Para ilmuwan di Universitas Pennsylvania telah mengembangkan fPE7max, sebuah teknologi pengeditan gen yang inovatif. Metode ini memiliki kemampuan untuk membangkitkan gen tidak aktif pada jamur berfilamen, sehingga mengungkap zat baru dengan potensi farmasi yang menjanjikan untuk pengobatan kanker. Penemuan ini dirinci dalam jurnal Nature Biotechnology pada 30 Juni.
Studi ini berhasil mengidentifikasi senyawa yang belum pernah terlihat sebelumnya, yang dihasilkan oleh spesies jamur yang sebelumnya dianggap memiliki sedikit relevansi kimiawi di lingkungan laboratorium. Beberapa molekul baru ini menunjukkan tindakan bertarget yang luar biasa terhadap sel tumor manusia, meliputi kanker payudara, hati, dan leukemia.
Dalam topik yang sama: Pengeditan gen merevolusi pengobatan dan menyembuhkan remaja Kanada dari penyakit granulomatosa kronis
Inovasi ini bertujuan untuk mendobrak hambatan sejarah dalam penelitian kerajaan jamur, secara signifikan memperluas pencarian senyawa alami yang berpotensi digunakan sebagai obat. Penemuan ini sangat penting bagi bidang kedokteran yang menghadapi kekurangan pilihan terapi baru, sehingga menawarkan jalan baru untuk mengembangkan pengobatan dalam skenario tingginya permintaan akan solusi efektif melawan penyakit kompleks seperti kanker.
Bagaimana modifikasi genetik pada jamur mengungkap molekul baru yang melawan kanker
Secara historis, jamur telah terbukti penting bagi kemajuan pengobatan kontemporer, dengan pencapaian penting seperti penemuan penisilin dan pengembangan obat untuk mengendalikan kolesterol. Namun, sebagian besar kekayaan kimia kelompok organisme ini masih belum tereksplorasi.
Salah satu kendala terbesar, seperti yang disoroti oleh para peneliti, terletak pada perilaku jamur di luar habitat aslinya. Di lingkungan laboratorium, beberapa gen yang bertanggung jawab untuk sintesis zat kimia tetap tidak aktif, sehingga sulit untuk mewujudkan senyawa yang sangat menarik.
Untuk mengatasi kesulitan ini, tim peneliti mengembangkan teknologi fPE7max, versi perbaikan dari teknik pengeditan gen yang dikenal sebagai prime editing. Alat baru ini diciptakan khusus untuk jamur berfilamen, memberikan akurasi unggul dalam modifikasi DNA.
Selengkapnya tentang topik ini: Kemajuan teknologi dalam memerangi penyakit kronis untuk penuaan yang lebih sehat
Selama proses pembangunan, ada dua tantangan signifikan yang dihadapi. Salah satunya merujuk pada kerapuhan RNA pemandu, yang menunjukkan kerentanan tinggi terhadap degradasi dalam rangkaian modifikasi yang lebih ekstensif. Hambatan lainnya terkait dengan mekanisme perbaikan sel jamur, yang secara alami berupaya membalikkan perubahan apa pun dalam kode genetiknya.
Strategi yang diterapkan terdiri dari menggabungkan protein pelindung yang disebut fLa dan berasal dari jamur, dengan mekanisme tambahan yang mampu menurunkan aktivitas sistem perbaikan seluler untuk sementara. Penyatuan pendekatan ini menghasilkan peningkatan substansial dalam ketepatan dan efisiensi metode ini.
Setelah alat tersebut sepenuhnya stabil, para peneliti melanjutkan untuk mengaktifkan gen pengatur laeA. Gen ini memainkan peran penting dalam mengatur jaringan produksi kimia lengkap di dalam jamur. Dengan dilepaskannya kendali ini, dimungkinkan akan muncul beberapa senyawa baru yang sebelumnya tidak aktif.
Baca selengkapnya: Jamur dan tardigrada: Kehidupan kompleks tumbuh subur di reservoir gas serpih yang dalam
Secara total, survei tersebut mendokumentasikan keberadaan 18 molekul berbeda, delapan di antaranya belum pernah dijelaskan oleh komunitas ilmiah. Dari ketiganya, tiga diantaranya telah menunjukkan kemanjuran melawan sel kanker manusia, sementara yang lainnya termasuk dalam kelompok kimia yang sebelumnya diidentifikasi sebagai pyranonigrins.
Temuan ini menunjukkan bahwa kemampuan kimiawi jamur berpotensi jauh lebih luas dari perkiraan awal. Selain itu, teknik penyuntingan gen menawarkan cara yang menjanjikan untuk mempercepat identifikasi kandidat obat baru.