Could a breathalyzer detect cancer? - Julian Burschka

Translator: Adli Hadiyan Reviewer: Deera Army Pramana

How is it that a breathalyzer can measure the alcohol content in someone’s blood,

Bagaimana bisa breathalyzer mengukur kadar alkohol dalam darah seseorang,

hours after they had their last drink, based on their breath alone?

bahkan selang berjam-jam setelah mabuk, dari hembusan napasnya saja?

Exhaled breath contains trace amounts of hundreds, even thousands,

Hembusan napas mengandung sejumlah jejak

dari ratusan bahkan ribuan senyawa organik yang mudah menguap,

of volatile organic compounds:

small molecules lightweight enough to travel easily as gases.

yakni molekul-molekul kecil dan ringan yang dapat bergerak bebas seperti gas.

One of these is ethanol, which we consume in alcoholic drinks.

Salah satunya ialah etanol, yang memasuki tubuh saat mengonsumsi minuman beralkohol.

It travels through the bloodstream to tiny air sacs in the lungs,

Molekul ini bergerak melalui aliran darah menuju kantung udara kecil pada paru-paru,

passing into exhaled air at a concentration 2,000 times lower,

kemudian dilepaskan dalam hembusan napas dengan konsentrasi 2.000 kali lebih rendah

on average, than in the blood.

secara rata-rata, dibandingkan di darah.

When someone breathes into a breathalyzer,

Jika seseorang menghembuskan napas ke breathalyzer,

the ethanol in their breath passes into a reaction chamber.

etanol pada napasnya akan menuju bejana reaksi.

There, it’s converted to another molecule, called acetic acid,

Molekul ini akan diubah menjadi molekul lain, yakni asam asetat,

in a special type of reactor that produces an electric current during the reaction.

dalam suatu reaktor khusus yang dapat menghasilkan arus listrik saat bereaksi.

The strength of the current indicates the amount of ethanol

Nilai arus yang dihasilkan mengindikasikan kadar etanol

in the sample of air, and by extension in the blood.

pada sampel udara, sekaligus dalam darah orang tersebut.

In addition to the volatile organic compounds like ethanol

Selain senyawa organik volatil, seperti etanol tadi,

we consume in food and drink,

yang masuk ke tubuh dari makanan serta minuman,

the biochemical processes of our cells produce many others.

proses biokimia pada sel-sel kita juga menghasilkan senyawa volatil lainnya.

And when something disrupts those processes, like a disease,

Jika sesuatu mengganggu proses ini, katakanlah suatu penyakit,

the collection of volatile organic compounds in the breath

kumpulan senyawa organik volatil pada hembusan napas kita

may change, too.

juga dapat berubah.

So could we detect disease by analyzing a person’s breath,

Maka, dapatkah kita mendeteksi penyakit dengan menganalisis hembusan napas,

without using more invasive diagnostic tools

tanpa menggunakan alat diagnosa yang lebih invasif

like biopsies, blood draws, and radiation?

seperti biopsi, uji darah, dan penggunaan radiasi?

In theory, yes,

Secara teoritis, bisa saja,

but testing for disease is a lot more complicated than testing for alcohol.

namun, pengujian penyakit jauh lebih rumit daripada uji kadar alkohol.

To identify diseases,

Untuk mengidentifikasi penyakit,

researchers need to look at a set of tens of compounds in the breath.

peneliti harus mendeteksi puluhan senyawa sekaligus dari hembusan napas.

A given disease may cause some of these compounds

Suatu penyakit bisa menyebabkan sebagian senyawa tertentu

to increase or decrease in concentration, while others may not change—

meningkat atau menurun konsentrasinya, sedangkan senyawa lain tidak berubah.

the profile is likely to be different for every disease,

Profil senyawa ini kemungkinan berbeda-beda untuk setiap penyakit,

and could even vary for different stages of the same disease.

dan bahkan dapat bervariasi tergantung tingkat keparahan suatu penyakit.

For example, cancers are among the most researched candidates

Misalnya, kanker adalah kandidat yang paling banyak diteliti

for diagnosis through breath analysis.

untuk didiagnosis melalui analisis hembusan napas.

