Meretas bakteri untuk melawan kanker - Tal Danino

Lihat pelajaran selengkapnya: https://ed.ted.com/lessons/hacking-bacteria-to-fight-cancer-tal-danino

Pada tahun 1884, seorang pasien menderita kanker yang tumbuh dengan cepat di leher, kemudian menderita infeksi kulit akibat bakteri yang tidak berhubungan dengan kankernya. Ketika ia pulih dari infeksi, secara mengejutkan kankernya mulai sembuh. Infeksi telah merangsang sistem kekebalan tubuh pasien tersebut. Saat ini, ahli biologi sintetik memprogram bakteri untuk menyalurkan obat secara aman langsung ke tumor. Bagaimana ini bisa mungkin terjadi? Tal Danino menelitinya.

Pelajaran oleh Tal Danino, disutradarai oleh Chris Bishop.

Tahun 1884, kondisi seorang pasien
semakin memburuk.

Pasien ini mengidap kanker
yang tumbuh cepat di lehernya,

kemudian terkena infeksi kulit yang
tidak berhubungan akibat bakteri.

Setelahnya, sesuatu yang
tak terduga terjadi:

saat dia pulih dari infeksi,
kankernya juga mulai sembuh.

Seorang dokter bernama William Coley
menemui pasien tersebut 7 tahun kemudian,

tidak tampak bekas kanker padanya.

Coley percaya sesuatu yang
luar biasa telah terjadi:

infeksi bakteri merangsang sistem
kekebalan tubuh pasien itu

untuk melawan kanker.

Penemuan Coley membuat
dirinya untuk memelopori

tindakan injeksi bakteri yang disengaja
untuk mengobati kanker.

Satu abad kemudian, ahli biologi
sintetis menemukan cara yang lebih baik

untuk memanfaatkan bakteri—

dengan memprogram bakteri untuk
menyalurkan obat langsung ke tumor.

Kanker terjadi ketika
fungsi normal sel berubah,

menyebabkan sel membelah diri dengan
cepat sehingga terbentuk tumor.

Terapi seperti radiasi, kemoterapi,
dan imunoterapi

mencoba membunuh sel-sel ganas,
tetapi bisa memengaruhi seluruh tubuh

dan merusak jaringan yang sehat
dalam pelaksanaannya.

Namun, beberapa bakteri seperti E. coli

memiliki kemampuan unik yaitu mampu
tumbuh secara selektif di dalam tumor.

Faktanya, inti tumor membentuk
lingkungan yang ideal

di mana bakteri dapat membelah diri
dengan aman, tersembunyi dari sel imun.

Alih-alih menyebabkan infeksi,

Bakteri dapat diprogram ulang
untuk menyalurkan obat pelawan kanker,

bertindak seperti Kuda Troya melawan
tumor dari dalam.

Ide pemrograman bakteri untuk merasakan
dan merespons dengan cara baru

adalah fokus utama suatu bidang yang
disebut Biologi Sintetis.

Tetapi bagaimana cara bakteri diprogram?

Kuncinya terletak pada
memanipulasi DNA mereka.

Dengan menyisipkan urutan genetik
tertentu ke dalam bakteri,

sehingga bisa diperintah untuk
menyintesis molekul yang berbeda,

termasuk molekul yang mengganggu
pertumbuhan kanker.

Bakteri juga dapat diprogram untuk
berperilaku dalam cara tetentu

dengan bantuan sirkuit biologis.

Program ini membedakan perilaku
tergantung pada ada, tidak adanya,

atau kombinasi faktor-faktor tertentu.

Misalnya, tumor mempunyai
kadar oksigen dan pH yang rendah

dan menghasilkan terlalu banyak
molekul tertentu.

Ahli biologi sintetik dapat memprogram
bakteri untuk merasakan kondisi tersebut,

dengan cara itu, bakteri mengobati tumor
tanpa mengganggu jaringan yang sehat.

Satu jenis sirkuit biologis, yaitu
"synchronized lysis circuit," atau SLC,

membuat bakteri menyalurkan obat
pada jadwal yang ditentukan.

Pertama, untuk menghindari jaringan sehat,

produksi obat anti kanker
dimulai saat bakteri tumbuh,

yang hanya terjadi di dalam
tumor itu sendiri.

Selanjutnya, setelah bakteri
menghasilkan obat,

mekanisme "kill-switch" membuat
bakteri meledak

ketika mencapai ambang batas
kritis populasi.

Fungsinya untuk melepaskan obat
dan mengurangi populasi bakteri.

Namun, bakteri tetap hidup pada
persentase tertentu

untuk mengembalikan koloni.

Kemudian, jumlah mereka bertambah lagi
memicu aktifnya mekanisme "kill switch,"

dan siklus ini terus berulang.

Sirkuit ini dapat diatur untuk menyalurkan
obat pada jadwal periodik mana pun

yang paling baik untuk melawan kanker.

Pendekatan ini terbukti menjanjikan
dalam uji coba ilmiah menggunakan tikus.

Ilmuwan tidak hanya berhasil
menghilangkan tumor limfoma

yang disuntik dengan bakteri, tetapi
juga merangsang sistem kekebalan tubuh,

menyiapkan sel imun untuk mengidentifikasi
dan menyerang limfoma yang sakit

di tempat lainnya pada tubuh tikus.

Berbeda dengan terapi lainnya, bakteri
tidak menargetkan jenis kanker tertentu,

melainkan semua ciri umum yang
dimiliki oleh semua tumor padat.

Bakteri yang dapat diprogram tidak
terbatas hanya melawan kanker.

Sebaliknya, mereka dapat berfungsi sebagai
sensor canggih

yang memantau penyakit di masa depan.

Bakteri probiotik bisa jadi
sedang tidur di dalam perut kita,

tempat mereka mendeteksi, mencegah,
dan mengobati gangguan

sebelum kanker memiliki kesempatan
menyebabkan gejala.

Kemajuan teknologi telah menciptakan
kegembiraan

tentang masa depan obat yang disalurkan
oleh mesin nanobot.

Berkat miliaran tahun evolusi

kita sudah memiliki titik awal

bentuk biologis bakteri yang tak terduga.

Ditambah dengan biologi sintetis,

tidak ada yang tahu apa saja yang
mungkin terjadi.