Suatu hari nanti tanaman bisa berfungsi sebagai pabrik untuk memproduksi obat-obat anti-kanker, kata ilmuwan di Amerika Serikat. Para peneliti ini telah merekayasa tanaman tapak dara untuk membuat senyawa-senyawa terbaru yang secara struktural analog dengan kandidat-kandidat obat yang menjanjikan.

Tanaman tapak dara secara alami menghasilkan beberapa senyawa alkaloid dengan aktivitas farmasetik, termasuk aktivitas anti-kanker. Tetapi dengan memodifkasi sebuah enzim kunci dalam jalur sintesis senyawa-senyawa ini secara genetika, para peneliti mampu menghasilkan berbagai alkaloid terhalogenasi yang tidak dihasilkan di alam. Strategi yang mereka gunakan bisa memperluas jumlah kandidat obat yang tersedia untuk berbagai penyakit.

Akar serabut tanaman yang direkayasa menghasilkan molekul-molekul yang tidak terdapat di alam

Weerawat Rungupuhan dan Sarah O’Connor dari Massachusetts Institute of Technology merekayasa sel-sel tanaman untuk menghasilkan jenis baru yang termodifikasi dari enzim striktosidin sintase. Apabila zat-zat berhalogen yang tidak terdapat di alam dimasukkan ke dalam sebuah kultur sel akar serabut tanaman yang telah dimodifikasi, enzim baru tersebut, yang berbeda dengan bentuk aslinya, mampu mentransformasi substrat-substrat menjadi alkaloid baru.

“Strategi-strategi serupa telah terbukti sangat berhasil dalam membuat senyawa-senyawa baru yang menarik dalam kultur mikroba, sehingga kami benar-benar ingin melihat apakah ini bisa diterapkan pada kultur sel tanaman,” kata O’Connor. “Dan kami telah membuktikannya bisa.”

Meskipun ilmuwan sebelumnya bereksperimen dengan memasukkan substrat termodifikasi ke dalam enzim-enzim tanaman dengan harapan menghasilkan produk-produk baru, namun O’connor merupakan orang pertama yang memanipulasi metabolisme tanaman secara genetik untuk tujuan tersebut. Memodifikasi metabolisme tanaman lebih menantang dibanding untuk mikroba karena jalur-jalur sintesisnya lebih rumit ? dan ada banyak jalur biosintesis alkaloid yang informasinya masih terbatas, kata O’Connor. Di masa lalu, dia menambahkan, peneliti juga merasa enggan menerapkan hal ini pada tanaman karena prosesnya memerlukan lebih banyak waktu.

Apa yang mereka lakukan ini lebih kreatif dibanding apa yang telah dilakukan sebelumnya dan memungkinkan produksi berbagai senyawa,” kata Toni Kutchan, seorang ahli di bidang rekayasa metabolik di Donald Danfort Plant Science Center di St Louis. Dia menambahkan bahwa karena jalur biosintesis khusus ini tidak dirinci dengan baik maka tidak mungkin melakukannya pada bakteri.

Tim ini belum melakukan melakukan analisis struktural yang cermat terhadap produk-produk yang mereka hasilkan, tetapi berdasarkan hasil-hasil pendahuluan dari spektrometri massa kromatografi cair, mereka telah mengidentifikasi berbagai alkaloid yang tidak terdapat di alam, termasuk analog ajmalisin yang berklorin, yang digunakan untuk mengobati hipertensi, dan tabersopnin. Adisi halogen bisa memegang peranan penting untuk menghasilkan kandidat-kandidat obat yang baru. “Hal menarik tentang halogen ini adalah bahwa kita bisa menggunakannya sebagai sebuah alat bantu untuk modifikasi zat kimia selanjutnya,” kata O’Connor.

Produk-produk farmasetik utama dari tanaman tapak dara adalah obat anti-kanker vinblastin ? tetapi ini hanya dihasilkan oleh tanaman utuh. Dan tidak dihasilkan dalam kultur sel. Membuat analog vinblastin yang tidak terdapat di alam merupakan langkah selanjutnya yang akan dilakukan, menurut O’Connor ? tetapi ini akan berarti merekayasa tenaman sehingga bisa menghasilkan substrat-substrat non-alami itu sendiri. Akan tetapi, dia mengatakan bahwa alkaloid-alkaloid serpentin yang lebih sederhana, yang juga dianggap memiliki aktivitas anti-kanker, bisa dihasilkan dalam kultu r.

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