Pendeteksian kanker melalui fluoresensi

Sel sehat dan sel berkanker yang menempati esofagus berfluoresensi dengan cara-cara yang berbeda, demikian dilaporkan oleh peneliti di Perancis.

Genevieve Bourg-Heckley, dari Universite Pierre and Marie Curie, Paris, dan rekan-rekannya mengukur spektra fluoresensi dari sel normal dan dua tipe sel kanker ganas yang terdapat dalam esofagus.

"Sebelumnya kami telah menemukan bahwa autofluoresensi imbas sinar dekat-UV menunjukkan perbedaan yang signifikan (menurut statistik) antara jaringan esofageal yang sehat dan berkanker," kata Bourg-Heckley, "tetapi spektra jaringan ini diperumit oleh emisi-emisi yang timpang tindih dari kolagen dan molekul-molekul intraseluler yang terkait dengan metabolisme, seperti NAD(P)H dan flavin."

Bourg-Heckley mengamati apakah autofluoresensi seluler memegang peranan dalam perbedaan spektra yang diamati antara jaringan normal dan jaringan tumor, dan apakah ini terkait dengan perubahan-perubahan metabolisme yang ditimbulkan oleh pembentukan sel kanker.

Penggunaan sel ketimbang jaringan memungkinkan mereka mengisolasi kontribusi fluoresensi intraseluler dalam spektra jaringan. Tim ini menemukan bahwa sel-sel kanker ganas memiliki intensitas fluoresensi yang jauh lebih tinggi, yang bisa dikaitkan dengan lebih tingginya jumlah penanda koenzim NAD(P)H dalam sel-sel ini.

Penelitian ini penting, menurut Anna Cleta Croce, dari Istituto di Genetica Molecolare, Pavia, Italia, karena menunjukkan potensi dari spektroskopi autofluoresensi untuk penentuan keadaan metabolik populasi sel," kata dia.

"Pengapliaksian prosedur analisis spektra yang sesuai dapat menjadikan teknik ini sebagai sebuah metode pemeriksaan yang handal untuk mendapatkan informasi tentang komponen-komponen sel, dimana kelebihannya adalah pengamatan sel-sel hidup secara real-time dan langsung pada tempatnya," tambah Croce.

Tim Bourg-Heckly berencana meneliti apa yang menyebabkan peningkatan NAD(P)H ini ketika sel-sel normal berubah menjadi sel-sel abnormal, dan meneliti molekul-molekul intraseluler lainnya dengan cara yang sama.

Spektra seluler ini juga akan menjadi spektra acuan yang bermanfaat pada saat memodelkan fluoresensi jaringan, kata Bourg-Heckly, sehingga akan menjadikan spektroskopi fluoresensi sebagai sebuah alat diagnostik untuk mendeteksi pertumbuhan kanker dan pra-kaner secara dini langsung pada tempat sel yang bersangkutan.

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

(dikutip dari: Soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=226)

Zn dapat mengenali sel-sel bakteri

Ilmuwan di Amerika Serikat telah menggunakan senyawa-senyawa koordinasi zink untuk mengenali bakteri patogenik.

Bradley D Smith di University of Notre Dame dan rekan-rekannya menyelidiki beberapa kompleks zink(II) yang berberat molekul rendah. Dua dari kompleks ini bisa digunakan untuk membedakan antara bakteri-bakteri patogenik yang umum, seperti Eschericia coli dan Staphylococcus aureus, dan sel-sel mamalia.

Tim peneliti ini menghasilkan citra-citra bakteri, yang diikat oleh kompleks-kompleks tersebut, dengan menggunakan mikroskop fluoresensi. Kompleks-kompleks tersebut menunjukkan afinitas terhadap permukaan anion dari bakteri, papar Smith. Senyawa-senyawa ini bisa menjadi metode baru untuk penargetan obat dan pencitraan untuk tempat-tempat infeksi bakteri, kata dia.

