Sunday, January 26, 2020

Koronavirus Nobel Wuhan: Sains Virologi & Tujuh Pengajaran Buat Umat Islam

Satu wabak jangkitan baru yang selama ini tidak diketahui oleh Sains - kini telah menyebabkan penyakit jangkitan akut paru-paru (pneumonia) di negara China dan telah mula tersebar ke negara-negara lain.

            Setakat ini, lebih kurang 41 orang telah diketahui meninggal dunia disebabkan oleh jangkitan koronavirus nobel baru ini. Kebanyakannya telah banyak berlaku di sebuah bandar China, iaitu Wuhan yang berpopulasi sekitar 11 juta rakyat bermula pada bulan Disember lepas. Sekitar lebih daripada 800 kes telah terbukti terkena jangkitan ini dan jumlah ini dijangka semakin meningkat dari masa ke masa.

Gambar menunjukkan imej coronavirus nobel 2019 baru-baru ini yang diambil menggunakan mikroscop elektron.


Teori Kemunculan Koronavirus Nobel
            Koronavirus baru ini dianggap nobel (unik) kerana ianya bukan virus asal menghuni dalam persekitaran manusia tetapi saintis percaya ianya kemungkinan besar berasal daripada koronavirus yang menjangkiti haiwan. Tambahan lagi, melalui persamaan analisis terhadap susunan protein koronavirus tersebut, saintis mendapati koronavirus ini kemungkinan besar berasal daripada ular. Namun, terdapat segelintir para saintis tidak begitu bersetuju dengan dapatan ini kerana ianya tidak mampu menjelaskan bagaimana virus tersebut dapat melompat daripada haiwan reptilia (berdarah sejuk) kepada manusia yang berdarah panas. Terdapat beberapa teori yang boleh dispekulasikan dalam hal ini. Pertama, koronavirus tersebut mungkin memang telah berasal daripada ular tetapi telah mengalami proses mutasi dan telah 'bergabung' dengan koronavirus yang berasal daripada haiwan lain, lalu menghasilkan koronavirus yang baru dan memiliki kelebihan untuk menyerang sel manusia. Teori yang kedua, coronavirus ini mungkin juga telah melompat terlebih dahulu ke haiwan mamalia, iaitu hos pengantara, berevolusi sebelum melompat kepada manusia. Buat masa sekarang, agak sukar untuk menentukan teori mana yang tepat memandangkan kebanyakan haiwan di pasar-pasar Wuhan telah pun dihapuskan oleh pihak berkuasa. Pada pandangan penulis, teori yang kedua adalah lebih relevan memandangkan koronavirus nobel baru-baru ini juga memiliki perkaitan rapat dengan koronavirus penyebab kepada (severe acute respiratory syndrome) SARS dan (middle east respiratory syndrome) MERS dulu. Kedua-dua koronavirus penyebab SARS dan MERS berpunca daripada kelawar, namun masing-masing melibatkan hos pengantara iaitu sejenis kucing liar (Civet) dan unta (lihat gambar rajah).

Proses zoonosis yang berlaku pada virus penyebab SARS dan MERS suatu ketika dahulu

Kenapa hanya sekarang koronavirus nobel ini muncul?
            Persoalan ini selalu diutarakan oleh mereka yang skeptikal dengan realiti yang berlaku. Ada benarnya untuk memiliki sikap skeptikal demikian. Kenapa hanya baru sekarang ianya muncul? Sedangkan kewujudan aktiviti memakan haiwan eksotik di China telah lama berlaku? Jawapannya ialah kemampuan untuk koronavirus ini melompat ke manusia bergantung kepada kebolehannya berevolusi dan bermutasi. Untuk berevolusi dan mutasi, virus dari jenis ini perlu melalui proses rekombinasi genetik dan ianya hanya boleh berlaku jika koronavirus nobel ini menjangkiti sesuatu hos bersama jangkitan koronavirus dari jenis yang lain. Kedua-dua faktor genetik daripada kedua-dua jenis ini kemudiannya mampu bergabung menghasilkan koronavirus jenis baru. Maka, proses ini benar-benar memerlukan aktiviti percampuran pelbagai hos (haiwan-haiwan dan manusia). Namun begitu, kebarangkalian untuk terhasil sesuatu virus yang efisien terhadap sistem manusia juga tidak semudah itu. Ianya sudah pasti memerlukan aktiviti percampuran antara haiwan liar dan manusia dengan kadar yang rancak (lama dan berterusan). 

Proses mutasi koronavirus mampu menghasilkan koronavirus jenis baru yang mampu menjangkiti manusia. Mutasi seperti perubahan susunan DNA yang berperanan menghasilkan protein luaran membolehkan koronavirus ini menyerang sel dari jens manusia.

            Sekali imbas, mungkin agak mustahil proses ini boleh berlaku dalam suasana di negara kita, malangnya, aktiviti percampuran pelbagai jenis hos yang rancak ini benar-benar berlaku di sekitar pasar-pasar di Wuhan secara ekstrim. Pelbagai jenis haiwan liar dicampurkan dengan begitu dekat dan tiada seliaan daripada pihak berkuasa. Rakaman video yang viral di laman sesawang menunjukkan pada satu-satu masa dan tempat, contohnya, pelbagai haiwan liar seperti itik, ayam, kucing, musang dan babi telah ditempatkan begitu dekat sekali - sudah tentu merancakkan lagi proses lompatan dan mutasi virus-virus ini. Mungkin tertanya-tanya, kenapa pula proses ini tidak berlaku di tempat pengumpulan haiwan lain-lain seperti zoo? Jawapannya, di zoo, percampuran secara langsung tidak berlaku. Haiwan-haiwan liar diasingkan dan ditempatkan jauh sesama sendiri. Jadi proses lompatan virus tidak berlaku dengan rancak. Faktor kebersihan dan kesihatan haiwan juga dikawal rapai oleh penjaga zoo. 

