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.