Foto oleh Kelly Sikkema di Unsplash
BOSTON — Mungkinkah bahan kimia plastik menghambat kesuburan manusia di tingkat global? Peneliti Harvard Medical School telah menemukan bukti baru tentang bahan kimia yang hampir mustahil untuk dihindari: benzil butil ftalat (BBP), yang ditemukan dalam segala hal mulai dari lantai vinil hingga mainan anak-anak, mungkin mempengaruhi sel-sel reproduksi pada konsentrasi yang biasa terdeteksi dalam sampel darah manusia.
BBP termasuk dalam kelompok bahan kimia yang disebut ftalat yang digunakan produsen sebagai bahan pemlastis – bahan tambahan yang meningkatkan fleksibilitas dan daya tahan produk plastik. Selain lantai vinil dan mainan, BBP juga muncul di alas karpet, kemasan makanan, dan produk perawatan pribadi. Senyawa tersebut telah diidentifikasi sebagai bahan kimia yang mengganggu endokrin, artinya dapat mengganggu sistem hormon dalam tubuh.
Untuk mempelajari dampak BBP pada reproduksi, tim peneliti menggunakan Caenorhabditis elegans (C. elegans), cacing mikroskopis yang memiliki kesamaan genetik yang signifikan dengan manusia. Penggunaan cacing transparan ini memungkinkan para ilmuwan mengamati secara langsung perubahan organ reproduksi saat bekerja dengan organisme yang memiliki proses reproduksi serupa dengan manusia.
Dengan menggunakan strain khusus C. elegans yang dimodifikasi agar lebih permeabel terhadap bahan kimia, para peneliti menguji berbagai konsentrasi BBP: 1, 10, 100, dan 500 mikromol. Temuan mereka mengungkapkan pola yang tidak terduga – paparan 10 mikromol BBP menyebabkan kerusakan paling signifikan, mengakibatkan peningkatan kesalahan segregasi kromosom X sebesar 1,71 kali lipat. Fenomena ini, dimana dosis yang lebih rendah dapat menyebabkan efek yang lebih parah dibandingkan dosis yang lebih tinggi, dikenal sebagai “respon dosis non-monotonik.”
Ketika para peneliti meneliti efek BBP lebih dekat, mereka menemukan banyak tanda kerusakan sel. Bahan kimia tersebut memicu peningkatan kematian sel di organ reproduksi, mengganggu organisasi kromosom normal, dan mengaktifkan sistem respons kerusakan DNA. Mereka juga mengamati peningkatan tingkat stres oksidatif di seluruh organ reproduksi cacing yang terpapar.
Penelitian yang dipublikasikan di Genetika PLOSmengungkapkan bahwa cacing ini memproses BBP mirip dengan manusia, memecahnya menjadi dua metabolit utama: monobutyl phthalate (MBP) dan monobenzyl phthalate (MBzP). Yang terpenting, konsentrasi BBP dan metabolitnya yang ditemukan pada cacing yang terpapar 10 mikromol sesuai dengan tingkat yang dilaporkan sebelumnya dalam sampel biologis manusia. Untuk konteksnya, konsentrasi serupa telah terdeteksi dalam darah tali pusat manusia (0,089 mikrogram per mililiter), urin ibu (hingga 0,336 mikrogram per mililiter untuk MBzP), dan cairan ketuban (hingga 0,263 mikrogram per mililiter untuk MBP).
Para peneliti juga menemukan bahwa paparan BBP mengubah ekspresi 344 gen pada cacing. Gen yang terkena dampak ini memainkan peran penting dalam cara sel menangani zat beracun, mempertahankan organisasi strukturalnya, mengatur siklus reproduksi, dan mengelola stres oksidatif. Perubahan aktivitas gen yang meluas ini menunjukkan bahwa efek BBP mungkin lebih kompleks dari yang diketahui sebelumnya.