Aktiviti percampuran haiwan-haiwan liar yang tidak dikawal selia antara punca utama koronavirus nobel Wuhan ini muncul. 

Adakah koronavirus nobel ini berbahaya?
Setakat ini, peratusan kematian daripada jumlah kes yang dicatatkan ialah sekitar 2-3%, iaitu agak rendah berbanding dengan jangkitan SARS pada tahun 2003 lalu yang mencatatkan sekitar 10% kadar kematian. Walaupun lebih rendah, peratusan tersebut tidak boleh terlalu digunapakai pada masa sekarang kerana ianya masih awal untuk meramalkan keseluruhan jangkitan. Koronavirus nobel ini tidak mustahil untuk mendapatkan momentum lebih tinggi dalam menyebarkan jangkitan dari manusia ke manusia disebabkan proses adaptasi dan mutasi yang berlaku. Lebih merisaukan, sesetengah pesakit didapati tidak memiliki sebarang gejala demam - menyebabkan usaha mengenal pasti dan kuarantin agak sukar dilakukan. Kebanyakan kematian pada ketika ini melibatkan golongan tua yang memiliki daya tahan imun sistem yang rendah. 
            Namun demikian, analisis terhadap 41 pesakit pertama yang dijangkiti koronavirus ini mendapati koronavirus nobel baru ini bertindak seperti SARS dan MERS. Seperti kedua-dua wabak tersebut, koronavirus baru ini juga menyebabkan jangkitan paru-paru atau dalam bahasa klinikalnya ialah pneumonia. Berbanding dengan SARS dan MERS, koronavirus baru ini jarang menghasilkan simtom selsema dan simtom-simtom berkaitan usus (intestinal symtoms). Jangkitan wabak baru ini bermula dengan kemunculan simtom demam panas, batuk-batuk dan lemah badan. Simtom-simtom ini kemudiannya berlipat ganda secara mendadak, dan biasanya pesakit akan mula mengadu dan hadir ke pihak hospital dengan sindrom akut pernafasan (acute respiratory disease syndrome, ARDS)

Garis masa progres jangkitan koronavirus nobel Wuhan terhadap pesakit

Sejauh manakah berjangkitnya koronavirus nobel ini?
Kedua-dua jangkitan koronavirus yang menyebabkan SARS dan MERS, masing-masing tidak menunjukkan kemampuan bermandiri yang setanding dengan virus penyebab influenza. Namun demikian, memandangkan keluarga koronavirus ini juga merupakan penyebab kepada demam selsema biasa (common cold), ianya dikuatiri mampu memiliki kapasiti tersebut jika diberi masa untuk lebih berevolusi. Sama juga seperti koronavirus penyebab kepada SARS dan MERS, koronavirus nobel Wuhan ini juga dikenalpasiti mampu menjangkiti melalui transmisi manusia-ke-manusia. 

            Dalam bidang epidemiologi, terdapat satu cara untuk menentukan kadar berjangkitnya sesuatu virus. Pakar ahli epidemiologi menggunakan Angka Asas Reproduksi (Basic Reproduction Number) atau singkatannya RO bagi menentukan kadar kebolehjangkitan sesuatu virus. Angka asas reproduksi, R0, ini memiliki julat yang tertentu. Jika angka tersebut melebih > nilai 1, maka sesuatu jenis jangkitan itu mampu bermandiri dan terus berjangkit. Sebagai contoh, jangkitan koronavirus penyebab kepada SARS memiliki purata R0 sekitar 2 dan 5. Ini bermaksud, satu individu yang dijangkiti koronavirus SARS memiliki kemampuan untuk menjangkiti dua dan lima individu lain. Contoh virus yang memiliki kebolehjangkitan yang sangat tinggi ialah virus penyebab kepada Campak atau Measles. Virus ini memiliki R0 sekitar 12 dan 18, iaitu seorang pembawa jangkitan mampu menyebabkan 11 dan 18 orang lagi berjangkit. 
            
            Bagi koronavirus nobel Wuhan ini, para saintis berbeza dapatan kerana masih belum memiliki data yang mencukupi di samping wujud limitasi oleh kerahsiaan pihak kerajaan China dalam mendedahkan jumlah sebenar jangkitan. Namun, secara purata, R0 bagi jangkitan koronavirus nobel Wuhan yang dianggarkan oleh pihak WHO ialah sekitar 1.4 dan 2.5. Manakala, hasil kajian daripada Jonathan Read dari Lancaster University pula menganggarkan angka R0 yang lebih tinggi sekitar 3.6 dan 4.0. Angka ini dibuat dengan tanggapan bahawa hanya lebih kurang 5% kes sahaja yang berjaya dikenalpasti pada ketika ini, jumlah kes yang sebenar kemungkinan jauh lebih tinggi daripada angka yang dilaporkan. Walaupun angka R0 ini tinggi, ianya tidak melambangkan kadar jangkitan yang sebenar kerana ianya juga bergantung kepada faktor lain seperti cara virus tersebut disebarkan dan juga sekiranya langkah pencegahan dan kuarantin dijalankan dengan baik.

