To detect diseases earlier, let's speak bacteria's secret language | Fatima AlZahra'a Alatraktchi

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez

Translator: Andi Tenri Wahyuni Reviewer: Deera Army Pramana

You don't know them.

Anda tidak mengenal mereka.

Anda tidak melihat mereka.

You don't see them.

But they're always around,

Tetapi mereka selalu ada di sekeliling kita,

whispering,

berbisik,

making secret plans,

membuat rencana rahasia,

building armies with millions of soldiers.

membangun pasukan dengan jutaan tentara.

And when they decide to attack,

Saat memutuskan untuk menyerang,

they all attack at the same time.

mereka menyerang secara bersamaan.

I'm talking about bacteria.

Saya bicara tentang bakteri.

(Laughter)

(Suara Tawa)

Who did you think I was talking about?

Anda pikir siapa yang saya bicarakan?

Bacteria live in communities just like humans.

Bakteri hidup dalam komunitas seperti manusia.

They have families,

Mereka memiliki keluarga,

they talk,

mereka mengobrol, dan merencanakan aktivitas mereka.

and they plan their activities.

And just like humans, they trick, deceive,

Dan sama seperti manusia, mereka menipu, memperdaya,

and some might even cheat on each other.

dan beberapa bahkan mungkin saling mengelabui.

What if I tell you that we can listen to bacterial conversations

Bagaimana kalau saya bilang bahwa kita bisa mendengar obrolan bakteri

and translate their confidential information into human language?

dan menerjemahkan informasi rahasia mereka ke bahasa manusia?

And what if I tell you that translating bacterial conversations can save lives?

Bagaimana jika menerjemahkan obrolan bakteri bisa menyelamatkan hidup?

I hold a PhD in nanophysics,

Saya bergelar Ph.D di bidang nanofisika,

and I've used nanotechnology to develop a real-time translation tool

dan saya menggunakan nanoteknologi untuk mengembangkan alat penerjemah waktu nyata

that can spy on bacterial communities

yang bisa mengintai komunitas bakteri

and give us recordings of what bacteria are up to.

dan memberi kita rekaman rencana kegiatan bakteri.

Bacteria live everywhere.

Bakteri hidup di mana-mana.

They're in the soil, on our furniture

Mereka ada di tanah, di perabotan kita,

dan di dalam tubuh kita.

and inside our bodies.

Bahkan, 90 persen dari sel hidup di dalam teater ini adalah bakteri.

In fact, 90 percent of all the live cells in this theater are bacterial.

Some bacteria are good for us;

Beberapa bakteri baik bagi kita;

they help us digest food or produce antibiotics.

mereka membantu mencerna makanan atau menghasilkan antibiotik.

And some bacteria are bad for us;

Beberapa bakteri buruk bagi kita;

they cause diseases and death.

mereka penyebab penyakit dan kematian.

To coordinate all the functions bacteria have,

Untuk mengoordinasi semua fungsi bakteri,

they have to be able to organize,

mereka harus bisa mengorganisasi aksinya.

and they do that just like us humans --

Mereka melakukannya sama seperti kita --

by communicating.

dengan berkomunikasi.

But instead of using words,

Alih-alih menggunakan kata,

they use signaling molecules to communicate with each other.

mereka memakai molekul sinyal untuk saling berkomunikasi.

Saat jumlah bakteri sedikit,

When bacteria are few,

the signaling molecules just flow away,

molekul sinyal ini cuma mengalir lalu hilang,

like the screams of a man alone in the desert.

ibarat teriakan orang yang sendirian di gurun.

But when there are many bacteria, the signaling molecules accumulate,

Tetapi, ketika jumlah bakteri banyak, molekul sinyal terakumulasi,

and the bacteria start sensing that they're not alone.

dan bakteri mulai merasa jika mereka tidak sendirian.

They listen to each other.

Mereka saling mendengarkan.

In this way, they keep track of how many they are

Dengan begini, mereka melacak berapa jumlah mereka

and when they're many enough to initiate a new action.

dan kapan jumlahnya cukup banyak untuk memulai aksi baru.

