Menyaksikan Kematian : Para ilmuan berhasil mengamati Apoptosis secara real time.

Untuk pertama kalinya ilmuan berhasil mencitrakan kematian sel secara tiga dimensi dan realtime. Laporan penelitian di jurnal PNAS hari ini bisa anda baca

---

Mungkin anda tidak tahu kalau tubuh anda setiap saat berganti. Proses pertumbuhan pada dasarnya bukanlah pengembangan sel atau pertambahan sel, tapi penggantian sel. Kecuali sel otak, sel lain di tubuh anda sekarang sudah sepenuhnya berbeda dengan sel yang anda miliki saat anda bayi. Semua sel waktu anda bayi sudah mati dan digantikan dengan sel-sel baru seiring bertambahnya waktu.

Kematian sel ini adalah hal yang wajar. Jika tidak, kamu akan merasa kesulitan dengan tidak berfungsinya sel, katakanlah sel kaki, karena ia sudah terlalu tua. Biologi menyebut kematian sel sebagai apoptosis.

Apoptosis sudah terprogram secara genetik pada inti sel sendiri. Seperti halnya manusia, sel juga akhirnya tua dan mati. Apoptosis mendasar bagi pertumbuhan normal, fungsi sistem kekebalan tubuh dan pencegahan kanker. Yup, kanker sendiri adalah pertumbuhan sel yang terus menerus. Jika sel ini tidak mati, maka kita bisa terkena kanker.

Tapi selama ini para ilmuan tidak mampu mengamati langsung saat-saat sekaratnya sel. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan teknologi mikroskop. Bukan berarti mikroskop tidak mampu melihatnya, hanya saja, mikroskop tidak mampu melihat semuanya, depan belakang kiri kanan atau isi tubuh sel saat ia sekarat. Mampu mengamati secara total adalah penting bagi ilmuan karena hal ini dapat menambah pengetahuan kita mengenai perubahan struktur sel mahluk hidup.

Dan ini pun terjawab sudah hari ini. Sebuah laporan penelitian baru saja diterbitkan oleh jurnal ilmiah Proceedings of the National Academy of Sciences, mengenai pengamatan pertama kalinya kejadian apostosis secara totalitas. Para ilmuan Universitas Buffalo berhasil mengembangkan pendekatan pencitraan biofotonik yang mampu memonitor perubahan makromolekul sel di saat sel tersebut mati.

Apa manfaat praktisnya? Tentu saja ada manfaat kedokteran. Sebagai contoh, dengan mengetahui secara detil proses apoptosis, ahli farmasi dapat mengembangkan obat yang molekulnya hanya menyerang bagian tertentu sel kanker, bukannya menyerang seluruh sel kanker. Penyerangan ini dapat lebih fokus dan berarti lebih efektif dan efisien.

Profesor kimia, fisika, teknik listrik dan medis, prof Paras N Prasad, PhD, yang juga direktur Lembaga Laser, Fotonik dan Biofotonik Universitas Buffallo mengatakan “Teknologi ini memberi kita peta dinamis perubahan apa saja yang terjadi di dalam sel pada taraf molekul. Ia memberi kita gambaran yang sangat jelas secara visual mengenai dinamika protein, DNA, RNA dan lemak (lipid) saat sel meluruh.”

Untuk berhasil menangkap citra molekuler sel, tim lintas disiplin universitas Buffallo, yang mencakup ahli biologi, ahli kimia, dan ahli fisika, yang dipimpin oleh Prasad, melakukan rekayasa dengan pendekatan biofotonik canggih. Pendekatan ini melibatkan tiga teknik sekaligus: sistem pencitraan optik non linier (CARS – Coherent Anti-stokes Raman scattering), Fluoresensi tereksitasi dua foton (TPEF – Two Photon Excited Fluorescence) yang mencitrakan jaringan dan sel dengan penetrasi dalam dan Pemulihan fluoresensi pasca fotobleaching (FRAP – Fluorescence Recovery After Photobleaching) yang mengukur dinamika protein.

Lebih canggihnya lagi, dalam satu scan, empat citra dapat diperoleh, yang mencirikan persebaran protein, DNA, RNA dan lipid dalam sel. Demikian kata profesor Aliaksandr V Kachynsky PhD, salah seorang anggota tim Prasad.

Empat citra ini kemudian dapat disatukan menjadi satu citra saja, dengan empat warna yang mencirikan biomolekulnya. Dalam contoh gambar resmi yang dapat anda lihat di atas, merah menunjukkan protein, hijau menunjukkan RNA, biru menunjukkan DNA dan abu-abu menunjukkan lipid. Gambar ini hanyalah satu screen shot saja dari hasil pencitraan yang diperoleh. Gambar ini merupakan cover jurnal PNAS edisi terbaru.

Salah satu informasi baru yang diperoleh dari teknologi ini adalah kecepatan peluruhan protein di inti sel. Sebelum apoptosis terjadi, persebaran protein relatif seragam. Saat apoptosis terjadi, struktur inti meluruh, protein menjadi kacau dan tingkat difusinya melambat. Demikian kata profesor Artem Pliss PhD, anggota tim Prasad lainnya.

Lebih jauh, profesor Andrey Kuzmin PhD, salah satu anggota tim, sedang menyusun laporan baru mengenai perkembangan yang diperoleh tim ini, dan akan diterbitkan di jurnal ilmiah, Biophysical Journal.

Pendanaan atas penelitian ini disediakan oleh beasiswa Yayasan John R. Osei. Penelitian ini sendiri merupakan bagian dari program penelitian strategis Universitas Buffallo 2020, dalam bidang Sistem Struktur Nano Terintegrasi.

Bila anda tertarik membaca langsung laporan penelitian mereka, silakan saja di unduh langsung dari situs jurnal ilmiah PNAS :

Pliss, A., Kuzmin, A.N., Kachynski, A. V., Prasad, P.N., 2010. Biophotonic probing of macromolecular transformations during apoptosis Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010; 107 (29): 12771-12776

SUBSCRIBE TO OUR NEWSLETTER