Kadar jangkitan sesuatu jangkitan bergantung kepada angka asas reproduksi, R0. Semakin tinggi R0, semakin tinggi kebolehjangkitan sesuatu virus itu. 


Wujudkah ubatan dalam melawan jangkitan koronavirus ini?
Setakat ini, tiada ubatan specifik terhadap jangkitan koronavirus ini. Jika disebut ubatan, ianya merujuk kepada langkah pencegahan (prophylaxis) menggunakan vaksin dan langkah rawatan (therapeutic) menggunakan ubatan antiviral. Malangnya, kedua-dua jenis ubatan ini masih tiada bagi koronavirus nobel ini. Buat masa ini, pengurusan jangkitan hanya mengkhususkan dalam menghilang simtom-simtom jangkitan. Usaha-usaha untuk menghasilkan vaksin oleh beberapa kumpulan kajian daripada beberapa buah negara sedang giat dijalankan. 


Polemik penghasilan ubatan (therapeutic) melawan koronavirus
Antara salah satu sebab kenapa ubatan bagi merawat penyakit jangkitan wabak koronavirus ini sukar dihasilkan ialah seperti wabak jangkitan SARS dan MERS, tempoh bergolak wabak ini pada manusia hanyalah sekitar 6 bulan. Apabila sesuatu ubatan itu telah siap dihasilkan, wabak jangkitan manusia telah berjaya dikawal. Maka, untuk membuat percubaan klinikal pada ketika sudah tidak relevan kerana sudah terlambat. Jika ubatan tersebut berjaya melepasi percubaan klinikal sekalipun, ubatan tersebut pada ketika itu mungkin sudah tiada pasaran disebabkan bilangan kes yang kecil dan terpencil. Atas faktor ini juga, syarikat-syarikat farmaseutikal kurang berminat dalam menghasilkan ubatan dalam menangani wabak-wabak seperti ini. Untuk mengatasi isu ini, beberapa orang saintis kini mula mengambil inisiatif mencari ubatan (antiviral) atau bahan kimia yang memiliki spektrum kebersanan yang luas bukan sahaja terhadap koronavirus tetapi juga terhadap virus-virus lain yang berkaitan. Dengan usaha ini, diharapkan syarikat-syarikat farmaseutikal memiliki minat untuk turut serta melabur penghasilkan antiviral tersebut. Jika berjaya, antiviral ini mungkin akan wujud di pasaran dan sentiasa bersedia untuk digunakan pada masa akan datang sekiranya berlaku lagi wabak jangkitan. 

Jika tiada ubat, apa langkah-langkah yang ada?
Konsep dalam menangani wabak koronavirus nobel kini lebih berfokus kepada langkah pencegahan. Pencegahan menjadi benteng terakhir dalam proses menangani penyebaran wabak koronavirus nobel ini. Orang ramai perlu memastikan kebersihan menjadi satu keutamaan dalam setiap keadaan. Pastikan tangan sentiasa dibasuh dan elakkan daripada berinteraksi secara langsung dengan mereka yang dijangkiti. Pemakaian topeng muka terutamanya dari jenis N95 juga merupakan salah satu tindakan yang wajar diambil bagi mengurangkan tahap pendedahan terhadap koronavirus ini. Sekiranya terdapat simtom-simtom yang berkaitan seperti demam dan diketahui pernah secara langsung berinteraksi dengan mana-mana individu yang dikhuatiri dijangkiti, segeralah mendapatkan rawatan di mana-mana klinik ataupun hospital terdakat bagi membolehkan ujian saringan dilakukan. 

            Buat masa ini, keadaan di Malaysia masih terkawal walaupun sudah empat orang dikenalpasti membawa jangkitan tersebut. Namun, pihak KKM dan agensinya sedang bertindak dengan baik bagi memastikan wabak ini terkawal di Malaysia. Masyarakat Malaysia tidak perlu panik namun perlu memastikan sentiasa mengamalkan langkah-langkah berjaga-jaga dan menjaga tahap kebersihan seperti di atas. Kuarantin oleh pihak hospital atau KKM adalah tindakan yang paling wajar kerana para pesakit yang dijangkiti akan sentiasa dipantau dari masa ke masa bagi memastikan intervensi segera boleh diambil dan tiada jangkitan kepada individu lain berlaku. Memandangkan terdapat kebarangkalian koronavirus nobel baru ini mampu tersebar melalui mata, petugas kesihatan benteng hadapan kini telah diwajibkan untuk memakai kaca mata pelindung (safety goggle) sebagai langkah berjaga-jaga.

Pengajaran dari perspektif seorang Muslim
Penyebaran wabak jangkitan seperti koronavirus nobel Wuhan ini jelas memperingatkan kita akan beberapa perkara. Pertama, tahap kebersihan perlulah sentiasa dijaga tidak kira dalam apa jua perkara tambahan lagi dalam situasi sebegini yang mana ianya boleh menentukan tahap kebolehjangkitan sesuatu virus tersebut. 

