (EGF) atau ligan lainnya, yang kemudian mengaktifkan jalur sinyal dalam sel untuk mendorong pertumbuhannya. Namun, mutasi pada gen EGFR dapat menyebabkan aktivasi konstitutif (terus-menerus aktif) dari jalur sinyal ini, yang pada akhirnya dapat menyebabkan pertumbuhan sel yang tidak terkendali dan berkontribusi pada perkembangan kanker.

5. Kirsten Rat Sarcoma viral oncogene homolog (KRAS)
   Kanker KRAS merujuk pada jenis kanker yang melibatkan mutasi pada gen KRAS, yang merupakan salah satu gen onkogen yang berperan penting dalam regulasi pertumbuhan dan pembelahan sel. Mutasi KRAS mengarah pada aktivasi konstitutif dari protein KRAS, yang kemudian menyebabkan pertumbuhan sel yang tidak terkendali. Mutasi pada gen KRAS sering ditemukan pada berbagai jenis kanker seperti kolorektal, paru, pankreas, ovarium dan endometrium. dan ini sering kali berkaitan dengan prognosis yang buruk serta resistensi terhadap beberapa jenis terapi kanker.

Tabel 1. Kit PCR untuk Diagnosis Kanker

Brand	No. Katalog	Deskripsi Kit	Sensitivitas	⅀ test
Qiagen	870121	therascreen EGFR RGQ PCR Kit		24
Qiagen	874111	therascreen EGFR RGQ PCR Kit version 2		24
Qiagen	870021	therascreen KRAS RGQ PCR Kit		24

Tabel 2. Rapid Test untuk Diagnosis Kanker

Brand	No. Katalog	Deskripsi Kit	Sensitivitas	⅀ test
Cortez	13043-40-44	APF Rapid Test (Serum/WB/Plasma)		40T
Cortez	13060-1-44	CEA Serum Rapid Test (Cassatte)		40T
Cortez	13010-1-19	Fecal Occult Blood Rapid Test (Cassatte)		25T 50T
Cortez	13072-1-44	PSA (Serum/Plasma/WB) Rapid Test		10T

Untuk pertanyaan produk dan stock lebih lanjut Bapak/Ibu dapat menghubungi kami PT. Indogen melalui email asri.indogen@gmail.com atau melalui WhatsApp berikut untuk fast respon WhatsApp Indogen.

Referensi :

Annaratone, L., De Palma, G., Bonizzi, G. et al. (2021). Basic principles of biobanking: from biological samples to precision medicine for patients. Virchows Arch 479, 233–246 https://doi.org/10.1007/s00428-021-03151-0

Lommen K, Odeh S, Theije CC, Smits KM. (2020). Biobanking in Molecular Biomarker Research for the Early Detection of Cancer. Cancers (Basel) 4, 776. doi:10.3390/cancers12040776. PMID: 32218259; PMCID: PMC7226426.