Para peneliti telah mengembangkan metode terobosan untuk pencitraan DNA dan RNA secara bersamaan di dalam sel hidup menggunakan inframerah yang tidak berbahaya hingga cahaya inframerah-dekat. Terobosan ini, yang merupakan kolaborasi antara National Institute for Materials Science (NIMS), Nagoya University, Gifu University, dan University of Adelaide, menjanjikan revolusi deteksi penyakit dini dan studi penuaan sel. Temuan ini, yang diterbitkan dalam Science Advances, mengatasi keterbatasan utama teknik pencitraan sel saat ini.
Tantangan dengan Metode yang Ada
Pencitraan sel tradisional kesulitan melacak secara akurat tahap awal kerusakan sel yang mendahului penuaan atau penyakit. Metode yang ada saat ini sering kali mengandalkan sinar ultraviolet-visibel (UV-vis), yang dapat membahayakan sel dan merusak hasil. Mereka juga kurang sensitif dalam membedakan perubahan kecil pada keadaan sel, sehingga menyebabkan keterlambatan diagnosis dan pemahaman yang tidak lengkap mengenai efek pengobatan. Pendekatan pencitraan yang universal dan tidak beracun sangat dibutuhkan.
Terobosan Cahaya Ganda
Tim peneliti mencapai visualisasi DNA dan RNA secara simultan dengan menggunakan dua jenis cahaya eksitasi yang tidak berbahaya. Mereka memasangkannya dengan probe pewarna fluoresen yang dirancang khusus (pewarna N-heteroacene) yang secara selektif mengikat DNA dan RNA. Pendekatan pencitraan ganda ini memberikan wawasan yang belum pernah ada sebelumnya mengenai kesehatan seluler.
Temuan utama meliputi:
- Peningkatan Sensitivitas: Pencitraan RNA terbukti lebih efektif dalam memprediksi kerusakan sel dini dan penuaan dibandingkan metode tradisional.
- Pemantauan Komprehensif: Metode ini memungkinkan deteksi tepat keempat tahap kematian sel, sehingga memberikan gambaran lengkap tentang nasib sel.
- Pendekatan Tidak Beracun: Penggunaan cahaya inframerah hingga inframerah-dekat memastikan dampak minimal terhadap sel-sel hidup, sehingga ideal untuk pemantauan jangka panjang.
Implikasi terhadap Diagnostik dan Penemuan Obat
Metode baru ini mengatasi keterbatasan sistem pencitraan yang ada dengan memvisualisasikan transisi keadaan sel tunggal secara real-time. Kemampuan untuk melacak perubahan halus pada DNA dan RNA memungkinkan deteksi dini kerusakan sel, mungkin bertahun-tahun sebelum gejalanya muncul.
Aplikasi meliputi:
- Diagnostik Sel Hidup Tidak Beracun: Memantau kesehatan sel tanpa membahayakan sampel.
- Pemeriksaan Obat Tingkat Tinggi: Menilai kemanjuran terapi baru dengan cepat.
- Pengobatan yang Dipersonalisasi: Menyesuaikan perawatan berdasarkan respons seluler individu.
Melihat ke Depan: Mendeteksi Keadaan “Pra-Penyakit”.
Tim peneliti berencana untuk memperluas metode ini pada organisme hidup, dengan tujuan untuk mengembangkan teknik deteksi penyakit dini dan strategi medis yang presisi. Pada akhirnya, mereka berharap dapat mengembangkan teknologi yang mampu mengidentifikasi kondisi “pra-penyakit”—suatu titik di mana penyimpangan seluler mengindikasikan penurunan kesehatan yang akan terjadi.
“Pendekatan ini memungkinkan kita melakukan intervensi sebelum terjadi kerusakan permanen, sehingga berpotensi mencegah perkembangan penyakit sepenuhnya.” — Peneliti Utama
Terobosan ini mewakili langkah signifikan menuju layanan kesehatan proaktif, di mana pemantauan seluler secara dini memandu intervensi pencegahan. Dengan memvisualisasikan tanda-tanda awal gangguan seluler, metode ini menjanjikan untuk mendefinisikan kembali cara kita melakukan pendekatan dalam mendeteksi dan mengobati penyakit
