Ilmuwan Rekayasa Bakteri untuk "Memakan" Tumor dari Dalam

ILMUWAN di University of Waterloo sedang mengembangkan metode revolusioner dalam melawan kanker, menggunakan bakteri yang direkayasa secara genetik untuk mengonsumsi tumor dari dalam. Strategi ini memanfaatkan mikroba yang secara alami berkembang biak di lingkungan tanpa oksigen, menjadikan inti tumor padat sebagai target ideal.

Inti dari pendekatan ini adalah Clostridium sporogenes, bakteri tanah yang hanya bisa bertahan hidup di tempat tanpa oksigen. Karena inti tumor padat terdiri dari sel-sel mati dan kekurangan oksigen, wilayah ini menjadi tempat berkembang biak yang sempurna bagi mikroba tersebut.

"Spora bakteri memasuki tumor, menemukan lingkungan yang kaya nutrisi dan tanpa oksigen, yang disukai organisme ini, lalu mulai memakan nutrisi tersebut dan tumbuh besar," kata Dr. Marc Aucoin, profesor teknik kimia di Waterloo. "Jadi, kita sekarang menjajah ruang pusat itu, dan bakteri tersebut pada dasarnya membersihkan tubuh dari tumor."

Baca juga : Lestari Moerdijat: Pemahaman Masyarakat terkait Penanganan Kanker yang Tepat Harus Ditingkatkan

Tantangan Oksigen dan "Sirkuit DNA"

Namun, muncul tantangan besar, saat bakteri menyebar ke tepi luar tumor yang terpapar oksigen, mereka mulai mati sebelum kanker benar-benar musnah. Untuk mengatasinya, tim peneliti menyisipkan gen dari bakteri kerabat yang lebih toleran terhadap oksigen.

Agar tetap aman bagi pasien, tim harus memastikan fitur "tahan oksigen" ini tidak aktif saat bakteri berada di aliran darah yang kaya oksigen. Mereka menggunakan proses komunikasi alami bakteri yang disebut quorum sensing.

Sistem ini bekerja seperti saklar otomatis. Bakteri melepaskan sinyal kimia yang menguat seiring bertambahnya jumlah mereka. Hanya setelah jumlah bakteri di dalam tumor cukup banyak, sinyal tersebut mencapai level yang menyalakan gen tahan oksigen.

Baca juga : Studi Ungkap Obat Diabetes Berpotensi Melawan Kanker

"Menggunakan biologi sintetis, kami membangun sesuatu yang menyerupai sirkuit listrik, tetapi alih-alih kabel, kami menggunakan potongan-potongan DNA," jelas Dr. Brian Ingalls, profesor matematika terapan. "Setiap bagian memiliki tugasnya masing-masing. Jika dirakit dengan benar, mereka membentuk sistem yang bekerja secara terprediksi."

Kolaborasi Multidisiplin

Dalam pengujian awal, tim berhasil memprogram bakteri untuk menghasilkan protein neon hijau guna mengonfirmasi bahwa sistem aktif tepat pada saat yang diinginkan. Langkah selanjutnya adalah menggabungkan sistem kontrol ini ke dalam satu bakteri tunggal untuk diuji dalam uji klinis pra-medis.

Penelitian ini merupakan buah kolaborasi lintas disiplin ilmu, mulai dari teknik, matematika, hingga sains hayati. Proyek yang awalnya digawangi oleh mahasiswa PhD, Bahram Zargar, kini berkembang menjadi kerja sama strategis antara universitas dengan Center for Research on Environmental Microbiology (CREM Co Labs) di Toronto untuk mengubah penemuan laboratorium ini menjadi solusi medis nyata bagi penderita kanker. (Science Dailya/Z-2)