Bidang bioteknologi kini telah memasuki generasi ketiga di mana tanaman seperti jagung, tembakau, padi, atau kacang tidak dikonsumsi secara langsung, melainkan dimanfaatkan sebagai pabrik penghasil protein untuk keperluan pengobatan.
Generasi pertama bioteknologi hanya meningkatkan efisiensi produksi tanaman (mengurangi kebutuhan pestisida, atau meningkatkan ketahanan terhadap kelembapan), lalu generasi kedua bioteknologi mulai meningkatkan nilai produk pangan dengan tambahan nutrisi (misalnya beras dengan peningkatan kandungan vitamin A), tetapi pada dasarnya kedua generasi bioteknologi tersebut masih memfungsikan tanaman untuk dimakan. Produk bioteknologi generasi ketiga menjadikan tanaman sebagai pabrik untuk menghasilkan protein obat atau plant made pharmaceutical.
Plant made pharmaceutical (PMP) merupakan suatu protein terapeutik yang dapat digunakan dalam keperluan medis seperti antibodi monoklonal, enzim, atau protein lainnya yang dihasilkan dari tanaman. Protein terapeutik yang dihasilkan dapat berguna untuk penyakit seperti alzheimer, kanker, COPD (chronic obstructive pulmonary disease), cystic fibrosis, diabetes, multiple sclerosis, rheumatoid arthritis, cedera sumsum tulang belakang, dan sebagainya.
Pada dasarnya terdapat beberapa cara memproduksi protein, yakni dengan memanfaatkan mamalia, kultur sel mikroba, serta tanaman. Pemilihan tanaman sebagai sarana produksi memiliki beberapa keuntungan. Pertama, biaya produksi akan menurun secara signifikan karena metode ini dikembangkan dalam sumber daya alami dan terbarui, yakni tanaman. Sebelumnya, produksi protein dengan memanfaatkan bakteri dan sel mamalia merupakan metode yang sangat mahal dan terbatas pada kapasitas ruangan. Teknologi kultur sel konvensional memerlukan sejumlah besar waktu dan dana. Diperkirakan fasilitas pembuatan kultur sel membutuhkan dana sekitar 250 juta dolar sampai 450 juta dolar. Demikian seperti diulas di situs web www.bio.org.
Kedua, penerapan pada skala produksi relatif lebih mudah sehingga sesuai untuk memenuhi permintaan protein terapeutik yang terus meningkat dan bervariasi. Ketiga, risiko terpapar patogen manusia atau kontaminasi mamalia lain relatif lebih kecil dibandingkan dengan metode lain. Selain itu, teknologi yang diperlukan sebenarnya tidak terlalu sulit dicari yakni serupa seperti ketika memperlakukan bakteri, tetapi bedanya dibutuhkan ladang. Dilihat dari aspek-aspek terkait seperti biaya produksi, kualitas produk, waktu produksi, skala hasil produksi, dan risiko kontaminasi, metode PMP lebih baik daripada metode lain seperti menggunakan mamalia, bakteri, atau ragi.
Penelitian tentang plant made pharmaceuticals ini baru berkembang dalam 10 tahun terakhir. Pada awalnya, penelitian ini dikembangkan oleh beberapa perusahaan dan sekitar 20-an universitas di seluruh dunia. FDA dan USDA (Badan POM dan Departemen Agrikultur Amerika) merupakan pihak-pihak yang sangat gencar melakukan penelitian ini. Dalam perkembangannya di Amerika, PMP sempat menuai sejumlah kontroversi dan kekhawatiran, antara lain risiko kontaminasi pada tanaman yang digunakan untuk produk pangan.
Seperti disampaikan oleh Rural Advancement Foundation International-USA, mereka yang menolak belum sepenuhnya yakin akan dampak ekonomi, lingkungan, dan sosial dari penerapan teknologi ini. Selain itu, komponen regulasi komprehensif yang mengatur tentang teknologi ini pun belum tersedia secara memadai.
Tanaman yang berpotensi untuk dikembangkan dengan metode ini adalah jagung, tembakau, tebu, wortel, bayam, pisang, dan beberapa tanaman lain. David Duncan, CEO dari Chlorogen, suatu perusahaan bioteknologi di Amerika, memilih tembakau karena selain dapat dipanen sampai 5 kali pada satu masa tanam, tembakau juga bersifat self-pollination sehingga meminimalkan risiko kontaminasi silang terhadap tanaman lain. Demikian seperti disampaikannya di www.dddmag.com. Bukankah lebih baik memanfaatkan ladang-ladang tembakau Indonesia untuk memproduksi obat daripada menggunakannya dalam produksi rokok?