And when the signaling molecules have reached a certain threshold,

Ketika molekul sinyal mencapai ambang tertentu,

all the bacteria sense at once that they need to act

semua bakteri langsung merasa bahwa mereka harus bertindak

with the same action.

dengan tindakan yang sama.

So bacterial conversation consists of an initiative and a reaction,

Jadi obrolan bakteri berisi prakarsa dan reaksi,

a production of a molecule and the response to it.

yaitu produksi suatu molekul dan respons terhadapnya.

Dalam penelitian, saya berfokus untuk mengintai komunitas bakteri

In my research, I focused on spying on bacterial communities

inside the human body.

di dalam tubuh manusia.

How does it work?

Bagaimana cara kerjanya?

We have a sample from a patient.

Kami punya sampel dari satu pasien.

It could be a blood or spit sample.

Bisa berupa sampel darah atau ludah.

We shoot electrons into the sample,

Kami tembakkan elektron ke sampel,

the electrons will interact with any communication molecules present,

elektron akan berinteraksi dengan molekul pembawa pesan yang ada di sana,

and this interaction will give us information

dan interaksi ini memberikan kita informasi

on the identity of the bacteria,

tentang identitas bakteri,

the type of communication

tipe komunikasi,

and how much the bacteria are talking.

dan seberapa intensif percakapan bakteri itu.

But what is it like when bacteria communicate?

Tetapi, seperti apa jika bakteri berkomunikasi?

Before I developed the translation tool,

Sebelum saya mengembangkan alat penerjemah ini,

my first assumption was that bacteria would have a primitive language,

perkiraan awal saya adalah bakteri punya bahasa yang primitif,

like infants that haven't developed words and sentences yet.

seperti bayi yang kata dan kalimatnya belum berkembang.

Saat tertawa, mereka bahagia; saat menangis, mereka sedih.

When they laugh, they're happy; when they cry, they're sad.

Sesederhana itu.

Simple as that.

But bacteria turned out to be nowhere as primitive as I thought they would be.

Tetapi, ternyata bakteri tidak seprimitif yang saya kira.

A molecule is not just a molecule.

Molekul yang dihasilkan bukan molekul biasa.

It can mean different things depending on the context,

Artinya bisa beragam tergantung dari konteksnya,

just like the crying of babies can mean different things:

sama seperti tangisan bayi yang artinya bisa beragam:

sometimes the baby is hungry,

kadang si bayi lapar,

kadang mengompol,

sometimes it's wet,

sometimes it's hurt or afraid.

kadang merasa sakit atau takut.

Parents know how to decode those cries.

Orangtua bisa mengartikan tangisan itu.

And to be a real translation tool,

Alat penerjemah sejati

it had to be able to decode the signaling molecules

harus bisa mengartikan molekul sinyal itu

and translate them depending on the context.

dan menerjemahkannya sesuai dengan konteks.

And who knows?

Dan siapa tahu,

Maybe Google Translate will adopt this soon.

Google Translate mungkin segera memakainya.

(Laughter)

(Suara Tawa)

Let me give you an example.

Mari saya beri contoh.

Saya membawa data bakteri

I've brought some bacterial data that can be a bit tricky to understand

yang mungkin agak rumit untuk dipahami bila Anda belum terlatih.

if you're not trained,

but try to take a look.

Tetapi, mari coba lihat.

(Laughter)

(Suara Tawa)

Here's a happy bacterial family that has infected a patient.

Ini adalah keluarga bakteri bahagia yang menginfeksi seorang pasien.

Let's call them the Montague family.

Sebut saja mereka keluarga Montague.

They share resources, they reproduce, and they grow.

Mereka berbagi sumber daya, bereproduksi, dan tumbuh.

One day, they get a new neighbor,

Suatu hari, ada tetangga baru,

bacterial family Capulet.

keluarga bakteri Capulet.

(Laughter)

(Suara Tawa)

Everything is fine, as long as they're working together.

Segalanya baik-baik saja, selama mereka bekerja sama.

