Di tempat yang dulu hanya bisa untuk menaruh satu transistor,
sekarang bisa diisi 1 milyar transistor.
Karenanya, sebuah komputer seukuran satu ruangan
sekarang bisa muat dalam saku Anda.
Katanya, masa depan itu kecil.
Sebagai seorang insinyur,
saya terinspirasi oleh revolusi komputer yang makin lama makin kecil ini.
Sebagai seorang dokter,
saya berpikir apakah revolusi ini bisa digunakan untuk mengurangi
angka kematian yang disebabkan oleh salah satu penyakit
yang paling cepat berkembang di bumi: kanker.
Ketika saya bilang begitu,
banyak orang mengira kami sedang berusaha menyembuhkan kanker.
Dan itu memang benar.
Tapi ternyata
ada kesempatan hebat untuk menyelamatkan nyawa
melalui deteksi dini dan pencegahan penyakit kanker.
Di seluruh dunia, lebih dari 2/3 kematian akibat kanker bisa dicegah
menggunakan metode yang sudah kita kenal saat ini.
Metode seperti vaksinasi, pengujian tepat waktu
dan tentu saja, berhenti merokok.
Tapi bahkan dengan peralatan dan teknologi terbaik yang ada sekarang,
beberapa tumor tak bisa dideteksi
hingga 10 tahun sejak tumor itu mulai tumbuh,
setelah ia menjadi 50 juta sel kanker yang kuat.
Seandainya ada teknologi yang lebih baik
untuk mendeteksi kanker yang mematikan,
ketika tumor dapat segera diambil,
ketika ia baru mulai tumbuh?
Saya akan jelaskan bagaimana miniaturisasi bisa membantu kita.
Ini adalah mikroskop di laboratorium biasa
yang digunakan ahli patologi untuk mengambil sampel jaringan,
seperti biopsi atau pap smear.
Mikroskop seharga 7.000 dolar AS ini
akan digunakan oleh seseorang yang sudah bertahun-tahun terlatih
menganalisa sel kanker.
Ini adalah gambar dari rekan saya di Universitas Rice,
Rebecca Richards-Kortum.
Bersama timnya, dia membuat mikroskop miniatur ini
ke dalam koin 10 dolar ini,
yang bisa masuk ke ujung fiber optik.
Ini artinya, alih-alih mengambil sampel dari pasien
dan mengirimkannya ke mikroskop,
Anda bisa membawa mikroskop kepada pasien.
Lalu, alih-alih meminta seorang spesialis untuk menganalisa gambar itu,
Anda bisa melatih komputer untuk membandingkan sel normal vs sel kanker.
Dan ini penting,
karena berdasarkan pengalaman di daerah pedesaan,
bahkan jika mereka punya mobil uji keliling
yang bisa menjangkau masyarakat dan mengadakan pengujian
dan mengumpulkan sampel
dan mengirimnya ke rumah sakit pusat untuk dianalisa,
dan beberapa hari kemudian,
perempuan dengan hasil tes tidak normal akan ditelepon
dan mereka akan diminta datang.
Setengah dari mereka tidak datang karena masalah biaya.
Dengan mikroskop terpadu dan analisa komputer,
Rebecca dan rekan-rekannya berhasil menciptakan sebuah mobil van
yang punya peralatan diagnosa dan juga fasilitas perawatan.
Itu artinya mereka bisa melakukan diagnosa
dan melakukan terapi seketika itu juga,
jadi semua orang mendapatkan tindak lanjut.
Ini hanya satu contoh bagaimana miniaturisasi bisa menyelamatkan nyawa.
Sebagai insinyur,
menurut kami ini adalah miniaturisasi yang sebenarnya.
Sesuatu yang besar dibuat menjadi kecil.
Tapi yang saya sampaikan sebelumnya
adalah bahwa komputer telah mengubah hidup kita
ketika ukurannya menjadi cukup kecil untuk bisa dibawa kemana-mana.
Jadi perubahan apa yang setara di bidang kedokteran?
Nah, bagaimana jika Anda punya sebuah alat pendeteksi
yang begitu kecil sehingga bisa menjelajahi tubuh Anda,
dan menemukan tumor dengan sendirinya
lalu mengirimkan sinyal keluar?
Kedengarannya agak seperti fiksi ilmiah.
Tapi sebenarnya, nanoteknologi telah memungkinkan kita untuk melakukannya.
Nanoteknologi mampu menyusutkan bagian-bagian detektor itu,
dari hanya selebar rambut manusia,
yaitu 100 mikron,
menjadi seribu kali lebih kecil,
yaitu 100 nanometer.
Dan dampaknya amat sangat besar.
Rupanya materi berubah sifatnya
dalam skala nano.
Katakanlah materi yang lazim seperti emas,
apabila kita menggerusnya hingga menjadi debu, menjadi partikel emas nano,
warnanya berubah dari keemasan menjadi kemerahan.
Jika kita ambil materi yang lebih eksotis seperti kadmium selenid --
berbentuk kristal hitam yang besar --
jika Anda membuat kristal nano dari materi ini
dan Anda letakkan di dalam cairan,
dan sorotkan sinar padanya,
ia berkilau
biru, hijau, kuning, oranye, merah,
tergantung ukurannya.
Luar biasa! Coba bayangkan benda seperti itu dalam dunia makro?
Seperti semua jins denim di lemari Anda, yang semuanya dibuat dari bahan katun
tapi warnanya berbeda-beda tergantung ukurannya.
(Tertawa)
Nah, sebagai dokter,
yang sama menariknya bagi saya
adalah bahwa tidak hanya warna material
yang berubah dalam skala nano;
tapi caranya menjelajahi tubuh juga berubah.
Dan observasi seperti inilah yang akan kita gunakan
untuk membuat detektor kanker yang lebih baik.