Dari Abu Malik al-As'hari berkata : Sabda Rasullullah Sallallahu Alaihi Wasallam : Kebersihan itu sebahagian daripada iman." (Riwayat Imam Muslim)

            Kedua, Islam merupakan sebuah cara hidup yang begitu indah. Selain aspek penjagaan kebersihan, pengharaman terhadap pemakanan haiwan-haiwan eksotik seperti kucing, ular dan biawak serta lain-lain merupakan satu hikmah yang tiada tandingnya. Ianya merupakan satu rahmat buat umat manusia sejak zaman-berzaman. Malangnya, aktiviti ini tidak pernah diambilberatkan oleh sesetengah kelompok manusia. Akhirnya, bala ataupun balasan ini terkena kepada seluruh umat. 

"Hai orang-orang yang beriman, janganlah kamu haramkan apa-apa yang baik yang telah Allah halalkan bagi kamu, dan janganlah kamu melampaui batas. Sesungguhnya Allah tidak menyukai orang-orang yang melampaui batas. Dan makanlah makanan yang halal lagi baik dari apa yang Allah telah rezekikan kepadamu, dan bertakwalah kepada Allah yang kamu beriman kepada-Nya" (Surah al-Maidah, 5:87-88).

            Ketiga, setiap penciptaan Allah SWT itu memiliki fungsi dan peranannya. Begitu juga dengan ciptaan virus. Biarpun sekecil-kecil makhluk bersaiz sebesar skala nanometer, ianya dicipta dengan penuh ketakjuban. Siapa sangka, sekecil-kecil makhluk virus ini mampu menyebabkan manusia huru-hara dan tamadun manusia malapetaka. Sudah pasti tujuan penciptaan virus ini ada hikmah yang tersendiri. Bagi seorang Muslim, kita perlu meyakini bahawa kewujudan makhluk virus ini dan kehancuran yang dibawanya merupakan salah satu ujian atau pun bala yang Allah SWT berikan supaya manusia kembali mengikuti suruhan-Nya dan meninggalkan larangan-Nya. Kita juga perlu menyedari bahawa terjadinya bala semua ini adalah disebabkan tidak lain tidak bukan hasil tindakan manusia sendiri yang rakus. 

Firman Allah SWT bermaksud: “Dan apa juga yang menimpa kamu daripada sesuatu kesusahan (atau bala bencana), maka ia adalah disebabkan apa yang kamu lakukan (daripada perbuatan yang salah dan berdosa) dan (dalam pada itu) Allah memaafkan sebahagian besar daripada dosa-dosa kamu.” (Surah ash-Shura, ayat 30)

            Yang keempat, perintah kuarantin yang dilakukan oleh pihak berkuasa hari ini bukanlah satu perkara yang baru bahkan ianya sudah lama dipraktiskan zaman-berzaman oleh pelbagai jenis tamadun termasuklah sewaktu pada zaman para sahabat dan kerasulan lagi. Pada ketika berlaku wabak ta'un, Saidina Umar Al-Khatab tidak memasuki kawasan yang terjejas dengan wabak taun dan kemudiannya ditanya oleh Amirul Mukminin, adakah kamu takut kepada qada’ Allah dan kamu lari daripadanya? Saidina Umar Al-Khatab menjawab: “Aku lari daripada qada’Allah kepada qadarnya.” Hal ini dinyatakan oleh sahabat yang lain, Abdul Rahman bin Auf yang menyebut hadis Nabi SAW        

 “Apabila kamu dapati terdapat penyakit taun di dalam mana- mana kawasan maka janganlah kamu mendekati kawasan tersebut, dan apabila kamu berada di dalam kawasan yang terkena taun, maka janganlah kamu keluar lari daripada kawasan tersebut.”(Riwayat Bukhari)

            Yang kelima, berlakunya wabak jangkitan koronavirus nobel ini dikaitkan dengan aktiviti pencampuran haiwan-haiwan liar dan juga manusia di pasar-pasar yang tidak dikawal selia baik. Islam mementingkan aspek pembasmian terutamanya apabila ianya melibatkan jangkitan penyakit. Benarlah sabda Rasulullah SAW:“Jangan didekatkan sesuatu (manusia ataupun binatang yang sakit dengan sesuatu yang sihat.” (Riwayat Bukhari)

            Yang keenam, dalam keadaan darurat, Islam tidak menghalang kepada proses pencarian penawar lagi-lagi terhadap suatu wabak yang mampu membawa kepada kematian kerana Islam itu sendiri sentiasa menjaga maslahah setiap umat terutamanya daripada aspek nyawa dan kesihatan. Dalam konteks sekarang, ubatan seperti vaksin dan ubatan menjadi suatu keharusan bagi menangani wabak koronavirus nobel. Terjadinya wabak seperti ini juga mengingatkan kita akan peri pentingnya Umat Islam dalam memiliki ilmu dan kepakaran dalam setiap bidang. Bidang-bidang fardhu kifayah ini perlu kita kuasai, bagi memastikan kita mampu berdiri sendiri dan berdaya saing dalam melakukan kajian dan usaha menangani pelbagai jenis jangkitan yang mungkin akan muncul pada bila-bila masa.

