

Foto oleh Alexa di Pixabay
CHARLOTTESVILLE, Va.— Secara tak terduga, ragi sederhana yang digunakan untuk menyeduh bir favorit Anda mungkin memegang kunci untuk merevolusi pengobatan kanker. Para ilmuwan di Fakultas Kedokteran Universitas Virginia, berkolaborasi dengan para peneliti di EMBL di Jerman, telah menemukan strategi bertahan hidup yang mengejutkan dalam sel-sel ragi yang dapat membuka cara-cara baru untuk memerangi kanker.
Penelitian yang dipublikasikan di Komunikasi Alammengungkapkan bagaimana ragi pembuatan bir pada umumnya, Schizosaccharomyces pombe (S. pombe), pada dasarnya dapat berhibernasi ketika menghadapi kekurangan nutrisi. Kemampuan untuk “tidak aktif” ini memiliki kemiripan yang mencolok dengan bagaimana sel-sel kanker bertahan hidup di lingkungan yang kekurangan nutrisi, menjadikan penemuan ini berpotensi mengubah permainan dalam penelitian kanker.
“Sel dapat beristirahat ketika keadaan menjadi sulit dengan tidur nyenyak agar tetap hidup, kemudian di kemudian hari sel-sel tersebut tampak kembali lagi. Itu sebabnya kita perlu memahami dasar-dasar adaptasi terhadap kelaparan dan bagaimana sel-sel ini menjadi tidak aktif agar tetap hidup dan menghindari kematian,” jelas Dr. Ahmad Jomaa, peneliti dari Departemen Fisiologi Molekuler dan Fisika Biologi UVA, dalam siaran persnya.
Mengapa mempelajari ragi bir untuk memahami kanker?
S. pombe telah menjadi teman pembuat bir selama berabad-abad, namun ia juga merupakan sahabat terbaik ilmuwan. Ragi ini memiliki kesamaan yang luar biasa dengan sel manusia, menjadikannya alat penelitian yang sangat berharga untuk memahami proses seluler baik pada sel sehat maupun sel kanker.
Dengan menggunakan teknik pencitraan mutakhir yang disebut mikroskop cryo-elektron dan tomografi – anggap saja ini sebagai mikroskop 3D yang sangat canggih – tim peneliti membuat penemuan yang mengejutkan. Ketika sel-sel ragi menghadapi kelaparan, mereka membungkus baterai sel mereka, yang dikenal sebagai mitokondria, dalam selimut yang tidak terduga. Selimut ini terdiri dari ribosom yang dinonaktifkan, yang biasanya bertanggung jawab untuk memproduksi protein di dalam sel.
“Kami tahu bahwa sel akan mencoba menghemat energi dan menutup ribosomnya, namun kami tidak mengharapkan sel tersebut menempel pada mitokondria,” kata Maciej Gluc, seorang mahasiswa pascasarjana yang terlibat dalam penelitian ini.
Keterikatan “terbalik” yang aneh ini belum pernah diamati sebelumnya dan bisa menjadi kunci untuk memahami bagaimana sel masuk dan keluar dari dormansi. Meskipun alasan pasti atas perilaku tidak biasa ini masih menjadi misteri, para peneliti memiliki beberapa teori.
“Mungkin ada penjelasan berbeda. Sel yang kelaparan pada akhirnya akan mulai mencerna dirinya sendiri, sehingga ribosom mungkin melapisi mitokondria untuk melindunginya. Mereka mungkin juga menempel untuk memicu aliran sinyal di dalam mitokondria,” saran Dr. Simone Mattei dari EMBL.
Apa hubungannya dengan kanker?
Sel kanker, dalam pertumbuhannya yang tiada henti, sering kali menghadapi kekurangan nutrisi. Untuk bertahan hidup, mereka dapat masuk ke dalam keadaan tidak aktif, menjadi “tidak terlihat” oleh sistem kekebalan tubuh kita dan resisten terhadap pengobatan. Memahami bagaimana sel masuk dan keluar dari keadaan tidak aktif ini dapat mengarah pada strategi baru untuk menargetkan sel kanker, sehingga berpotensi meningkatkan hasil pasien dan mencegah kekambuhan.