Jadi begini maksud saya.
Ini adalah pembuluh darah di tubuh.
Yang mengelilinginya adalah tumor.
Kita akan menyuntikkan partikel nano ke dalam pembuluh darah
dan mengamati bagaimana ia bergerak melalui aliran darah menuju tumor.
Ternyata pembuluh darah yang dikelilingi banyak tumor itu bocor,
sehingga partikel nano bisa keluar dari aliran darah menuju tumor.
Tapi ini tergantung pada ukuran partikelnya.
Jadi dalam gambar ini,
partikel nano biru yang lebih kecil, seukuran 100 nanometer merembes keluar,
dan partikel nano merah yang lebih besar, seukuran 500-nanometer,
terkurung di dalam aliran darah.
Itu artinya,
tergantung pada seberapa besar atau kecil material yang saya buat,
sebagai insinyur, saya bisa mengendalikan arahnya di dalam tubuh Anda.
Baru-baru ini, kami membuat sebuah detektor nano kanker di lab saya,
yang ukurannya begitu kecil sehingga bisa menjelajahi tubuh mencari sel tumor.
Kami merancangnya untuk mengamati serangan tumor:
susunan sinyal kimia yang dibuat tumor untuk menyebar.
Untuk keluar dari jaringan dimana ia terbentuk,
tumor harus memproduksi zat kimia yang disebut enzim
untuk menghancurkan konstruksi jaringan.
Kami merancang partikel nano ini agar bisa diaktivasi oleh enzim tersebut.
Satu enzim bisa mengaktivasi ribuan reaksi kimia ini dalam satu jam.
Dalam dunia teknik, ini disebut
amplifikasi dengan rasio 1 banding 1.000
yang menjadikannya sangat sensitif.
Jadi kami telah membuat sebuah detektor kanker yang sangat sensitif.
Lalu bagaimana caranya mengirimkan sinyal aktivasi ini keluar tubuh,
supaya tumor bisa ditanggapi?
Untuk itu, kita akan menggunakan satu lagi biologi dengan skala nano
yang berhubungan dengan ginjal.
Ginjal adalah semacam saringan.
Tugasnya menyaring keluar darah dan membuang limbah ke urine.
Ternyata, apa yang disaring oleh ginjal
juga tergantung pada ukuran.
Jadi dalam gambar ini, bisa terlihat
bahwa apapun yang lebih kecil dari 5 nanometer
mengalir dari darah, melewati ginjal, menuju urine,
dan semua lainnya yang lebih besar tertahan.
Baiklah, jadi jika saya membuat detektor kanker 100 nanometer,
dan menyuntikkannya ke dalam aliran darah,
ia bisa menembus ke dalam tumor dimana ia akan diaktivasi oleh enzim tumor
dan mengeluarkan sinyal kecil,
yang cukup kecil agar bisa tersaring keluar dari ginjal
dan masuk ke dalam urine.
Sekarang sinyalnya ada di luar tubuh dan bisa bisa dideteksi.
Tapi ada satu masalah lagi.
Ini adalah sinyal yang amat kecil,
bagaimana saya bisa mendeteksinya?
Yah, sinyal itu hanya molekul semata.
Molekul yang dirancang sekelompok insinyur.
Sinyal ini sepenuhnya sintetis, jadi kita bisa merancangnya
agar bisa disesuaikan dengan peralatan yang digunakan.
Jika kita menggunakan alat keren dan sangat sensitif
yang disebut spektrometer massa,
maka kita membuat molekul dengan massa yang unik.
Atau mungkin kita ingin sesuatu yang tidak begitu mahal dan praktis.
Kita bisa membuat molekul yang bisa disaring dengan kertas,
seperti alat tes kehamilan.
Kenyataannya, ada begitu banyak uji kertas
yang semakin banyak dikenal dalam bidang diagnosa kertas.
Jadi, kemana arah tujuan kita sekarang?
Satu hal lagi,
sebagai seorang peneliti sejati,
ini mewakili impian pribadi saya.
Saya tidak bisa bilang ini adalah janji;
ini adalah sebuah impian.
Tapi saya rasa kita semua harus punya impian yang bisa memotivasi kita,
bahkan -- dan mungkin terutama -- bagi para peneliti kanker.
Yang saya harapkan terjadi dalam teknologi saya,
bahwa tim saya dan saya akan mengerahkan segenap hati dan jiwa kami
mewujudkannya menjadi kenyataan.
OK, jadi begini.
Saya bermimpi suatu saat nanti,
alih-alih mengunjungi lab uji yang mahal
untuk mendapatkan kolonoskopi,
atau mamogram,
atau pap smear,
Anda bisa mendapatkan suntikan,
tunggu selama satu jam,
dan melakukan tes urine pada sepotong kertas.
Saya membayangkan bahwa ini bisa terjadi
tanpa perlu ada listrik yang stabil,
atau ahli medis profesional.
Mungkin mereka ada di tempat jauh
dan hanya terhubung dengan smartphone.
Saya tahu ini kedengarannya seperti mimpi
tapi di lab kami sudah melakukannya menggunakan tikus,
yang bekerja lebih efektif dari metode saat ini
untuk mendeteksi kanker paru-paru, usus besar dan ovarium.
Dan saya harap semua ini berarti
bahwa suatu saat kita bisa mendeteksi tumor dalam tubuh pasien
sebelum sampai 10 tahun setelah tumor mulai tumbuh,
tak peduli siapa Anda,
di seluruh dunia,
sehingga kita bisa memberikan perawatan dini,
dan kita bisa menyelamatkan nyawa lebih dari yang telah kita capai saat ini,
dengan pendeteksian dini.
Terima kasih.
(Tepuk tangan)