Hacking bacteria to fight cancer - Tal Danino

Translator: Nufiar Saahi Reviewer: Made Pramana

In 1884, a patient’s luck seemed to go from bad to worse.

Tahun 1884, kondisi seorang pasien semakin memburuk.

This patient had a rapidly growing cancer in his neck,

Pasien ini mengidap kanker yang tumbuh cepat di lehernya,

and then came down with an unrelated bacterial skin infection.

kemudian terkena infeksi kulit yang tidak berhubungan akibat bakteri.

But soon, something unexpected happened:

Setelahnya, sesuatu yang tak terduga terjadi:

as he recovered from the infection, the cancer also began to recede.

saat dia pulih dari infeksi, kankernya juga mulai sembuh.

When a physician named William Coley tracked the patient down 7 years later,

Seorang dokter bernama William Coley menemui pasien tersebut 7 tahun kemudian,

no visible signs of the cancer remained.

tidak tampak bekas kanker padanya.

Coley believed something remarkable was happening:

Coley percaya sesuatu yang luar biasa telah terjadi:

that the bacterial infection had stimulated the patient’s immune system

infeksi bakteri merangsang sistem kekebalan tubuh pasien itu

to fight off the cancer.

untuk melawan kanker.

Coley’s fortunate discovery led him to pioneer

Penemuan Coley membuat dirinya untuk memelopori

the intentional injection of bacteria to successfully treat cancer.

tindakan injeksi bakteri yang disengaja untuk mengobati kanker.

Over a century later, synthetic biologists have found an even better way

Satu abad kemudian, ahli biologi sintetis menemukan cara yang lebih baik

to use these once unlikely allies—

untuk memanfaatkan bakteri—

by programming them to safely deliver drugs directly to tumors.

dengan memprogram bakteri untuk menyalurkan obat langsung ke tumor.

Cancer occurs when normal functions of cells are altered,

Kanker terjadi ketika fungsi normal sel berubah,

causing them to rapidly multiply and form growths called tumors.

menyebabkan sel membelah diri dengan cepat sehingga terbentuk tumor.

Treatments like radiation, chemotherapy, and immunotherapy

Terapi seperti radiasi, kemoterapi, dan imunoterapi

attempt to kill malignant cells, but can affect the entire body

mencoba membunuh sel-sel ganas, tetapi bisa memengaruhi seluruh tubuh

and disrupt healthy tissues in the process.

dan merusak jaringan yang sehat dalam pelaksanaannya.

However, some bacteria like E. coli

Namun, beberapa bakteri seperti E. coli

have the unique advantage of being able to selectively grow inside tumors.

memiliki kemampuan unik yaitu mampu tumbuh secara selektif di dalam tumor.

In fact, the core of a tumor forms an ideal environment

Faktanya, inti tumor membentuk lingkungan yang ideal

where they can safely multiply, hidden from immune cells.

di mana bakteri dapat membelah diri dengan aman, tersembunyi dari sel imun.

Instead of causing infection,

Alih-alih menyebabkan infeksi,

bacteria can be reprogrammed to carry cancer-fighting drugs,

Bakteri dapat diprogram ulang untuk menyalurkan obat pelawan kanker,

acting as Trojan Horses that target the tumor from within.

bertindak seperti Kuda Troya melawan tumor dari dalam.

This idea of programming bacteria to sense and respond in novel ways

Ide pemrograman bakteri untuk merasakan dan merespons dengan cara baru

is a major focus of a field called Synthetic Biology.

adalah fokus utama suatu bidang yang disebut Biologi Sintetis.

But how can bacteria be programmed?

Tetapi bagaimana cara bakteri diprogram?

The key lies in manipulating their DNA.

Kuncinya terletak pada memanipulasi DNA mereka.

By inserting particular genetic sequences into bacteria,

Dengan menyisipkan urutan genetik tertentu ke dalam bakteri,

they can be instructed to synthesize different molecules,

sehingga bisa diperintah untuk menyintesis molekul yang berbeda,

including those that disrupt cancer growth.

termasuk molekul yang mengganggu pertumbuhan kanker.

They can also be made to behave in very specific ways

Bakteri juga dapat diprogram untuk berperilaku dalam cara tetentu

with the help of biological circuits.

dengan bantuan sirkuit biologis.

These program different behaviors depending on the presence, absence,

Program ini membedakan perilaku tergantung pada ada, tidak adanya,

or combination of certain factors.

atau kombinasi faktor-faktor tertentu.