Kompleks koordinasi zink(II) bisa dimanipulasi dan dimodifikasi dengan mudah, menurut Smith. Khususnya, senyawa-senyawa ini bisa diikatkan ke nanopartikel-nanopartikel magnetik atau filter-filter terimobilisasi dan bisa digunakan untuk mengeluarkan bakteri dari darah.

Tim ini mengembangkan penelitian untuk meningkatkan stabilitas kompleks-kompleks zink(II) sehingga bisa digunakan dalam sistem-sistem hidup. "Yang menjadi fokus kami adalah bagaimana mempertahankan kepaduan kompleks-kompleks koordinasi ini dalam darah, yang mengandung serum dan sistem pembersih yang mengeluarkan agen-agen asing," kata Smith.

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

(dikutip dari: Soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=227)

Kristalisasi dengan Bantuan DNA

Kemampuan DNA untuk menggabungkan rantainya yang saling komplementer ternyata dapat digunakan untuk mengarahkan nanopartikel logam dalam menyusun diri menjadi sebuah kristal, hal tersebut diungkap oleh dua kajian baru yang diterbitkan di Nature

(2008, 451, 549 and 553). Penelitian ini mampu menunjukkan sebuah strategi baru untuk memproduksi material canggih yang mampu menyusun diri sendiri dengan memodifikasi secara kimia unsur- unsur penyusunnya.

Dalam kajian diatas, para peneliti mencangkokkan bermacam - macam rantai DNA ke dalam partikel emas dengan diameter antara 10 − 15 nm. Tali pengikat berbahan DNA tersebut tersusun dari berbagai potongan dan didesain sedemikian hingga agar bagian pendek diujung setiap rantai dapat berikatan dengan rantai DNA pasangannya yang telah dilekati nanopartikel. Proses penggabungan − atau reaksi hibridisasi − membentuk struktur tiga dimensi, sehingga dapat menghasilkan kristal berukuran mikrometer.

DNA: Dua rantai komplementer

Dua penelitian diatas meskipun memakai metode yang sama namun masing-masing memiliki fokus yang berbeda. Penelitian pertama yang dipimpin oleh Oleg Gang di Brookhaven National Laboratory mengeksplorasi pengaruh suhu terhadap kristalisasi dengan bantuan DNA ini. Mereka melaporkan bahwa kristal yang terbentuk bersifat reversible selama siklus pemanasan dan pendinginan dan kristalisasi dipengaruhi oleh panjang jarak pisah antara ikatan DNA. Partikel dengan jarak pisah yang panjang (35 atau 50 nucleobases) dapat mengkristal dengan baik, sedangkan yang sangat pendek tidak dapat mengkristal.

Ikatan Baru: Sebuah metode baru yang menggunakan rantai DNA untuk menyusun nanopartikel menjadi kristal. (Sumber: Chad Mirkin, Northwestern University)

Sementara itu, di Northwestern University, sebuah tim yang diketuai Chad A. Mirkin dan George C. Schatz mennganalisa struktur kristal apa saja yang dapat dibentuk oleh satu jenis nanopartikel. Mereka menemukan hasil bahwa ketika hanya menggunakan satu jenis pengikat DNA, maka partikel akan membentuk kristal dengan struktur face centered cubic (FCC). Tetapi jika partikel tadi dikombinasikan dengan DNA dengan bebagai jenis kombinasi, maka Kristal yang terbentuk adalah body centered cubic (BCC).

Struktur Krista: BCC dan FCC

Mengomentari hasil penelitian diatas, Prof. John C Crocker dari Teknik Kimia University of Pennsylvania menegaskan bahwa metode ini akan bisa digunakan untuk hampir seluruh partikel untuk membuat komposit yang canggih yang akan memiliki sifat- sifat elektronik dan optik yang unik dan belum ada sebelumnya.

(dikutip dari: Chandra Wahyu Purnomo, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=231)

Bakteri Akuatik sebagai Tabir Surya Alami

Bakteri akuatik dapat menjadi sumber tabir surya (sunscreen) alami yang protektif UVA, menurut peneliti di Israel.

