Penelitian Bioteknologi Terapan

Berbagai terapan dari teknologi berukuran sepersejuta meter itu, kini menjadi topik penelitian para pakar bio-teknologi. Salah satu lembaga penelitian, yang kini berjuang untuk menjadi institusi paling depan dalam teknologi nano bidang biologi adalah Biopolis di Singapura. Proyek raksasa yang digagas pemerintah Singapura ini memiliki sasaran sangat ambisius.

Sebanyak 2.000 ilmuwan dan peneliti bekerja di Biopolis untuk meneliti bidang genom manusia, kloning sel induk, penelitian pengobatan kanker, bio-informatika serta farmasi. Salah satu proyek yang cukup menonjol adalah pengembangan teknologi nano untuk mengobati penyakit mata. Sebanyak 150 peneliti bekerja untuk mengembangkan pengobatan baru, misalnya lensa kontak yang dikembangkan oleh tim yang dipimpin Dr. Edwin Chow.

Edwin Chow: “Pada dasarnya, ini adalah lensa kontak versi baru, yang dapat melepaskan obat untuk mengobati berbagai penyakit mata. Molekul bahan aktifnya, disisipkan dalam struktur nano pada polymer bahan pembuat lensa kontaknya. Dengan mengubah komposisi material untuk membuat lensa kontak, kami dapat mempengaruhi pelepasan bahan aktifnya. Misalnya saja, dilepaskan setiap beberapa jam sekali, atau beberapa hari sekali.“

Ilustrasi untuk menegaskan efisiensi teknologi nano ditunjukkan dengan memberi contoh penderita radang selaput mata. Biasanya pasien mendapat resep obat tetes mata. Ini merupakan metode yang lazim untuk memasukkan bahan aktif obat ke selaput mata. Akan tetapi, metode ini memiliki kelemahan mendasar. Biasanya, sebagian besar obat yang diteteskan akan mengalir ke luar mata sebelum dampak yang diharapkan terlihat.

Dosis tertentu obat-obatan, yang secara terarah hendak dilepaskan dalam jangka waktu panjang, tidak dapat dicapai dengan cara pengobatan tetes mata. Akan tetapi dengan lensa kontak sekali pakai, yang dirancang untuk pengobatan tersebut, efek pengobatannya dapat dicapai.

Edwin Chow: “Gagasan memanfaatkan lensa kontak untuk memasok obat-obatan, sebetulnya bukan hal yang baru. Sejauh ini yang dipraktekkan adalah merendam lensa kontak dalam obat-obatan, agar dapat menyerap unsur aktifnya. Akan tetapi, lensa kontak biasa, tidak mampu menyerap cukup banyak obat-obatan. Selain itu, kita tidak mengetahui dengan pasti, seberapa banyak yang benar-benar diserap oleh mata. Teknologi yang kami kembangkan, menghindari kedua kelemahan tersebut. Kami membubuhkan bahan aktif yang kadarnya kami tetapkan, ke dalam senyawa untuk pembuatan lensa kontak. Dan jika lensanya selesai dibuat, kandungan bahan aktifnya tepat seperti yang kami definisikan.“

Emulsi tersebut kemudian diberi cahaya ultra violet untuk memantapkan strukturnya. Melalui kanal-kanal halus yang tercipta pada saat proses polimerisasi, unsur aktif yang terkandung hampir seluruhnya mengalir ke mata. Dengan mengubah campurannya, ukuran kanal nano ini dapat dipengaruhi secara terarah. Dan dengan begitu, juga kadar obat yang akan dilepaskan. Kemungkinan pemanfaatan lensa nano tersebut amat luas. Misalnya, lensa kontak yang melumasi dirinya sendiri dapat mencegah perasaan mata kering dari pemakainya.

Edwin Chow: “Kami memperoleh banyak permintaan dari berbagai perusahaan, yang berminat memanfaatkan teknologi yang kami kembangkan. Misalnya saja, untuk memanfaatkan lensa kontak sebagai sensor, untuk mengukur kadar gula darah dalam air mata. Penelitian di masa depan, juga akan lebih difokuskan pada pemanfaatan diagnostik semacam itu.“

Dengan membuat titik-titik bercahaya yang disebut titik-titik quantum secara terarah pada lensa, para pakar teknologi nano dapat membuat semacam sensor, yang mengubah warna lensa, jika komposisi air mata mencapai titik kritis. Selain itu, jika terjadi kondisi terlewatinya batasan kadar gula yang aman, hal itu dapat terlihat dari perubahan warna pada lensa. Dengan membuat variasi dari lensa tersebut, pemanfaatan lainnya dapat diarahkan. Misalnya dengan membuat lensa yang titik quantumnya berwarna hijau fluoresens.

Edwin Chow: “Kami membuat lensa dengan titik kuantum berwarna hijau fluresens. Lensa akan memantulkan cahaya jika disinari dengan pancaran ultra violet. Jadi, jika suatu hari lensa kontak itu terjatuh, tidak ada masalah lagi dalam usaha menemukannya lagi. Inilah pemanfaatan lain, yang masih kami teliti.“

Penelitian bidang teknologi nano untuk pengobatan penyakit mata, memang bukan satu-satunya yang diteliti Biopolis di Singapura. Sasaran didirikannya pusat penelitian bio-teknologi Singapura itu, adalah untuk mencari terapan praktis, dari berbagai hasil penelitian ilmiah.

Selain pakar bioteknologi dan teknologi nano Asia, yang juga patut dicatat adalah pindahnya sejumlah peneliti terkemuka Eropa ke pusat Biopolis Singapura. Salah satunya adalah Axel Ullrich, peneliti biologi molekuler terkemuka dari Max Planck Institut di Martinsried, Jerman.

Ullrich terkenal sebagai peneliti penyakit kanker, yang sukses menerjemahkan sejumlah hasil penelitian ilmiahnya ke dalam praktek pengobatan. Dalam penelitiannya di Institut Max Planck, Ullrich menemukan jenis tertentu reseptor di lapisan luar sel kanker payudara. Penemuan fundamental ini mengantarkannya untuk mengembangkan obat kanker Herceptin, yang sekarang menjadi obat standar untuk mengobati berbagai penyakit kanker. Belum lama ini, penelitian yang dipimpin Ullrich, juga menemukan sebuah unsur aktif, yang diyakini dapat menyembuhkan kanker usus dan lambung.

Topik penelitian lainnya yang amat menarik adalah kloning sel induk. Singapura memiliki reputasi cukup meyakinkan dalam penelitian sel induk ini. Pada tahun 1994 misalnya, sebuah tim peneliti rumah sakit Universitas Nasional Singapura, di bawah pimpinan Ariff Bongso, merupakan kelompok pertama yang berhasil mengisolasi sel induk dari embrio. Sementara Patrick Tan dari rumah sakit umum Singapura, merupakan pionir dalam pencangkokkan sel induk pembentuk sel darah merah dari sumsum tulang belakang untuk mengobati penyakit anemia.

Dewasa ini di Biopolis, sedang dilakukan penelitian di bidang kedokteran regeneratif dengan memanfaatkan sel induk. Antara lain untuk mengobati pasien yang mengalami cedera tulang belakang. Sementara peneliti genom manusia, terus berusaha menemukan metode baru untuk pengobatan kanker. Antara lain dengan meneliti gen kanker, untuk lebih mengerti mekanisme munculnya penyakit tersebut. Dengan melaksanakan berbagai proyek ilmiah itu, Singapura hendak menjadi pelopor di bidang teknologi masa depan, yang merupakan teknologi terobosan atau teknologi yang melewati batasan keilmuan.