Ikan Zebra sebagai Model Uji Pra-klinik, Selamatkan Kelinci dan Tikus

Sumber foto: https://pixabay.com/id/photos/danio-rerio-ikan-zebra-ikan-4996599/ diakses secara online 28 April 2026

Tubuhnya yang kecil, transparan, dan berwarna-warni, menjadikan zebrafish atau ikan zebra dijuluki ikan hias multitalenta. Perkembangan dunia biomedis modern menjadikan ia tidak hanya indah dipandang sebagai penghias akuarium, namun memiliki manfaat luar biasa dalam pengembangan dunia penelitian obat terbarukan.

Ikan zebra yang mungil berubah menjadi raksasa yang mendominasi hewan model dunia, menggeser posisi tikus dan kelinci sebagai hewan coba dalam penelitian. Ikan zebra merupakan jenis ikan yang hidup di air tawar, habitat aslinya berada di kawasan sungai, kerap ditemukan di lahan sawah berpadi. Ikan ini hidup di iklim tropis, dan merupakan spesies endemik Asia Tenggara.

Sejarah perkembangan ikan zebra sebagai hewan model

Transisi dari citra ikan zebra dimulai saat rekan George Streisinger membawa ikan hias yang ia beli, untuk dijadikan ide bahan penelitian baru. Penelitian ini dimulai di University of Oregon, Oregon, Amerika Serikat. Pada tahun 1960 hingga awal 1970, George sedang mencari model vertebrata yang dapat dimanipulasi secara genetika seperti bakteri dan virus. Kala itu, zebrafish tampak menarik baginya karena kulit yang transparan, sehingga mudah diamati perkembangan organnya.

George Streisinger lalu mendirikan kelompok penelitian yang berfokus pada penyusunan protokol untuk melihat perkembangan sistem saraf ikan zebra. Prosedur penelitian kemudian berkembang seiring modernisasi teknologi rekayasa genetika, sehingga mampu dilakukan analisis genetik dan mutasinya. Sejak saat itu, George menggunakan ikan zebra sebagai alat modifikasi genetika embrionik dan molekuler yang dikembangkan secara global.

Penggunaan ikan zebra sebagai hewan model meningkat pesat popularitasnya ketika Christiane Nüslsein-Volhard seorang peneliti asal Jerman, dari Max Planck Institute for Developmental Biology melakukan analisis mutagenesis pada materi genetik ikan zebra yang dikenal dengan The Tübingen Screen. Teknik ini dilakukan dengan memaparkan zebrafish pada senyawa kimia secara terus-menerus untuk mengamati dampaknya terhadap perubahan susunan materi genetik.

Pada waktu yang bersamaan, ilmuwan dari Boston, Wolfgang Driever dan Mark Fishman juga melakukan penelitian untuk mendeteksi mutasi genetik, hingga menemukan gen yang berperan dalam pembentukan embrio. Hal ini kemudian menjadi dasar pengembangan selanjutnya, untuk menciptakan zebrafish transgenik dengan fitur yang dapat disesuaikan kebutuhan peneliti, misalnya untuk pengujian organ jantung, respons syaraf, pembentukan otot, hingga respons imunitas terhadap paparan senyawa kimia.

Teknik modern pada ikan zebra berfokus pada manipulasi genetik berkapasitas tinggi dan skrining obat terbarukan. Ikan zebra juga mendukung perkembangan riset gen editing berbasis CRISPR/Cas9 untuk mutasi target, sistem transposon Tol2 untuk transgenesis, dan optogenetika untuk memantau aktivitas neuron pada embrio transparan. Modifikasi genetik dengan kompleksitas tinggi lebih mudah dilakukan pada zebrafish dibandingkan dengan hewan model lainnya.

Apa saja keunggulan zebrafish sebagai hewan model?

Zebrafish memiliki tingkat homologi dengan materi genetik manusia, dan hampir serupa. Sebesar 82% gen penyebab penyakit pada manusia, memiliki versi yang serupa dengan ikan zebra. Sebagai contoh, gen penyandi kelainan otot Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) pada manusia, jika diekspresikan pada ikan zebra, maka bagian otot ikan zebra akan mengalami gangguan yang sama.

Hal ini memudahkan peneliti dalam menguji berbagai kelainan genetik pada manusia, dengan memodifikasi materi genetik pada zebrafish sejak embrio. Ikan zebra berpotensi untuk merepresentasikan model penyakit manusia, sehingga dapat dicari obat/senyawa kimia untuk alternatif pengobatan yang tertarget misalnya pengembangan obat anti-kanker, anti-bakteri, uji imunitas manusia, dan lain-lain.

Selain itu, banyak aspek yang menjadikan ikan zebra sebagai salah satu model hewan paling populer dalam penelitian, antara lain; kesuburan tinggi dan pembuahan eksternal, perkembangan cepat (pada 72 jam pasca-pembuahan, semua fitur vertebrata inti sudah berkembang), dan kejernihan optik selama tahap larva. Selama tahap larva, zebrafish menyerap obat dari air melalui kulit dan mulut, sehingga memudahkan pengujian obat tanpa injeksi.

Adakah fasilitas laboratorium ikan zebra di Indonesia?

Saat ini, penelitian menggunakan zebrafish sudah mulai populer di Indonesia. Salah satu institusi yang memiliki fasilitas laboratorium modern zebrafish adalah Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada bekerja sama dengan Universiteit van Leiden, Belanda dengan nama Twin Lab. UGM-Leiden Twin Lab ini memiliki fasilitas penelitian zebrafish yang didatangkan dari Universiteit van Leiden untuk memfasilitasi penelitian di bidang biomedis, dan menjadi fasilitas pertama yang berstandar internasional.

Pembangunan fasilitas ini diinisiasi oleh Prof. Herman Spaink, Director of Institute of Biology Leiden pada tahun 2019. Fasilitas yang ada selain kolam pembiakan ikan zebra yang sudah diaklimatisasi, juga terdapat mikroinjeksi untuk embrio. Mikroinjeksi berguna untuk secara tepat memasukkan zat/senyawa (DNA, RNA) ke dalam sel embrio tahap 1 untuk mempelajari fungsi gen dan perkembangannya.

Ikan zebra unggul dalam studi berkecepatan tinggi, hemat biaya, dan waktu, sementara hewan model seperti tikus dan kelinci, menawarkan fisiologi mamalia yang lebih mapan untuk validasi tahap akhir.

Pengembangan dan perbaikan juga terus dilakukan untuk mengatasi perbedaan anatomi dan fisiologi dengan mamalia, seperti ekspresinya terhadap kelenjar payudara, organ pernapasan, dan sekresi hormon. Selain itu, siklus hidup yang pendek pada ikan zebra perlu diperhatikan. Untuk pengujian tahap lanjut, perlu dilakukan konversi dosis yang tepat dalam satu siklus hidup ikan zebra untuk memperoleh data yang sesuai dengan dosis manusia.