For example, tumors have low oxygen and pH levels

Misalnya, tumor mempunyai kadar oksigen dan pH yang rendah

and over-produce specific molecules.

dan menghasilkan terlalu banyak molekul tertentu.

Synthetic biologists can program bacteria to sense those conditions,

Ahli biologi sintetik dapat memprogram bakteri untuk merasakan kondisi tersebut,

and by doing so, respond to tumors while avoiding healthy tissue.

dengan cara itu, bakteri mengobati tumor tanpa mengganggu jaringan yang sehat.

One type of biological circuit,

Satu jenis sirkuit biologis, yaitu "synchronized lysis circuit," atau SLC,

known as a synchronized lysis circuit, or SLC,

allows bacteria to not only deliver medicine,

membuat bakteri menyalurkan obat pada jadwal yang ditentukan.

but to do so on a set schedule.

First, to avoid harming healthy tissue,

Pertama, untuk menghindari jaringan sehat,

production of anti-cancer drugs begins as bacteria grow,

produksi obat anti kanker dimulai saat bakteri tumbuh,

which only happens within the tumor itself.

yang hanya terjadi di dalam tumor itu sendiri.

Next, after they’ve produced the drugs,

Selanjutnya, setelah bakteri menghasilkan obat,

a kill-switch causes the bacteria to burst

mekanisme "kill-switch" membuat bakteri meledak

when they reach a critical population threshold.

ketika mencapai ambang batas kritis populasi.

This both releases the medicine and decreases the bacteria’s population.

Fungsinya untuk melepaskan obat dan mengurangi populasi bakteri.

However, a certain percentage of the bacteria remain alive

Namun, bakteri tetap hidup pada persentase tertentu

to replenish the colony.

untuk mengembalikan koloni.

Eventually their numbers grow large enough to trigger the kill switch again,

Kemudian, jumlah mereka bertambah lagi memicu aktifnya mekanisme "kill switch,"

and the cycle continues.

dan siklus ini terus berulang.

This circuit can be fine-tuned to deliver drugs

Sirkuit ini dapat diatur untuk menyalurkan obat pada jadwal periodik mana pun

on whatever periodic schedule is best to fight the cancer.

yang paling baik untuk melawan kanker.

This approach has proven promising in scientific trials using mice.

Pendekatan ini terbukti menjanjikan dalam uji coba ilmiah menggunakan tikus.

Not only were scientists able to successfully eliminate lymphoma tumors

Ilmuwan tidak hanya berhasil menghilangkan tumor limfoma

injected with bacteria,

yang disuntik dengan bakteri, tetapi juga merangsang sistem kekebalan tubuh,

but the injection also stimulated the immune system,

priming immune cells to identify and attack untreated lymphomas

menyiapkan sel imun untuk mengidentifikasi dan menyerang limfoma yang sakit

elsewhere in the mouse.

di tempat lainnya pada tubuh tikus.

Unlike many other therapies,

Berbeda dengan terapi lainnya, bakteri tidak menargetkan jenis kanker tertentu,

bacteria don’t target a specific type of cancer,

but rather the general characteristics shared by all solid tumors.

melainkan semua ciri umum yang dimiliki oleh semua tumor padat.

Nor are programmable bacteria limited to simply fighting cancer.

Bakteri yang dapat diprogram tidak terbatas hanya melawan kanker.

Instead, they can serve as sophisticated sensors

Sebaliknya, mereka dapat berfungsi sebagai sensor canggih

that monitor sites of future disease.

yang memantau penyakit di masa depan.

Safe probiotic bacteria could perhaps lie dormant within our guts,

Bakteri probiotik bisa jadi sedang tidur di dalam perut kita,

where they’d detect, prevent, and treat disorders

tempat mereka mendeteksi, mencegah, dan mengobati gangguan

before they have the chance to cause symptoms.

sebelum kanker memiliki kesempatan menyebabkan gejala.

Advances in technology have created excitement around a future

Kemajuan teknologi telah menciptakan kegembiraan

of personalized medicine driven by mechanical nanobots.

tentang masa depan obat yang disalurkan oleh mesin nanobot.

But thanks to billions of years of evolution

Berkat miliaran tahun evolusi

we may already have a starting point

kita sudah memiliki titik awal

in the unexpectedly biological form of bacteria.

bentuk biologis bakteri yang tak terduga.

Add synthetic biology to the mix,

Ditambah dengan biologi sintetis,

and who knows what might soon be possible.

tidak ada yang tahu apa saja yang mungkin terjadi.