But then something unplanned happens.

Tetapi, terjadi hal yang tidak direncanakan.

Romeo from Montague has a relationship with Juliet from Capulet.

Romeo dari Montague punya hubungan dengan Juliet dari Capulet.

(Laughter)

(Suara Tawa)

And yes, they share genetic material.

Mereka berbagi materi genetik.

(Laughter)

(Suara Tawa)

Now, this gene transfer can be dangerous to the Montagues

Transfer gen ini bisa berbahaya bagi keluarga Montagues

that have the ambition to be the only family in the patient they have infected,

yang berambisi jadi satu-satunya keluarga dalam tubuh pasien yang terinfeksi,

and sharing genes contributes

dan berbagi gen membuat

to the Capulets developing resistance to antibiotics.

Capulet menjadi resisten terhadap antibiotik.

So the Montagues start talking internally to get rid of this other family

Jadi, pihak Montagues mulai melakukan pembicaraan untuk menyingkirkan pihak lain

by releasing this molecule.

dengan melepaskan molekul ini.

(Laughter)

(Suara Tawa)

And with subtitles:

Terjemahannya:

[Let us coordinate an attack.]

[Mari mengoordinasi serangan.]

(Suara Tawa)

(Laughter)

Let's coordinate an attack.

Mari mengoordinasi serangan.

And then everybody at once responds

Lalu semuanya langsung merespons

by releasing a poison that will kill the other family.

dengan melepaskan racun yang akan membunuh keluarga yang lain.

[Eliminate!]

[Musnahkan]

(Laughter)

(Suara Tawa)

The Capulets respond by calling for a counterattack.

Capulet merespons dengan menyerukan serangan balasan.

[Counterattack!]

[Serangan balasan!]

And they have a battle.

Lalu mereka berperang.

This is a video of real bacteria dueling with swordlike organelles,

Ini adalah video bakteri yang berduel dengan organel berbentuk pedang.

where they try to kill each other

Mereka berusaha saling membunuh

by literally stabbing and rupturing each other.

dengan benar-benar saling menusuk dan menebas.

Whoever's family wins this battle becomes the dominant bacteria.

Keluarga yang menang perang menjadi bakteri dominan.

So what I can do is to detect bacterial conversations

Yang bisa saya lakukan adalah mendeteksi percakapan bakteri

that lead to different collective behaviors

yang mengarah ke beragam perilaku kolektif

like the fight you just saw.

seperti pertempuran tadi.

And what I did was to spy on bacterial communities

Dan yang saya lakukan adalah mengintai komunitas bakteri

inside the human body

di dalam tubuh manusia

in patients at a hospital.

pada pasien di rumah sakit.

I followed 62 patients in an experiment,

Saya mengikuti 62 pasien dalam sebuah eksperimen

where I tested the patient samples for one particular infection,

dengan menguji sampel pasien yang menderita suatu infeksi tertentu,

tanpa mengetahui hasil tes diagnosis tradisionalnya.

without knowing the results of the traditional diagnostic test.

Now, in bacterial diagnostics,

Pada diagnosis bakteri,

a sample is smeared out on a plate,

sampel dioles ke cawan.

and if the bacteria grow within five days,

Jika bakteri tumbuh dalam waktu lima hari,

the patient is diagnosed as infected.

maka pasien didiagnosis terinfeksi.

When I finished the study and I compared the tool results

Ketika saya menyelesaikan studi dan membandingkan hasil alat

to the traditional diagnostic test and the validation test,

dengan tes diagnosis tradisional dan tes validasi,

I was shocked.

saya terkejut.

It was far more astonishing than I had ever anticipated.

Ini lebih mengejutkan dari yang saya sangka.

But before I tell you what the tool revealed,

Sebelum memberi tahu hasil dari alat itu,

saya ingin bercerita tentang seorang pasien yang saya ikuti,

I would like to tell you about a specific patient I followed,

a young girl.

seorang gadis muda.

She had cystic fibrosis,

Dia menderita fibrosis sistik,

a genetic disease that made her lungs susceptible to bacterial infections.

penyakit genetik yang membuat paru-parunya rentan terinfeksi bakteri.