Jomaa dan timnya kini mengarahkan pandangan mereka pada pertanyaan besar berikutnya: bagaimana sel terbangun dari tidur nyenyak ini? Mereka berencana untuk melanjutkan penelitian mereka dengan ragi sambil menyelidiki proses dalam sel kanker yang dikultur, meskipun Jomaa mengakui bahwa ini “bukanlah tugas yang mudah.” Tujuan akhirnya? Untuk menemukan penanda baru yang dapat melacak sel kanker yang tidak aktif.
“Sel-sel ini tidak mudah dideteksi dalam pengaturan diagnostik,” jelas Jomaa, “tetapi kami berharap penelitian kami akan menghasilkan lebih banyak minat dalam membantu kami mencapai tujuan kami.”
Penelitian inovatif ini dilakukan di UVA Cancer Center, satu dari 57 pusat kanker “komprehensif” yang diakui oleh National Cancer Institute atas keunggulannya dalam penelitian dan pengobatan kanker.
Meskipun temuan ini belum bisa diterjemahkan ke dalam pengobatan kanker baru, penelitian ini menawarkan gambaran menarik tentang hubungan tak terduga antara seni pembuatan bir kuno dan penelitian kanker mutakhir. Hal ini merupakan pengingat bahwa dalam ilmu pengetahuan, terobosan baru bisa datang dari hal yang paling tidak terduga – bahkan dari dasar gelas bir Anda.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Penelitian ini menggunakan mikroskop canggih untuk melihat bagaimana ribosom (bagian penting sel yang membuat protein) berperilaku ketika sel ragi kehabisan glukosa (gula), suatu kondisi yang menyebabkan stres. Proses ini melibatkan pengamatan ribosom dengan pembesaran sangat tinggi untuk melihat bagaimana ribosom berubah dan berinteraksi dengan mitokondria, pembangkit tenaga sel, selama kekurangan glukosa.
Hasil Utama
Ketika glukosa habis, ribosom menghentikan pembuatan protein aktif dan berkumpul secara tidak aktif di permukaan mitokondria. Pertemuan atau “hibernasi” ini menunjukkan mekanisme perlindungan selama masa-masa sulit, seperti beruang yang berhibernasi sepanjang musim dingin. Para ilmuwan mengamati bahwa ribosom yang berhibernasi ini berubah bentuk dan tersusun menjadi kelompok-kelompok, yang belum pernah mereka lihat sebelumnya.
Keterbatasan Studi
Penelitian ini memiliki beberapa keterbatasan. Misalnya, fokusnya hanya pada sel ragi, jadi tidak jelas apakah hal yang sama terjadi pada sel manusia. Selain itu, meskipun penelitian ini mengungkapkan pengamatan menarik tentang perilaku ribosom, penelitian ini tidak sepenuhnya menjelaskan mengapa perubahan ini terjadi, sehingga menunjukkan diperlukannya penelitian lebih lanjut.
Diskusi & Kesimpulan
Penemuan ribosom yang berkumpul di mitokondria selama stres menyoroti strategi kelangsungan hidup sel yang baru. Hal ini dapat mempunyai implikasi untuk memahami penyakit yang berkaitan dengan mekanisme kelangsungan hidup sel, seperti diabetes dan penuaan, dan mungkin menyarankan pendekatan terapi baru.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biologi Molekuler Eropa dan Universitas Virginia. Para penulis didukung oleh Program Beasiswa Searle, American Cancer Society, Departemen Fisiologi Molekuler dan Fisika Biologi UVA, dan Laboratorium Biologi Molekuler Eropa. Mereka juga menyatakan tidak ada kepentingan yang bersaing, yang berarti mereka tidak memiliki hubungan keuangan yang dapat mempengaruhi hasil.