“Setiap penyakit mempunyai penawar, apabila penawar menepati penyakit tersebut, nescaya akan sembuh dengan izin Allah. (Riwayat Muslim)

            Akhir sekali, marilah sama-sama kita berdoa agar dilindungi daripada terkena wabak ini dan kembali bertaubat atas segala dosa-dosa yang telah dilakukan baik yang dilakukan secara senyap mahupun secara terus terang. Semua tindakan menangani wabak di atas tidak akan memberi sebarang kebaikan yang berterusan sekiranya kita mahupun masyarakat kita masih lagi bergelumang dengan kemaksiatan atau kemungkaran. 


------------------------------

Latar belakang akademik penulis:
Amin Rukaini Bin Mustafa
PhD in Biotechnology (Molecular Microbiology) (University of Cambridge, UK)
MSc. & BSC (hons) in Biotechnology (The University of Edinburgh, UK)

Friday, December 14, 2018

7 Sikap Yang Saya Pelajari Sebagai Pelajar PhD

Sedar tidak sedar, saya kini sudah hampir memasuki tahun akhir pengajian PhD di University of Cambridge, United Kingdom. Pada bulan Januari 2019 ini, genaplah dua tahun keberadaan saya di Cambridge. Dalam tempoh ini, walaupun kelihatan singkat; begitu banyak pengajaran dan pelajaran yang saya perolehi sama ada secara langsung mahupun secara tidak langsung semasa membuat kajian. Berikut, merupakan beberapa sikap-sikap utama yang saya pelajari selama mana saya menjadi pelajar PhD. 

Nota: Maaf sekiranya dalam penulisan ini contoh-contoh yang digunakan mengandungi jargon saintifik berlebihan. 


1. PhD Benar-Benar Menuntut erti Tidak Mengalah, Tidak Putus Asa dan Proaktiviti


Perkara ini merupakan perkara paling utama yang diperlukan oleh sesiapa sahaja dalam dunia kajian. Sebelum mengenali apa itu PhD, saya juga merupakan seorang yang beranggapan bahawa sesuatu kajian itu boleh 'tamat' dan 'berkesudahan' tetapi bila sudah berada dalam pengajian dan telah melalui banyak pengalaman - dapatlah saya katakan bahawa tiada istilah mengalah atau putus asa pada seseorang yang ingin melibatkan diri dalam sesuatu kajian. Kajian ini bukan seperti menjawab soalan yang memiliki jawapan pilihan: A, B, C atau D. Adakalanya, kita sudah pun menggunakan kesemua jawapan (solusi) itu terhadap permasalahan kita tetapi tetap gagal. Jika diikutkan falsafah logik soalan objektif tersebut, maka kita telah gagal menyelesaikan masalah dan tiada lagi jalan penyelesaiannya. Hakikat dunia kajian yang sebenar tidak sedemikian rupa. 

Ya, kita mungkin tidak mendapat menyelesaikan sesuatu permasalahan itu dengan solusi A, B, C atau D tetapi sebagai seorang penyelidik atau ahli saintis - kita perlu cari lagi jawapan E, F, G sehinggalah Z sekalipun kerana realiti cabaran sebenar tidak semudah jawapan A, B, C dan D. Mungkin, sampai satu tahap kita terpaksa menerima dan mengguna semua jawapan (kaedah) tersebut untuk mencapai objektif kita.  

Inilah apa yang terjadi kepada diri saya sendiri. Dalam satu objektif kajian yang saya lakukan bagi menentukan lokasi protin secara tepat dalam spora bakteria, saya terpaksa mencuba pelbagai jenis kaedah dan pendekatan. Kebiasaanya, untuk menentukan lokasi sesuatu protin baru yang tidak diketahui, para ahli molekul biologi akan menggunakan teknik yang dipanggil protin pelapor (reporter protein). Iaitu, dengan mencantumkan pelapor protein biasanya green fluorescent protein (GFP) dengan mana-mana protein yang ingin dikaji. Hasil pengimejan dan analisis terhadap cahaya fluorescence tersebut secara tidak langsung dapat menentukan lokasi protin yang ingin kita kaji. Dan teknik inilah yang telah saya gunakan; namun, teknik ini ternyata tidak berjaya bagi protin yang saya kaji walaupun ianya berjaya bagi kes-kes orang lain. Terlalu banyak faktor penyebab kenapa ianya tidak berjaya, antara salah satunya ialah disebabkan kegagalan protein cantuman (fusion protein) tersebut untuk berlipat (folding). Maka, pendekatan lain digunapakai seperti meembuat cantuman dari arah kepala protin (N-terminal) berbanding dari arah ekor protin (C-terminal) serta penggunaan pelapor yang berbeza seperti SNAP-tag dan Mcherry. Kesemua teknik ini juga ternyata gagal dan akhirnya saya mencuba pelapor yang jarang dipakai iaitu menggunakan pelapor Tdtomato. Proses untuk kaedah dan standard mendapatkan imej fluorescent ini telah mengambil masa selama hampir setahun dengan pelbagai percubaan demi percubaan! 

Inilah salah satu contoh mudah betapa tidak semudah itu dalam realiti kajian. Sesuatu kaedah itu mungkin kita anggap boleh dilakukan semudah A,B,C atau D secara teorinya tetapi secara praktikalnya semua ini memerlukan kesabaran dan sikap tiada erti mengalah dan tidak berputus asa. Saya pasti tidak akan mencapai sebarang dapatan kajian sekiranya saya telah berputus asa mencuba sebarang kaedah-kaedah baru yang bersifat alternatif. 

