Kanker merupakan salah satu ancaman kematian yang tinggi di dunia. Beberapa jenis kanker dengan tingkat kematian tertinggi adalah kanker pada paru-paru, liver, kolon, lambung, dan payudara. Kanker payudara merupakan salah satu kanker pada wanita yang paling banyak menyebabkan kematian.
Permasalahan ini mendorong para peneliti di dunia untuk bahu membahu dalam mencegah melalui deteksi dini dan penanganan yang tepat pada penderita kanker. Beberapa upaya untuk penanggulangan penyakit kanker melalui pengobatan juga telah banyak diketahui, dimana tidak jarang aspek efektivitas dan efisiensi proses menjadi hambatan utama.
Perkembangan terbaru untuk deteksi dini adanya sel kanker yaitu melalui nanoteknologi. Penelitian mengenai nanoteknologi mengalami perkembangan yang sangat signifikan pada dua dekade terakhir. Nanomaterial merupakan suatu materi yang merupakan bagian dari nanoteknologi, berukuran antara 1 nm sampai 100 nm, dan memiliki karakteristik yang berbeda dari material fasa ruahnya (bulk material). Sifat baru yang muncul karena kecilnya ukuran ini dimanfaatkan oleh peneliti untuk tujuan-tujuan tertentu termasuk kesehatan.
Salah satu jenis nanomaterial yaitu nanomaterial berbasis karbon yang memiliki sifat fluoresensi yang dikenal dengan karbon nanodots. Istilah dots diberikan merujuk kepada fenomena mekanika kuantum pada nanomaterial ini. Karbon nanodots memiliki beberapa kelebihan dibandingkan nanomaterial lainya, diantaranya : toksisitas yang rendah, memiliki sifat photoluminescence (PL) yang baik, stabil terhadap photobleaching, permukaannya mudah untuk dimodifikasi, dan mudah untuk disintesis.
Beberapa laporan ilmiah menunjukkan bahwa upaya modifikasi pada nanomaterial yang sudah ada kerap kali dilakukan, misalnya dengan upaya pemuatan (doping) unsur lain, modifikasi makromolekul dan polimer sintesis. Makromolekul Bovine Serum Albumin (BSA) maupun Human Serum Albumin (HSA) digunakan untuk meningkatkan biokompabilitas material nanopartikel dan meminimalkan respon imun tubuh yang berlebihan terhadap nanomaterial. Kedua makromolekul ini dapat larut dalam air. Kedua albumin ini juga cocok direaksikan dengan nanomaterial yang bersifat hidrofobik, termasuk didalamnya karbon nanodots hidrofob, karena memiliki kantung hidrofobik (hydrophobic cavity) sehingga dapat mengikat karbon nanodots hidrofob dengan lebih kuat atau bahan obat yang umumnya bersifat hidofobik.
Beberapa pertimbangan di atas mendorong kami untuk mendesain nanopartikel hibrida, dimana karbon nanodots yang bersifat hidrofobik direaksikan dengan HSA yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai agen penanda pada sel kanker. Pada penelitian ini akan dilakukan sintesis nanopartikel karbon nanodots dengan bahan dasar asam tartarat. L-tirosin digunakan sebagai passivating agent pada modifikasi permukaan Karbon dots. Uji secara in vitro yang dilakukan adalah uji sitotoksisitas dengan metode CCK-8 pada sel HeLa.
Karbon nanodots yang digunakan sebagai bioimaging agent harus bersifat hidrofil, oleh karena itu perlu dilakukan transfer fasa dengan Human Serum Albumin (HSA). Karbon nanodots-HSA ini diharapkan dapat digunakan sebagai kandidat bioimaging agent pada sel kanker. Karakterisasi karbon nanodots hidrofob hasil sintesis meliputi Spektrofotometri infra merah Fourier Transform (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Spektrofotometri UV-Vis, Atomic Force Microscopy (AFM), Dynamic Light Scattering (DLS), dan Spektrofluorometri.
Karbon nanodots-HSA dengan konsentrasi 12,5 sampai 50,0 µg/mL menunjukkan persentase viabilitas sel antara 50-80% sehingga karbon nanodots-HSA pada rentang konsentrasi ini digolongkan dalam tingkat toksisitas yang rendah. Karbon nanodots-HSA pada konsentrasi 100,0 sampai 400,0 µg/mL digolongkan dalam senyawa yang toksik karena viabilitas sel yang diuji kurang dari 50%.
Senyawa yang akan digunakan sebagai bioimaging agent harus memiliki toksisitas yang rendah. Dari hasil analisis dapat diketahui bahwa karbon nanodots-HSA dengan toksisitas terendah yang dapat digunakan sebagai kandidat bioimaging agent yaitu konsentrasi 12,5 µg/mL. Karbon nanodots-HSA dapat disintesis dari karbon nanodots 1:4 dan HSA melalui ultrasonikasi. Karbon nanodots-HSA memiliki sifat yang stabil pada pH 3-10, suhu 30-70°C, dan konsentrasi garam hingga 0,5M, serta memiliki sifat fluoresensi (λemisi=490,51 nm).
Penelitian ini telah menghasilkan desain nanomaterial yang memiliki toksisitas rendah, memiliki sifat optik dan dapat mengarah spesifik kepada sel kanker, sehingga dapat diaplikasikan sebagai kandidat bioimaging agent. Keunggulan-keunggulan yang didapatkan, memberikan peluang pemanfaatan lebih lanjut pada nanomaterial ini sebagai bahan pembawa obat ke sel kanker, karena pada umumnya obat kanker hasil sintesis dan isolasi bahan alam memiliki keterbatasan untuk pengaplikasiannya. (*)
Penulis: Mochamad Zakki Fahmi
Opini bersumber dari Paper Ilmiah yang berjudul “Human serum albumin capsulated hydrophobic carbon nanodots as staining agent on HeLa tumor cell”.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan di :https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254058419310818