Analisis lebih lanjut mengungkapkan bahwa cacing yang terpapar menunjukkan masalah pada pengorganisasian kromosom selama pembentukan sel reproduksi. Para peneliti mengamati peningkatan kerusakan untai ganda DNA di seluruh organ reproduksi dan kerusakan struktur kromosom pada sel telur yang sedang berkembang. Efek ini disertai dengan aktivasi sistem pos pemeriksaan kerusakan DNA yang dikendalikan oleh protein yang disebut p53, yang dikenal karena perannya dalam melindungi sel dari kerusakan.
Implikasi dari temuan ini melampaui cacing laboratorium. Meskipun penelitian ini tidak dapat secara langsung memprediksi dampak BBP pada manusia, konsentrasi serupa di mana efek tersebut diamati dan proses biologis yang sama antara cacing dan manusia menunjukkan potensi kekhawatiran terhadap kesehatan reproduksi manusia. Fakta bahwa efek ini terjadi pada konsentrasi yang sudah ditemukan dalam sampel biologis manusia menjadikan temuan ini sangat relevan untuk pertimbangan kesehatan masyarakat.
Penelitian ini menambah bukti yang berkembang bahwa bahan tambahan plastik yang umum dapat mempengaruhi kesehatan reproduksi dengan cara yang tidak terduga, terutama pada konsentrasi rendah. Temuan studi ini mengenai respons non-monotonik juga menimbulkan pertanyaan penting tentang cara kita mengevaluasi keamanan bahan kimia, yang menunjukkan bahwa paparan BBP tingkat rendah pun memerlukan pertimbangan yang cermat.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti menggunakan strain khusus cacing C. elegans yang telah dimodifikasi agar lebih permeabel terhadap bahan kimia dan menunjukkan tanda-tanda yang terlihat ketika terjadi kesalahan segregasi kromosom. Mereka memaparkan cacing-cacing ini pada konsentrasi BBP yang berbeda selama 24 jam dan kemudian menggunakan berbagai teknik untuk menguji efeknya. Ini termasuk mikroskop fluoresensi untuk memvisualisasikan kerusakan DNA, spektrometri massa untuk mengukur kadar BBP pada cacing, dan pengurutan RNA untuk menganalisis perubahan ekspresi gen. Mereka juga menggunakan cacing reporter khusus yang dapat menunjukkan kapan stres oksidatif terjadi pada organ reproduksinya.
Hasil Utama
Studi tersebut menemukan bahwa paparan 10 mikromol BBP menyebabkan efek terkuat, termasuk peningkatan kesalahan segregasi kromosom sebesar 1,71 kali lipat, peningkatan kematian sel pada organ reproduksi, dan kerusakan DNA yang meluas. Para peneliti mendeteksi BBP dan metabolitnya pada cacing pada tingkat yang serupa dengan yang ditemukan pada sampel biologis manusia. Mereka juga mengidentifikasi 344 gen yang menunjukkan perubahan ekspresi signifikan setelah paparan BBP.
Keterbatasan Studi
Meskipun C. elegans adalah organisme model yang berguna, ia masih berupa cacing dan bukan manusia, sehingga hasilnya mungkin tidak berdampak langsung pada kesehatan manusia. Studi ini juga mengamati paparan jangka pendek (24 jam) dan tidak dapat menilai dampak atau dampak jangka panjang antar generasi. Selain itu, manusia biasanya terpapar beberapa ftalat dan bahan kimia lainnya secara bersamaan, sementara penelitian ini hanya mengamati BBP secara terpisah.
Diskusi & Kesimpulan
Studi tersebut menunjukkan bahwa paparan BBP, bahkan pada tingkat yang serupa dengan paparan pada manusia, dapat merusak sel reproduksi melalui berbagai mekanisme, termasuk kerusakan DNA, stres oksidatif, dan perubahan ekspresi gen. Respons dosis non-monotonik yang diamati sangat mengkhawatirkan karena menunjukkan bahwa paparan tingkat rendah pun bisa berbahaya. Penelitian ini menambah bukti yang berkembang bahwa bahan tambahan plastik yang umum mungkin berdampak pada kesehatan reproduksi lebih signifikan daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didukung oleh McKenzie Family Trust, Ford Foundation Fellowship Scholar Award, dan National Institutes of Health's National Institute of Environmental Health Sciences. Para penulis menyatakan tidak ada kepentingan yang bersaing.
