Bakteri Extremophile Dalam Reaktor Nuklir Potensi Baru Pembuatan Vaksin

Pada tahun 1956, sejumlah peneliti nuklir di Oregon State University menemukan fakta yang sangat mencengangkan. Ternyata, bakteri Deinococcus radioduran dapat bertahan pada tingkat radiasi ribuan kali lipat dari yang dapat dilakukan kebanyakan mahluk hidup di Bumi.

Sebagai gambaran, bakteri Deinococcus radiodurans tidak hanya sanggup hidup di dalam inti reaktor nuklir, ia juga sanggup bertahan dari segala hal. Mulai dari bahan kimia beracun, asam korosif, hingga panas ekstrem di atas titik didih air.

Tak hanya itu, di suhu jauh di bawah nol di Antartika dan ruang hampa udara, ia juga bisa bertahan. Artinya, bakteri yang satu ini benar-benar bakteri yang dapat survive dalam kondisi yang ekstrim.

Mikroba semacam ini disebut ekstrimofil yang diterjemahkan sebagai pencinta lingkungan ekstrem. Koloni mereka ditemukan pada banyak tempat aneh.

Contohnya, ada tiga spesies jamur ditemukan di dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Chernobyl yang telah ditinggalkan. Di sana, para ilmuwan menemukan bahwa koloni jamur tersebut tumbuh lebih cepat jika dihadapkan dengan radiasi.

Mereka bahkan "memakan" radiasi menggunakan pigmen melanin yang dapat menangkap energi radiasi. Bisa dikatakan, mereka menyerap’ radiasi tersebut. Metodenya mirip melanin yang menangkal dadiasi UV pada kulit manusia untuk membantu menghindari sengatan matahari.

Potensi untuk Membuat Vaksin

Baru-baru ini, para ahli mikrobiologi yang dipimpin oleh Dr. Michael Daly di Uniformed Services University di Bethesda, Washington, telah menggunakan pengetahuan tentang mahluk hidup ekstrofil ini untuk membantu memproduksi vaksin lebih cepat, lebih murah dan lebih aman.

Sebagai informasi, radiasi dapat merusak DNA. Sementara, sel dapat melindungi DNA itu sendiri dari paparan radiasi. Namun gagasan itu berubah.

Saat ini diketahui bahwa kematian sel lebih disebabkan oleh kerusakan protein, terutama protein yang merupakan enzim, molekul-molekul yang melakukan hampir semua reaksi seluler. Daly menyebutkan ini sebagai kematian karena kerusakan protein.

Di sisi lain, extremophiles seperti D. radiodurans melindungi protein DNA mereka, bukan DNA itu sendiri, melainkan enzim-enzim yang membangun kembali DNA setelah rusak.

Radiasi sebenarnya tidak banyak merusak sel atau tubuh kita. Sama seperti oksigen dalam tubuh kita, sebuah foton atau partikel subatomik biasanya merobek elektron dari atom hydrogen. Atau karbon dan elektron melepaskan elektron lain dan seterusnya, menyebabkan kaskade ratusan atau bahkan ribuan elektron, dan menciptakan jumlah radikal bebas dalam jumlah besar dan molekul pengoksidasi yang dapat menyebabkan kerusakan di seluruh sel.

Baca juga:

• KFC Berkolaborasi dengan Bioprinting 3D Bikin Nugget Ayam
• Burung Kolibri Gunakan Angka Untuk Temukan Makanan
• CRISPR dari Sherlock Bisa Deteksi Corona Dalam 20 Menit
  

Oksigen ternyata lebih banyak menyebabkan kerusakan sel daripada radiasi yang kita dapat. Itulah sebabnya sel mengembangkan mekanisme perbaikan pada sel miliaran tahun yang lalu ketika oksigen bebas pertama kali memasuki atmosfer. Maka dari itu, kita sebaiknya memakan antioksidan lebih banyak.

Tetapi jika tingkat radiasi menjadi sangat tinggi, mekanisme perbaikan ini dapat digunakan untuk memperbaiki kerusakan sel yang sama.

D. radioduran memproduksi enzim antioksidan khusus yang menggabungkan unsur mangan, untuk melindungi protein perbaikan sel, bukan untuk melindungi DNA atau RNA sel. Daly menyadari bahwa ini bisa menjadi titik terang dalam pembuatan vaksin.

Menggunakan antioksidan yang mengandung mangan dapat mengembangkan vaksin secara selektif yang nantinya akan melindungi protein yang dibutuhkan untuk kemanjuran vaksin. Karena sistem kekebalan tubuh kita mengenali protein tersebut dan membuat antibodi terhadapnya, tetapi tidak melindungi DNA atau RNA yang membuat mikroba penyerang menular.

Metode tradisional untuk produksi vaksin membutuhkan waktu lama dalam percobaan dan banyak kesalahan untuk menentukan protein apa yang akan dibutuhkan untuk membuat vaksin. Vaksin menggunakan DNA rekombinan untuk menghasilkan hanya protein yang diinginkan.

Tetapi metode Daly lebih efisien karena melewati proses trial and error dengan membuat seluruh virus yang tidak aktif dengan cepat, menyimpan protein penghasil antigen ini pada permukaan mikroba yang menginfeksi menggunakan antioksidan, sambil membiarkan DNA dan RNA di dalamnya dihancurkan oleh radiasi.

Banyak ahli penyakit menular setuju bahwa metode Daly dapat secara unik cocok untuk mempercepat produksi vaksin selama pandemi, termasuk Covid-19, serta momok lainnya seperti malaria dan HIV. Semoga!