Rotan pengganti tulang
Potensi tanaman Indonesia dalam teknologi kesehatan bukan hanya itu. Sebagai negara penghasil rotan, suatu perkembangan menarik dari dunia medis patut diapresiasi oleh bangsa ini. Kelak penderita patah tulang akan memiliki alternatif material pengganti tulang selain dari yang saat ini tersedia seperti logam atau keramik. Sejumlah tim peneliti Italia di laboratorium biokeramik Istek di Faenza tengah mencoba penanaman implan tulang buatan dari rotan pada domba percobaan.
Konversi kimiawi dari kayu alami menjadi hydroxyapatite (mineral penyusun tulang) secara keseluruhan dilakukan melalui lima tahap, yakni 1) pirolisis (penguraian dengan panas) 2) carburization (suatu proses pemanasan yang membebaskan karbon pada saat terurai) 3) oksidasi 4) karbonasi (proses hidrotermal pada tekanan CO2 untuk konversi lanjut menjadi kalsium karbonat) 5) fosfatisasi (penambahan bahan kimia fosfat). Lima tahap fase transformasi tersebut disiapkan untuk mendapatkan mineral penyusun tulang hydroxyapatite (HA) dari kayu rotan. Setelah 10 hari, unsur-unsur dalam kayu rotan berubah menjadi serupa dengan materi tulang.
Tim yang dipimpin oleh Dr. Anna Tampieri ini sebelumnya melakukan uji coba pada berbagai jenis kayu sebagai pengganti tulang. Hasilnya menunjukkan bahwa kayu rotan adalah material yang terbaik karena struktur kayu rotan memiliki rongga di bagian dalam sehingga darah, serabut saraf, dan materi lain dapat melaluinya.
Menurut Dr. Tampieri, tulang dari rotan ini merupakan tiruan paling mendekati tulang asli karena dapat menyatu dengan tulang asli sedemikian rupa hingga nyaris tak dapat terlihat sambungannya. Selain itu, material pembentuk tulang ini cukup kuat sehingga dipastikan dapat menyangga tubuh dan juga memiliki daya tahan yang sangat baik.
Saat ini para dokter seperti ahli bedah ortopedi, Maurillo Marcacci sedang meneliti metode baru penggantian tulang ini di rumah sakit dekat Bologna University. Pengawasan dilakukan untuk terus memantau perkembangan domba-domba yang telah ditanami tulang dari rotan dalam tubuhnya. Sejauh ini belum ditemukan tanda-tanda reaksi penolakan atau infeksi pada domba percobaan.
Jika semua berjalan lancar, di masa depan implan tulang dapat dilakukan dengan biaya murah dan dengan efektivitas tinggi. Para ahli memperkirakan bahwa penanaman implan tulang rotan terhadap manusia dapat dilakukan pada lima tahun mendatang. Demikian seperti dilansir di news.bbc.co.uk.
Rotan bukanlah tanaman yang asing di Indonesia. Sifat rotan yang dapat berfungsi sebagai tali pengikat yang ulet dan kokoh telah sering dimanfaatkan. Namun pemanfaatannya masih terbatas karena tingkat pengetahuan serta kreativitas masyarakat yang belum berkembang. Dengan adanya penelitian pemanfaatan rotan sebagai bahan pengganti tulang, pemanfaatan rotan dapat menjadi lebih luas daripada sebagai bahan baku tali atau mebel.
Menurut data Kementerian Kehutanan, Indonesia menyumbang 80 persen dari keseluruhan kebutuhan rotan dunia. Dari jumlah tersebut, 90 persen rotan dihasilkan dari hutan alam yang terdapat di Sumatra, Kalimantan, Sulawesi, dan sekitar 10 persen dihasilkan dari budidaya rotan.
Indonesia memiliki keanekaragaman hayati dengan potensi besar dalam penelitian dan pengembangan teknologi kesehatan. Baik itu untuk dijadikan pabrik protein bioteknologi atau sebagai bahan pengganti jaringan tubuh. Adalah suatu potensi menjanjikan jika bangsa Indonesia mampu membuat vaksin, hormon, atau enzim dari ladang-ladang palawija Indonesia.***
Fajar Ramadhitya P., alumnus Farmasi Universitas Padjadjaran
PR – Kamis, 04 Maret 2010