Kaedah kajian yang saya gunakan dalam menentukan lokasi protin dalam spora bakteri


2. Kegagalan itu Adalah Rutin dan Kebiasaan


Bagi mereka yang tidak biasa dengan dunia penyelidikan dan baru-baru berjinak dengannya, menghadapi sesuatu kegagalan akan menjadi satu mimpi ngeri. Tambahan lagi jika seseorang itu miliki sikap perfectionist. Tiada masalah untuk memiliki sikap perfectionist tetapi ianya perlu diurus dan diletakkan pada situasi yang sesuai. Saya akan terangkan di manakah situasi yang sesuai pada akhir perenggan ini. Bagi di luar dunia penyelidikan, kegagalan itu pada asasnya ditafsirkan sesuatu yang negatif dan tidak baik kerana kita sejak daripada kecil sudah dididik oleh sistem keluarga dan masyarakat bahawa kita perlu berjaya dalam segenap aspek. Kegagalan itu satu perkara yang memalukan diri. 

Dalam penyelidikan, paradigma terhadap kegagalan berbeza. Kegagalan itu adalah satu cabaran dan motivasi buat para penyelidik. Sikap menghadapi kegagalan ini akan benar-benar diterapkan ke dalam diri dan jiwa pelajar PhD supaya bila sudah keluar nanti, mampu menghadapi cabaran kajian yang lebih besar dan mampu mengharunginya tanpa sebarang kesukaran. Kegagalan dianggap sebagai rutin dan perkara biasa. Apabila berhadapan kegagalan; contoh, hari ini buat eksperimen dan gagal - rileks, tiada masalah - esok boleh cuba lagi dengan cara dan pendekatan berbeza. Latihan ini sudah tentu perlu melalui jalan yang agak sukar dan perlu melaluinya sendiri. 

Sama juga dengan pengalaman saya. Pada awal-awal latihan, setiap kali gagal dalam eksperimen -terbawa-bawa ke dalam mimpi ngeri. Susah mahu berubah paradigma ini kerana sebagai seorang yang perfectionist, saya pernah merasakan bahawa apa yang saya buat perlu berjalan seperti apa yang dirancangkan. Tetapi hakikat ini tidak berlaku dalam kebanyakan eksperimen berorientasikan kajian. Setiap kali buat, akan ada kegagalan demi kegagalan. Daripada sinilah, sedikit demi sedikit cara penerimaan kegagalan itu berubah daripada sesuatu yang pahit kepada sesuatu yang manis! Manis kerana daripada kegagalan inilah saya akan duduk berfikir, berbincang dan merencanakan beberapa solusi baru terhadap cabaran kajian tersebut. Akhirnya, saya menjadi seorang yang selesa dan biasa dengan kegagalan. Kegagalan bagi dunia penyelidik merupakan satu rahmat yang menghidupkan jiwa-jiwa ingin tahu akan keajaiban alam Ciptaan Tuhan. 

Jadi, di manakah perlu kita letak sikap perfectionist ini? Salah satunya ialah pada sikap pengurusan projek kajian. Seperti biasa bagi pelajar PhD dalam bidang saintifik, mereka akan dibekalkan satu atau banyak projek tertentu untuk dilaksanakan. Adakalanya, kita akan mudah berasa culas dan ada rasa 'sudah cukup' dalam menguruskan projek-projek ini tatkala pasti akan ada sesetengahnya gagal mencapai objektif dikehendaki. Maka, pada ketika inilah sikap perfectionism itu perlu ditampilkan. Kita perlu ada rasa ingin perfection dalam menjawab tesis atau persoalan kajian tersebut. Walaupun ianya mungkin gagal tetapi usaha kita untuk menjawab tesis atau persoalan kajian melalui sikap tersebut dianggap sesuatu yang penting dalam dunia penyelidikan. 


3. Tiada Istilah 'TAMAT' terhadap Kajian dan Penyelidikan


Bilakah sesuatu kajian itu boleh dikatakan TAMAT? Jawapannya mudah, ianya tidak akan tamat sampai bila-bila kerana tabiat ilmu manusia itu memiliki had. Jika kita beranggapan bahawa kajian dan penyelidikan boleh tamat - maka kita tersilap. Dalam dunia penyelidikan ini, anda kata sudah tiada apa yang perlu dikaji, maka akan tiadalah kajian demi kajian. Inilah tabiat sebuah penyelidikan. 

Sebagai pelajar PhD, supervisor saya, iaitu individu paling rapat yang berpengalaman dan memahami selok belok penyelidikan acapkali berpesan kepada saya:

"There is always something else that needs to be done"  
(Sentiasa ada sesuatu lain yang perlu dilakukan/diselesaikan)

Ya, kadang-kadang saya sendiri merasakan sudah rasa 'cukup' dengan data dan dapatan kajian yang ada tetapi setiap kali itu juga akan ada perkara-perkara lain yang kita terlepas pandang dan perlukan penelitian. Ianya satu usaha yang berterusan dan panjang, memerlukan sikap yang betul bagi menghadapi situasi seperti ini.  Demikianlah tabiat sebuah penyelidikan, hanya ada permulaan tetapi tiada penamatnya kerana ilmu manusia itu terlalu cetek dengan ruang lingkup ilmu sebenar. 



