Teknologi Tetris Membuka Jalan untuk Mendiagnosis Kanker Lebih Cepat

SINGAPURA - Penggunaan Deoxyribonucleic Acid ( DNA) diketahui dapat membantu menyatukan berbagai bagian untuk teknologi baru yang dapat berarti diagnosis berbagai kanker yang lebih cepat dan akurat, serta terapi yang lebih terarah.

Para peneliti dari Institut Inovasi dan Teknologi Kesehatan National University of Singapore (NUS) atau NUS Institute for Health Innovation and Technology (iHealthtech) baru-baru ini telah mengembangkan teknologi yang memetakan interaksi protein kompleks dalam sel tumor.

Dikutip dari The Straits Times, hal ini memungkinkan ketepatan yang lebih tinggi dalam diagnosis dengan memungkinkan subtipe kanker yang akurat, serta mengidentifikasi bentuk penyakit yang agresif, hanya dalam beberapa jam.

Menurut Laporan Tahunan Registri Kanker Singapura 2021, kanker merupakan penyebab kematian terbanyak di Singapura, yang bertanggung jawab atas sekitar satu dari empat kematian. Lebih dari 84.000 kasus dilaporkan di sini antara tahun 2017 dan 2021.

Diyakini sebagai yang pertama dalam jenisnya, teknologi tersebut dijuluki Tandem Elongation of Templated DNA Repeats for Analysis of Interacting Proteins (Tetris), dapat mengarah pada terapi yang lebih terarah dengan mengidentifikasi protein dan interaksi spesifik yang berkontribusi terhadap pertumbuhan kanker.

Temuan para peneliti inu dipublikasikan dalam jurnal ilmiah peer-review Nature Biomedical Engineering pada bulan Juni.

Memperhatikan interaksi protein bertanggung jawab atas hampir semua proses kehidupan dasar, para peneliti mengatakan pemahaman interaksi tersebut dapat memiliki aplikasi klinis yang luas, dari akurasi yang lebih tinggi dalam mendiagnosis penyakit hingga pengembangan terapi yang lebih efektif.

Pengobatan Presisi

Hal ini sejalan dengan tujuan pengobatan presisi, di mana faktor-faktor seperti genetika, gaya hidup, dan lingkungan diperhitungkan untuk memberikan perawatan yang lebih tepat sasaran.

Metode saat ini untuk mempelajari interaksi protein memiliki keterbatasan, termasuk hasil yang tidak akurat dan profil interaksi yang tidak lengkap.

Pengujian hibrida ragi-dua, dianggap sebagai standar emas saat ini, menguji interaksi fisik antara dua protein atau antara protein dan molekul DNA tetapi memerlukan manipulasi genetik. Mereka juga terbatas dalam mempelajari interaksi antara dua protein. Metode lain, proteomik berbasis spektrometri massa, cenderung melewatkan interaksi protein yang lemah.

Para peneliti mencatat kedua metode tersebut gagal menangkap keseluruhan rentang interaksi protein, khususnya interaksi tingkat tinggi di mana beberapa protein berinteraksi untuk membentuk kumpulan fungsional yang besar. Perubahan dalam interaksi tersebut sering dikaitkan dengan jenis kanker yang lebih agresif.

Para peneliti memanfaatkan nanoteknologi DNA, yang mengacu pada pengembangan struktur asam nukleat buatan untuk digunakan sebagai biomaterial baru untuk berbagai tujuan.

"DNA adalah material yang dapat diprogram dan digunakan untuk mengodekan informasi yang kaya sambil memiliki interaksi yang dapat diprediksi, yang memungkinkan kita untuk membuat arsitektur canggih dengan kontrol spasial yang baik pada skala nanometer," kata Shao Huilin, peneliti dari iHealthtech, yang memimpin desain Tetris.

Teknologi ini, yang dinamai berdasarkan permainan video populer Tetris, menggunakan apa yang disebut para peneliti sebagai unit Tetris, nanostruktur molekuler yang terdiri dari antibodi, yang menargetkan protein dan "kode batang" DNA, yang berfungsi sebagai pengenal.

Sama seperti pemain dalam permainan ini yang mendapatkan poin dengan cara menyusun balok-balok yang jatuh agar menghilang, unit Tetris berbaris sesuai dengan pola protein yang berinteraksi, dengan kode batang yang terhubung ke tetangganya.

"Hal ini menciptakan serangkaian interaksi yang selanjutnya dapat kita baca dan uraikan melalui algoritma," ujar Brian Lim dari NUS School of Computing, yang memimpin pengembangan algoritma yang digunakan untuk memproses data yang dikumpulkan oleh Tetris.

Teknologi ini telah diuji pada biopsi jaringan kanker payudara manusia, yang darinya ia secara akurat mendiagnosis subtipe kanker dan mengungkap interaksi protein tingkat tinggi yang terkait dengan agresivitas kanker.

Tetris juga dapat menggunakan infrastruktur laboratorium yang ada untuk memproses sampel dalam jumlah besar dan menghasilkan hasil dengan cepat, yang memungkinkannya diintegrasikan ke dalam alur kerja klinis rutin dengan sedikit gangguan.

Misalnya, di kantor dokter, teknologi ini dapat dengan cepat menganalisis sampel yang diperoleh melalui aspirasi jarum halus, biopsi invasif minimal di mana jarum tipis dan alat suntik digunakan untuk mengeluarkan sel, jaringan, dan cairan.

Para peneliti berencana untuk memperluas penerapan Tetris ke jenis kanker dan penyakit neurologis lainnya.

Mereka telah mengajukan dua paten dan berharap untuk mengomersialkan inovasi tersebut, dengan Shao mengharapkan inovasi tersebut akan tersedia secara lebih luas dalam lima tahun ke depan.