This girl wasn't a part of the clinical trial.

Gadis ini bukan bagian dari uji klinis.

I followed her because I knew from her medical record

Saya mengikutinya sebab dari rekam medisnya

that she had never had an infection before.

dia belum pernah menderita infeksi.

Once a month, this girl went to the hospital

Gadis ini ke rumah sakit sebulan sekali

to cough up a sputum sample that she spit in a cup.

untuk menyerahkan sampel dahaknya dalam botol sampel.

This sample was transferred for bacterial analysis

Sampel ini lalu dikirimkan untuk analisis bakteri

at the central laboratory

di laboratorium pusat

so the doctors could act quickly if they discovered an infection.

jadi dokter bisa segera bertindak bila ditemukan infeksi.

And it allowed me to test my device on her samples as well.

Saya diizinkan untuk menguji alat saya ke sampelnya juga.

The first two months I measured on her samples, there was nothing.

Dua bulan pertama mengukur sampelnya, tidak ditemukan apa-apa.

But the third month,

Tetapi, di bulan ke tiga,

I discovered some bacterial chatter in her sample.

saya menemukan obrolan bakteri di sampelnya.

The bacteria were coordinating to damage her lung tissue.

Bakteri sedang berkoordinasi untuk merusak jaringan paru-parunya.

But the traditional diagnostics showed no bacteria at all.

Tetapi, diagnosis tradisional sama sekali tidak menunjukkan adanya bakteri.

I measured again the next month,

Saya mengukur lagi bulan berikutnya,

and I could see that the bacterial conversations became even more aggressive.

bisa saya lihat bahwa obrolan bakteri makin agresif.

Still, the traditional diagnostics showed nothing.

Tetapi, diagnosis tradisional tetap tidak menunjukkan apa-apa.

My study ended, but a half a year later, I followed up on her status

Studi saya berakhir, tetapi setengah tahun kemudian,

saya mengikuti statusnya untuk melihat

to see if the bacteria only I knew about had disappeared

apakah bakteri, yang cuma saya yang tahu,

sudah hilang tanpa intervensi medis.

without medical intervention.

They hadn't.

Ternyata tidak.

But the girl was now diagnosed with a severe infection

Gadis itu sekarang didiagnosis menderita infeksi parah

of deadly bacteria.

akibat bakteri mematikan.

It was the very same bacteria my tool discovered earlier.

Bakteri itu sama dengan yang ditemukan oleh alat saya sebelumnya.

And despite aggressive antibiotic treatment,

Bahkan pengobatan agresif menggunakan antibiotik

mustahil bisa membasmi infeksi itu.

it was impossible to eradicate the infection.

Doctors deemed that she would not survive her 20s.

Dokter beranggapan dia tak bisa melewati usia 20-an tahun.

When I measured on this girl's samples,

Saat saya mengukur sampel gadis ini,

my tool was still in the initial stage.

alat saya masih di tahap awal.

I didn't even know if my method worked at all,

Saya bahkan tak tahu apakah metode ini akan berhasil,

therefore I had an agreement with the doctors

karenanya saya dan para dokter bersepakat untuk tidak memberi tahu hasil alat saya

not to tell them what my tool revealed

agar tidak membahayakan terapi mereka.

in order not to compromise their treatment.

Jadi, ketika melihat hasil yang bahkan belum divalidasi ini,

So when I saw these results that weren't even validated,

I didn't dare to tell

saya tak berani memberi tahu.

because treating a patient without an actual infection

Sebab, mengobati pasien tanpa infeksi yang nyata

also has negative consequences for the patient.

juga punya konsekuensi negatif terhadap pasien.

Tetapi, kini kami lebih paham,

But now we know better,

and there are many young boys and girls that still can be saved

dan ada banyak pemuda dan gadis yang masih bisa diselamatkan.

Sebab, sayangnya, skenario ini sering terjadi.

because, unfortunately, this scenario happens very often.