  قُلْ لَوْ كَانَ الْبَحْرُ مِدَادًا لِكَلِمَاتِ رَبِّي لَنَفِدَ الْبَحْرُ قَبْلَ أَنْ تَنْفَدَ كَلِمَاتُ رَبِّي وَلَوْ جِئْنَا بِمِثْلِهِ مَدَدًا
Katakanlah (wahai Muhammad), “Sekiranya lautan menjadi tinta untuk (menulis) kalimat-kalimat Rabbku, sungguh habislah lautan itu sebelum kalimat-kalimat Rabbku habis (ditulis), meskipun Kami datangkan tambahan sebanyak itu (pula). (al-Kahfi/18:109)
Sebagai seorang Muslim, perkara ini kita imani sekuat-kuatnya bahawa Allah jualah pencipta yang mengetahui segala ruang lingkup ilmu. Maka, apabila kita memahami ilmu kita ini amat cetek - usaha ke arah menggali ilmu itu memerlukan satu jihad atau kerja kuat yang berterusan. Memahami kefahaman ini bermaksud seorang individu yang menggelar dirinya sebagai Muslim seharusnya memiliki sikap rajin dan tekun usaha untuk menyelami kehebatan sang Pencipta melalui pemerhatian terhadap segala keunikan penciptaanNya.

Tapi ya, pengajian PhD perlulah kena tamat! 


4. PhD Mengajar Saya Selami Rasa Kebodohan atau Kebingungan

       
Ramai orang takut digelar diri sebagai bodoh. Bahkan ramai pula hari ini di media sosial senang-senang melabel orang lain sebagai 'si bodoh'. Tidak kurang juga ada yang menjadikan frasa 'bodoh' ini sebagai satu hujah penghabisan dalam menghadapi sesuatu perbezaan pendapat. 

Dalam dunia penyelidikan, sebagai pelajar PhD - saya dididik untuk menyelami rasa kebodohan dan kebingungan. Dunia penyelidikan ini adalah dunia yang penuh kebodohan (tidak tahu menahu) dan kebingungan terhadap jawapan. Untuk menyelami rasa kebodohan ini kita perlu berhadapan dengan perkara yang kita tidak tahu menahu ataupun di luar kefahaman kita. Tetapi kebodohan yang bagaimana?

Untuk mudah faham, saya ambil contoh pengalaman saya dalam menghadapi 'kebodohan'. Saya telah ditugaskan untuk mengkaji sejenis protin yang wujud dalam spora bakteria tetapi tidak pernah ada mana-mana manusia di bumi pun yang tahu menahu dan tiada pula rekod-rekod kajian daripada journal menceritakan keperihalan protin ini. Maka - pada ketika itu bolehlah saya katakan saya menjadi insan yang 'bodoh' (tidak tahu menahu) tentang protin ini. Untuk merungkai 'kebodohan' ini, saya perlu tahu beberapa perkara penting dengan mengeluarkan beberapa persoalan, iaitu:

a) Apa tugas utama protin ini?, 
b) Di mana lokasi protin ini dalam bakteria spora?, 
c) Apa bentuk struktur protin ini supaya saya tahu tugasnya? dan 
d) Adakah protin ini memiliki sebarang interaksi dengan protin-protin yang sudah dikenal pasti?

Semua soalan-soalan ini adalah soalan-soalan orang yang 'bodoh' dalam usaha untuk keluar daripada rasa kebodohan itu. Ianya merupakan antara contoh persoalan-persoalan yang seringkali ditanya oleh para ahli saintis bagi merungkai 'kebodohan' mereka dan kita (sebagai manusia) dan cuba merungkaikan kebingungan terhadap pengetahuan (ilmu) yang manusia ada yang memiliki had itu. Protin ini berskala nanometer, sangat kecil dan di luar kemampuan manusia dan juga mikroskop biasa untuk melihatnya. Ilmu terhadap protin tersebut bagi diri saya ibarat satu ruang hitam yang tidak kelihatan. Maka, dengan menjawab persoalan-persoalan 'bodoh' di ataslah sedikit demi sedikitlah saya dapat keluar daripada 'kebodohan' dan kebingunan itu. 

Untuk menjawab persoalan-persoalan itu, sudah tentu, kami para pelajar PhD diajar untuk menggunakan disiplin dan metod pengkajian yang sesuai. Sebagai contoh, untuk menjawab persoalan 'a)', saya boleh menggunakan teknik yang ada dalam molecular genetics seperti mutational analysis dan over-expression. Begitu juga jika ingin menjawab persoalan '(b)', saya menggunakan teknik reporter protein (protein pelapor) seperti GFP dan sebagainya. Manakala persoalan (c) boleh dijawab menggunakan kaedah crystallography dan cryogenic electron microscopy (Cryo-EM) dan persoan (d) boleh dijawab dengan mana-mana kaedah molecular genetics seperti yeast hybridisation system dan lain-lain. 

Menyelami rasa 'kebodohan' ini menjadikan diri kita memahami bahawa terlalu banyak ilmu yang manusia tidak ketahui dari sekecil-kecil zarah DNA dan protin sehinggalah sebesar-besar planet dan alam cakerawala.

Maka, usah takut untuk rasa 'bodoh'. 




