Sistem Komputer Bantu Ilmuwan Pahami Kebalikkan Kanker

Ilmuwan dari KAIST mengembangkan sistem BENEIN untuk mengidentifikasi pengatur gen pada kanker. Sistem ini berbasis logika Boolean untuk memahami perilaku sel. Melalui re-diferensiasi, sel kanker bisa dikembalikan ke keadaan normal. Masih diperlukan penelitian lebih untuk aplikasi klinis.

Ilmuwan dari Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) telah mengembangkan sistem berbasis logika Boolean untuk mengidentifikasi pengatur gen kunci yang dapat membantu membalikkan kanker. Sistem ini, bernama BENEIN (Boolean Network Inference and Control), memodelkan gen sebagai “nyala” atau “mati” untuk memahami bagaimana gen-regulasi mengontrol perilaku sel. Kwang-Hyun Cho menjelaskan bahwa diferensiasi sel terjadi ketika sel progenitor berkembang menjadi tipe sel khusus dengan fungsi biologis yang berbeda. Namun, mutasi genetik yang terjadi pada kanker dapat memengaruhi proses ini.

Proses dediferensiasi terjadi ketika sel kehilangan karakteristik khususnya dan menjadi tidak dewasa, meningkatkan kemampuannya untuk berkembang biak secara cepat, yang dapat memicu tumor. Tim Cho meneliti kembali karakteristik sel dengan cara mengaktivasi atau menekan pengatur master untuk membantu mengembalikan sel kanker ke keadaan normal melalui re-diferensiasi. Pendekatan ini, yang dikenal sebagai “reversi kanker,” menawarkan alternatif yang menjanjikan terhadap terapi kanker konvensional.

Identifikasi pengatur master bukanlah hal yang mudah karena kompleksitas jaringan regulasi gen yang nonlinier. Cho mencatat bahwa umpan balik dan interaksi antara gen menjadikannya sulit untuk menentukan pengatur yang paling berpengaruh. Namun, dengan menggunakan model jaringan Boolean, sistem ini menyederhanakan ekspresi gen ke dalam dua kondisi, meningkatkan efisiensi komputasi untuk mempelajari proses biologis seperti diferensiasi sel. Setelah pengatur master diidentifikasi menggunakan BENEIN, peran mereka divalidasi melalui simulasi komputer dan “knockdowns” pada sel kanker.

BENEIN menunjukkan potensi untuk tidak hanya mengatasi kanker, tetapi juga untuk memanipulasi transisi keadaan sel lainnya. Meski sistemnya menjanjikan, Cho mengingatkan bahwa BENEIN saat ini belum siap untuk diterapkan secara klinis. Masih diperlukan penelitian lebih lanjut dan validasi untuk memastikan keamanannya bagi manusia, dan timnya juga tengah mengembangkan sistem lain untuk berbagai jenis kanker.

Sistem pengenalan regulasi gen yang baru ini, BENEIN, berfokus pada pemahaman cara cells depolar menjadi lebih khas melalui pengendalian pengatur master. Perkembangan ini bisa berpotensi membalikkan efek negatif dari kanker, yang umumnya diakibatkan oleh mutasi genetik yang menggangu proses diferensiasi. Ini adalah pendekatan inovatif dalam penelitian kanker, mendorong kemungkinan baru dalam terapi dan pengobatan.

Tim peneliti di KAIST berharap BENEIN dapat menjawab tantangan dalam memahami dan mengendalikan regulasi sel, dengan harapan suatu saat dapat diterapkan dalam terapi kanker yang lebih efektif. Dengan penelitian lebih lanjut, teknologi ini dapat membuka jalan bagi pengobatan kanker yang lebih sesuai dan aman.

Sumber Asli: www.advancedsciencenews.com