Patients get infected,

Pasien terinfeksi,

the bacteria somehow don't show on the traditional diagnostic test,

entah kenapa bakteri tidak tampak pada tes diagnosis tradisional,

and suddenly, the infection breaks out in the patient with severe symptoms.

dan mendadak, infeksi merebak pada pasien dengan gejala yang parah.

And at that point, it's already too late.

Dan saat itu, sudah sangat terlambat.

The surprising result of the 62 patients I followed

Hasil mengejutkan dari 62 pasien yang saya ikuti

was that my device caught bacterial conversations

adalah alat saya menangkap percakapan bakteri

in more than half of the patient samples

pada lebih dari setengah sampel pasien

that were diagnosed as negative by traditional methods.

yang didiagnosis negatif oleh metode tradisional.

In other words, more than half of these patients went home thinking

Artinya, lebih dari setengah pasien pulang dan mengira

mereka bebas dari infeksi,

they were free from infection,

although they actually carried dangerous bacteria.

walau sebenarnya mereka membawa bakteri berbahaya.

Inside these wrongly diagnosed patients,

Di tubuh pasien yang salah diagnosis ini,

bacteria were coordinating a synchronized attack.

bakteri sedang mengoordinasi serangan serempak.

They were whispering to each other.

Mereka saling berbisik.

What I call "whispering bacteria"

Yang saya sebut "bakteri berbisik"

are bacteria that traditional methods cannot diagnose.

adalah bakteri yang tidak terdiagnosis oleh metode tradisional.

So far, it's only the translation tool that can catch those whispers.

Sejauh ini, hanya alat penerjemah ini yang bisa menangkap bisikan itu.

I believe that the time frame in which bacteria are still whispering

Saya yakin jangka waktu ketika bakteri masih saling berbisik

is a window of opportunity for targeted treatment.

adalah jendela kesempatan untuk pengobatan yang ditargetkan.

If the girl had been treated during this window of opportunity,

Andaikan gadis itu diobati selama jendela kesempatan ini,

it might have been possible to kill the bacteria

kemungkinan kita bisa membunuh bakteri

in their initial stage,

di tahap awal mereka,

before the infection got out of hand.

sebelum infeksi jadi tidak terkendali.

What I experienced with this young girl made me decide to do everything I can

Pengalaman dengan gadis ini membuat saya memutuskan untuk melakukan segalanya

to push this technology into the hospital.

untuk memasukkan teknologi ini ke rumah sakit.

Together with doctors,

Bersama para dokter, saya mulai menerapkan alat ini di klinik-klinik

I'm already working on implementing this tool in clinics

to diagnose early infections.

untuk mendiagnosis infeksi dini.

Although it's still not known how doctors should treat patients

Meski masih belum diketahui bagaimana harusnya dokter merawat pasien

during the whispering phase,

pada fase berbisik,

this tool can help doctors keep a closer eye on patients in risk.

alat ini bisa membantu dokter untuk mengawasi pasien yang berisiko.

It could help them confirm if a treatment had worked or not,

Alat ini membantu dokter memastikan apakah pengobatannya berhasil,

and it could help answer simple questions:

dan bisa membantu menjawab pertanyaan sederhana:

Is the patient infected?

Apakah pasien terinfeksi?

And what are the bacteria up to?

Apa yang sedang dilakukan bakteri?

Bacteria talk,

Bakteri bicara,

they make secret plans,

mereka membuat rencana rahasia,

and they send confidential information to each other.

dan saling mengirimkan informasi rahasia.

But not only can we catch them whispering,

Kita tak sekadar bisa mendapati mereka berbisik-bisik,

we can all learn their secret language

bahkan kita bisa mempelajari bahasa rahasia mereka

and become ourselves bacterial whisperers.

dan menjadi pengendali bakteri.

And, as bacteria would say,

Akhirnya, dalam bahasa bakteri,

"3-oxo-C12-aniline."

"3-oxo-C12-aniline."

[Tamat]

(Laughter)

(Suara Tawa)

(Applause)

(Suara Tepuk Tangan)

Thank you.

Terima kasih.