Morris Srebnik di The Hebrew University of Jerusalem dan rekan-rekannya mengisolasi sebuah asam amino yang menyerap radiasi ultraviolet, dari bakteri akuatik.

Asam-asam amino mirip mikosporin (MMA) merupakan metabolit-metabolit yang ditemukan dalam beberapa spesies bakteri perairan dangkal. Karena bakteri-bakteri ini normalnya terpapar terhadap kadar radiasi UV yang tinggi, mereka toleran terhadap efek-efek merusak dari sinar UV.

Tim Srebnik mengisolasi sebuah MMA yang disebut porfiria-344 dari bakteri akuatik Aphanizomenon flos-aquae. Mereka membandingkan serapan UVA nya dengan produk-produk perlindungan sinar matahari komersial dan menemukan bahwa porfiria-334 menunjukkan faktor proteksi matahari (SPF) 4 yang sebanding terhadap sinar UVA.

Tabir surya (sunscreen) menjadi populer karena membantu mencegah luka bakar akibat cahaya matahari, penuaan kulit dan kanker kulit dengan menyerap dan memantulkan radiasi UV. Sinar UV yang memiliki panjang gelombang lebih panjang (UVA) lebih kecil kemungkinannya menyebabkan luka bakar matahari dibanding sinar UV yang memiliki panjang gelombang lebih pendek (UVB). Akan tetapi, sinar-sinar UVA lebih besar kemungkinannya menghasilkan spesies-spesies radikal bebas yang merusak DNA, kemungkinan mengarah pada kanker.

Kebanyakan produk tabir surya komersial memberikan proteksi tertentu terhadap UVB dan UVA panjang-gelombang pendek. Tetapi hanya sedikit senyawa yang bisa bertindak sebagai penyaring UVA penuh, dan banyak lainnya yang tidak sangat stabil, kata Srebnik.

MAA menyerap paling tinggi pada rentang UVA, dan porfiria-344 bisa menyerap energi UV tanpa menghasilkan spesies reaktif berbahaya. "Porfiria-344 bisa berfungsi sebagai sunscreen pelindung UVA dengan memberikan proteksi yang luas terhadap radiasi UV," papar Srebnik.

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

(dikutip dari Soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=228)

Semak Gurun sebagai sumber karet alternatif

Peneliti di Canada telah menemukan sebuah sumber alternatif komersial untuk karet berkualitas tinggi.

Karet alami, yang digunakan dalam produksi lebih dari 40.000 produk komersial, dihasilkan dari berbagai spesies tanaman karet berbeda. Akan tetapi, kurangnya kanekaragaman genetika telah menjadikan tanaman karet rentan terhadap serangan penyakit. Dengan demikian, pengembangan sebuah alternatif untuk material ini akan sangat bermanfaat, kata para peneliti ini.

John Vederas dan Andrew Scholte dari University of Alberta, melirik proses pembuatan karet biosintetik, dengan membandingkan sumber yang paling umum digunakan, yakni pohon karet Brasil (Hevea brasiliensis), dengan sebuah alternatif, yaitu semak gurun (Parthenium argentatum). Mereka membuat analog-analog isopentenil difosfat berlabel-deuterium, sebuah bahan baku dalam sintesis karet, dan mengonversinya menjadi karet menggunakan enzim-enzim transferase karet yang diambil dari masing-masing tanaman.

Vederas dan Scholte menganalisis stereokimia produk atau tatanan 3D dengan NMR deuterium. Mereka menemukan bahwa stereokimia transferase karet dari semak gurun bisa menjadi sebuah sumber karet komersial.

Rincian tentang tatanan 3D zat-zat dalam sisi-sisi aktif transferase karet memberikan pemahaman yang lebih baik tentang proses biosintesis penting ini, kata Vederas.

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

(dikutip dari: Soetrisno, http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=229)