Ilmuwan di University of California San Diego telah menemukan alat yang tidak biasa tetapi ampuh dalam melawan kanker—sayap biru berkilauan dari kupu-kupu Morpho.

Sayap ini terkenal karena warnanya yang cemerlang, tidak muncul dari pigmen tetapi dari struktur mikroskopis yang memanipulasi cahaya.

Sekarang, para peneliti menggunakan struktur yang sama untuk meningkatkan cara mendiagnosis kanker, membuatnya lebih cepat, lebih akurat, dan lebih mudah diakses di seluruh dunia.

Penelitian yang dipublikasikan dalam Advanced Materials ini memperkenalkan teknik baru yang menggunakan sayap kupu-kupu Morpho sebagai alat alami untuk menganalisis sampel biopsi.

Metode ini tidak memerlukan pewarnaan kimia atau peralatan pencitraan yang mahal, yang merupakan metode standar tetapi terkadang tidak dapat diandalkan yang digunakan dalam diagnosis kanker.

Ketika dokter memeriksa biopsi kanker, salah satu ciri utama yang mereka cari adalah fibrosis, yang merupakan penumpukan jaringan fibrosa.

Fibrosis dapat menunjukkan seberapa lanjut tumor—apakah masih dalam stadium awal atau stadium lanjut. Namun, metode tradisional untuk menganalisis fibrosis memiliki kekurangan.

Dokter biasanya mewarnai sampel biopsi untuk membuat struktur tumor lebih terlihat, tetapi proses ini bersifat subjektif.

Dokter yang berbeda dapat menafsirkan sampel yang sama dengan cara yang berbeda.

Metode pencitraan yang lebih canggih dapat memberikan hasil yang lebih jelas, tetapi memerlukan mesin khusus yang mahal yang tidak dapat dibeli oleh banyak rumah sakit dan klinik. Di sinilah kupu-kupu Morpho berperan.

Solusi Alami dari Kupu-kupu Morpho

Peneliti menemukan bahwa dengan meletakkan sampel biopsi pada sayap kupu-kupu Morpho dan melihatnya di bawah mikroskop standar, mereka dapat menilai apakah tumor berada pada stadium awal atau akhir—tanpa menggunakan pewarna atau peralatan mahal.

Inspirasi untuk ide ini datang dari Paula Kirya, seorang mahasiswa pascasarjana teknik mesin di UC San Diego.

Sebelumnya, ia telah mempelajari sifat optik kupu-kupu Morpho dan menyadari bahwa sayapnya dapat berfungsi sebagai alat yang sempurna untuk menganalisis jaringan kanker.

Teknik ini berhasil karena struktur mikroskopis pada sayap kupu-kupu berinteraksi kuat dengan cahaya terpolarisasi—jenis cahaya khusus yang bergerak ke arah tertentu.

Serat kolagen, yang berperan besar dalam fibrosis, juga berinteraksi dengan cahaya terpolarisasi, tetapi sinyalnya biasanya lemah.

Dengan menempatkan sampel biopsi di atas sayap kupu-kupu Morpho, sinyal dari serat kolagen diperkuat, sehingga lebih mudah dianalisis.

Para peneliti mengembangkan model matematika untuk menerjemahkan sinyal cahaya yang diperkuat ini menjadi pengukuran kepadatan dan organisasi serat kolagen. Semakin padat dan terorganisir seratnya, semakin lanjut kankernya.

Untuk menguji metode ini, mereka menganalisis sampel biopsi kanker payudara manusia dan membandingkan hasilnya dengan teknik pewarnaan standar dan metode pencitraan berbiaya tinggi. Teknik kupu-kupu Morpho memberikan hasil yang sama andalnya.

Salah satu aspek paling menarik dari penemuan ini adalah potensinya untuk membuat diagnosis kanker lebih mudah diakses, terutama di wilayah dengan sumber daya medis terbatas.

Banyak rumah sakit dan klinik di seluruh dunia tidak memiliki peralatan pencitraan mahal yang dibutuhkan untuk penentuan stadium kanker yang tepat.

Namun, teknik baru ini hanya memerlukan mikroskop optik standar dan sepotong sayap kupu-kupu Morpho.

“Jika kami dapat menyediakan alat yang lebih sederhana dan lebih mudah diakses, kami dapat membantu lebih banyak pasien untuk mendapatkan diagnosis sebelum kanker mereka mencapai stadium agresif,” kata Kirya.

Meskipun penelitian ini difokuskan pada kanker payudara, para peneliti percaya bahwa teknik yang sama dapat digunakan untuk mendiagnosis banyak penyakit fibrotik lainnya, termasuk penyakit paru-paru dan kondisi jantung.

Profesor Lisa Poulikakos, penulis senior penelitian tersebut, mengungkapkan kegembiraannya tentang bagaimana alam itu sendiri menyediakan solusi yang siap pakai.

“Sungguh mengejutkan melihat seberapa baik sayap kupu-kupu Morpho telah dirancang untuk tujuan ini,” katanya.

“Pekerjaan kami menunjukkan bahwa alam telah memberi kita sesuatu yang dapat membantu kita mencitrakan jaringan yang sakit tanpa memerlukan fasilitas fabrikasi yang mahal.”

Seiring para ilmuwan terus mengeksplorasi pendekatan ini, harapannya adalah bahwa alat yang sederhana, bebas noda, dan hemat biaya untuk deteksi dini kanker dapat segera tersedia bagi dokter dan pasien di seluruh dunia.

Temuan penelitian dapat ditemukan di Advanced Materials.