Partikel kecil ini bisa menjelajahi tubuh Anda untuk menemukan tumor

Bagaimana jika kita bisa menemukan tumor yang berpotensi menjadi kanker bertahun-tahun sebelum ia bisa menyakiti kita -- tanpa fasilitas pengujian mahal atau bahkan listrik yang stabil? Dokter, insinyur biologi dan pengusaha Sangeeta Bhatia memimpin sebuah lab multidisiplin yang meneliti berbagai cara untuk memahami, mendiagnosa dan merawat penyakit manusia. Sasarannya: dua per tiga kematian akibat kanker dapat dicegah. Dengan penjelasan yang luar biasa, dia menjabarkan ilmu partikel nano yang kompleks dan membagikan impiannya tentang tes kanker radikal baru yang dapat menyelamatkan jutaan nyawa.

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)