Kita bisa menggunakan bakteri untuk mendeteksi kanker (dan mungkin mengobatinya)

Kanker hati adalah salah satu kanker yang tersulit untuk dideteksi, tapi ahli biologi sintetis Tal Danino memiliki pemikiran berbeda: Bagaimana jika kita bisa menciptakan bakteri probiotik yang bisa dimakan yang "diprogram" untuk menemukan tumor hati? Pengetahuannya menjabarkan sesuatu tentang bakteri yang baru mulai kita pahami: kemampuan penginderaan kuorum mereka, atau bersama-sama melakukan sesuatu saat mereka mencapai titik kepadatan kritis. Danino, seorang Rekan TED, menjelaskan cara kerja penginderaan kuorum - dan bagaimana suatu hari bakteri cerdas yang bekerja sama bisa mengubah pengobatan kanker.

Anda mungkin tak menyadari,

ada lebih banyak bakteri di tubuh Anda
daripada bintang di seluruh galaksi.

Semesta bakteri yang menakjubkan
di dalam tubuh kita

adalah bagian yang tak terpisahkan
dari kesehatan kita,

dan teknologi kita berevolusi
begitu pesat

sehingga kini kita bisa memprogram semua
bakteri ini seperti pada komputer.

Diagram yang Anda lihat ini,

memang terlihat seperti sebuah
permainan olahraga,

tapi ini adalah cetak biru dari program
bakteri pertama yang saya kembangkan.

Seperti menulis perangkat lunak,
kita bisa mencetak dan menulis DNA

menjadi beragam algoritme
dan program di dalam bakteri.

Program ini menghasilkan protein yang

berpendar secara ritmis

dan menghasilkan sebuah molekul kecil

yang membuat bakteri bisa
berkomunikasi dan sinkronisasi

seperti yang terlihat dalam video ini.

Koloni bakteri yang berkembang
yang Anda lihat ini

selebar sehelai rambut manusia.

Anda tidak bisa melihat bahwa
program genetik kami

memerintahkan setiap bakteri ini untuk
menghasilkan molekul kecil,

dan molekul itu bergerak
di antara ribuan bakteri

yang mengatur kapan mereka hidup dan mati.

Bakteri ini bersinkronisasi cukup
baik pada tahap ini,

tapi karena kecepatan gerak molekul
yang menyinkronkan mereka terbatas,

dalam koloni bakteri yang lebih besar,
hal ini menghasilkan gelombang gerak

antar bakteri yang jaraknya
jauh satu sama lain,

dan Anda bisa melihat gelombang ini
bergerak dari kiri ke kanan layar.

Program genetik kami bergantung
kepada sebuah fenomena alam

bernama penginderaan kuorum,

di mana bakteri memicu perilaku yang
terkoordinasi, dan kadang ganas

ketika kepadatan mereka
mencapai titik kritis.

Dalam film ini Anda bisa
melihat penginderaan kuorum,

ketika sebuah koloni bakteri yang tumbuh
mulai bercahaya hanya saat

ia mencapai titik
kepadatan tinggi atau kritis.

Program genetik kami

terus menghasilkan pola ritmik
protein berpendar ini

sementara koloninya tumbuh ke luar.

Film dan eksperimen ini kami
sebut Supernova,

karena terlihat seperti sebuah
bintang yang meledak,

Selain memprogram
pola-pola indah ini,

saya bertanya, apa lagi
yang bisa dilakukan bakteri ini?

Lalu saya putuskan untuk
meneliti cara memprogram bakteri

untuk mendeteksi dan mengobati
penyakit seperti kanker.

Salah satu fakta mengejutkan
tentang bakteri

adalah mereka bisa
tumbuh alami di dalam tumor.

Ini karena biasanya tumor adalah

wilayah yang tak bisa
ditembus oleh sistem kekebalan,

jadi para bakteri menemukan
tumor-tumor ini

dan menggunakannya sebagai sebuah
tempat aman untuk berkembang biak.

Kami mulai menggunakan
bakteri probiotik

yang aman dan memiliki
manfaat kesehatan,

dan menemukan bahwa saat
diberikan secara oral ke tikus,

probiotik ini secara selektif akan
tumbuh di dalam tumor hati.

Kami sadar bahwa cara termudah

untuk melihat
keberadaan probiotik ini,

yang artinya, keberadaan sang tumor,

adalah agar bakterinya
mengeluarkan sinyal

yang akan bisa terdeteksi
dalam air seni,

jadi kami secara khusus
memprogram bakteri probiotik ini

untuk membuat molekul yang
akan mengubah warna air seni Anda

untuk menunjukkan keberadaan kanker.

Kemudian kami menunjukkan
bahwa teknologi ini

bisa secara khusus
mendeteksi kanker hati dengan baik,

yang sebetulnya sulit untuk ditemukan.

Karena bakteri ini khusus
diperuntukkan bagi tumor,

kami telah memprogramnya
bukan hanya untuk mendeteksi kanker

tapi juga mengobatinya

dengan menghasilkan molekul
terapeutik dari dalam tumornya

yang menyusuti tumor yang ada,

dan hal ini kami lakukan menggunakan
program pengindraan kuorum

seperti yang Anda lihat di film tadi.

Bayangkan di masa depan
menggunakan probiotik terprogram

yang bisa mendeteksi dan mengobati kanker,

atau bahkan penyakit lainnya.

Kemampuan kita untuk
memprogram bakteri

dan kehidupan

membuka cakrawala baru
dalam penelitian kanker,

dan untuk membagi visi ini,
saya bekerja sama dengan seniman

Vik Muniz untuk membuat
simbol alam semesta,

yang seluruhnya terbuat dari bakteri
atau sel kanker.

Harapan utama saya adalah agar keindahan
dan tujuan dari semesta mikroskopis ini

bisa mengilhami pendekatan baru dan
kreatif bagi masa depan penelitian kanker.

Terima kasih.

(Tepuk tangan)