One of the biochemical changes many tumors cause

Salah satu perubahan biokimia yang disebabkan oleh tumor

is a large increase in an energy-generating process

ialah peningkatan yang besar pada proses produksi energi

called glycolysis.

yang disebut glikolisis.

Known as the Warburg Effect,

Efek ini dikenal dengan Warburg Effect.

this increase in glycolysis results in an increase of metabolites like lactate

Peningkatan glikolisis menyebabkan meningkatnya metabolit seperti asam laktat

which in turn can affect a whole cascade of metabolic processes

yang dapat memengaruhi keseluruhan proses metabolisme

and ultimately result in altered breath composition,

dan sangat memengaruhi perubahan kandungan napas,

possibly including an increased concentration of volatile compounds

yang mungkin mencakup peningkatan senyawa volatil

such as dimethyl sulfide.

seperti dimetil sulfida.

But the Warburg Effect is just one potential indicator of cancerous activity,

Namun, Efek Warburg ini hanya satu potensi indikator dari aktivitas kanker,

and doesn’t reveal anything about the particular type of cancer.

dan tidak menunjukkan jenis kankernya.

Many more indicators are needed to make a diagnosis.

Maka, diperlukan lebih banyak lagi indikator untuk melakukan diagnosis.

To find these subtle differences,

Supaya lebih mudah dibedakan,

researchers compare the breath of healthy people

peneliti membandingkan hembusan napas manusia sehat

with the breath of people who suffer from a particular disease

dengan hembusan napas manusia yang mengidap penyakit tertentu

using profiles based on hundreds of breath samples.

menggunakan profil senyawa berdasarkan ribuan sampel hembusan napas.

This complex analysis requires a fundamentally different,

Analisis rumit ini membutuhkan tipe sensor yang berbeda

more versatile type of sensor from the alcohol breathalyzer.

dan lebih serba guna dibandingkan breathalyzer alkohol.

There are a few being developed.

Hingga saat ini, beragam alat dikembangkan.

Some discriminate between individual compounds

Beberapa alat membedakan masing-masing senyawa

by observing how the compounds move through a set of electric fields.

dengan mengamati bagaimana senyawa bergerak melalui rangkaian arus listrik.

Others use an array of resistors made of different materials

Alat lainnya menggunakan rangkaian penghambat dari beragam material

that each change their resistance when exposed to a certain mix

yang masing-masing akan mengubah nilai hambatannya

jika mengalami kontak dengan campuran senyawa organik volatil tertentu.

of volatile organic compounds.

There are other challenges too.

Selain itu, terdapat tantangan lain,

These substances are present at incredibly low concentrations—

yaitu senyawa-senyawa ini terdeteksi dalam konsentrasi yang sangat rendah,

typically just parts per billion,

dalam kisaran bagian per miliar (bpm),

much lower than ethanol concentrations in the breath.

jauh lebih rendah lagi dari konsentrasi etanol dalam napas.

Compounds’ levels may be affected by factors other than disease,

Kadar senyawa-senyawa ini dapat dipengaruhi oleh faktor selain penyakit,

including age, gender, nutrition, and lifestyle.

termasuk umur, jenis kelamin, nutrisi yang dikonsumsi, serta gaya hidup.

Finally, there’s the issue

Terakhir, terdapat masalah

of distinguishing which compounds in the sample

dalam membedakan senyawa pada sampel

were produced in the patient’s body

yang dihasilkan oleh tubuh pasien sendiri

and which were inhaled from the environment

atau yang dihirupnya dari lingkungan

shortly before the test.

sebelum pengujian napas dilakukan.

Because of these challenges, breath analysis isn’t quite ready yet.

Dikarenakan beragam tantangan di atas, uji hembusan napas belum siap digunakan.

But preliminary clinical trials on lung, colon,

Namun, uji klinis awal pada kanker paru-paru, usus besar,

and other cancers have had encouraging results.

serta kanker jenis lainnya telah menunjukkan hasil yang menjanjikan.

One day, catching cancer early might be as easy as breathing in and out.

Suatu hari nanti, mendeteksi kanker sedini mungkin akan semudah bernapas.