Gambar menunjukan bakteria spora bagi jenis Bacillus cereus menggunakan Scanning electron microscope (kiri) dan transmission electron microscope (kanan) 


5. Bersikap Skeptikal dalam Menghadapi Kajian dan Data Kajian


Dalam kajian dan penyelidikan, sudah tentu bila sampai masanya kita akan memperoleh data hasil daripada eksperiman yang dijalankan. Dalam latihan pengajian PhD, saya dilatih untuk menghadapi data kajian dengan penuh berhati-hati, berwaspada dan skeptikal sama ada dalam menghadapi data dapatan orang lain mahupun data dapatan kajian diri sendiri. 

Sikap skeptikal ini perlu wujud dalam kalangan ahli penyelidik atau saintis untuk mengelakkan daripada tersalah tafsir ataupun telah disalah tafsir. Dalam merungkai ruang lingkup ilmu yang kita 'bodoh' itu, ada kebarangkalian besar sesuatu dapatan kajian itu tidak tepat dan biased. Proses pentaakulan dan penelitian yang jitu perlu dilakukan bagi memastikan ianya benar-benar tepat. 

Antara pengalaman yang benar-benar mengajar diri saya semasa dalam latihan ialah apabila dapatan kajian saya sendiri sebenarnya tidak tepat dan berkemungkinan salah. Pada ketika itu, saya bolehlah dikatakan agak 'mentah' sikap sebagai seorang ahli penyelidik 'junior'. Data kajian saya sendiri berkenaan dengan penentuan lokasi protin menggunakan kaedah cantuman SNAP-tag yang selama ini saya percaya dan yakin rupa-rupanya memiliki masalah yang besar, iaitu ianya sebenarnya adalah false positive (tidak tepat). Semua ini hanya disedari apabila mula mendapat teguran oleh supervisor saya. Beliau dengan nada yang cuak berkata kepada saya:

"Amin, I feel so nervous and my hand is shaky when you show me this data"

Beliau dapat merasakan sesuatu tidak kena dengan data yang saya miliki. Ternyata sangkaan beliau agak tepat kerana hasil penelitian lanjut, didapati terdapat beberapa isu dalam penggunaan kaedah tersebut. Akhirnya, saya perlu mengambil inisiatif untuk menggunakan teknik yang lebih baik dan terjamin. 

Sikap skeptikal ini juga perlu wujud terhadap data atau dapatan kajian yang dihasilkan oleh orang lain. Boleh jadi orang lain menipu data tersebut, boleh jadi juga ada banyak errors dalam dapatan kajian yang tidak dijelaskan dalam penulisan laporannya, dan boleh jadi juga beliau hanya melaporkan sebahagian data yang signifikan berbanding yang tidak bermakna. Bahkan, dalam aktiviti harian di makmal juga perlu ada sikap skeptikal. Sebagai seorang ahli mikrobiologi atau biologi molekul, aspek berkerja dalam kondisi sterile sentiasa perlu diutamakan. Perlu ada rasa skeptikal dalam menggunakan alatan ekskperimen orang lain dan juga perlu ada rasa skeptikal sekiranya orang lain telah menggunakan alatan kita dan lain-lain lagi. 

Pendek kata, sikap skeptikal adalah salah satu sikap yang penting bagi seorang penyelidik kerana seorang penyelidik bukanlah orang yang naif dan mudah untuk menerima; kerana tugasnya adalah untuk selidik dan kaji.



6. Keraguan Adalah Titik Permulaan kepada Pencarian Kesahihan

(Disclamer: Konteks ini tiada kaitan langsung dengan persoalan konteks agama)

Sikap ini mungkin akan dibaca agak sedikit janggal bagi mereka yang tidak berada dalam skop kajian dan penyelidikan bahkan boleh disalah tafsirkan. Dalam dunia penyelidikan keraguan atau skeptikal ini adalah titik permulaan kepada kesahihan. Keraguan yang dimaksudkan dalam konteks ini rasa tidak percaya atau yakin terhadap sesuatu dapatan atau penemuan. Sikap ini akan membawa kepada sikap keberhati-hatian dalam mencari kesahihan dalam menerokai ruang lingkup ilmu yang belum terjawab. 

Dalam skop kajian saintifik terutamanya dalam bidang molecular biology yang mana skop kajian melibatkan kajian terhadap sesuatu yang tidak boleh nampak dengan mata kasar seperti protein, DNA dan molekul, keberangkalian untuk tersalah tafsir amat besar sekali. Setiap kumpulan penyelidik sudah pasti akan menggunakan kaedah penyelidikan yang berbeza. Untuk mudah faham, untuk menjawab persoalan (b), iaitu di mana lokasi protin tertentu dalam bakteria spora; para penyelidik boleh menggunakan berbeza kaedah. Ada yang menggunakan kaedah pelapor protin (reporter protein) seperti yang saya gunakan, dan ada ada pula yang menggunakan kaedah western blotting dan lain-lain berdasarkan hujah dan justifikasi masing-masing. Disebabkan perbezaan kaedah ini, masing-masing akan memberi tafsiran terhadap dapatan kajian yang berbeza-beza dan boleh jadi ianya disalah tafsir. 

Analogi yang biasa diguna pakai oleh sesetengah dalam menggambarkan situasi dan falsafah ini ialah analogi 'Orang Buta dan Si Gajah' atau dalam bahasa Inggerisnya The Blind Men and The Elephant. Apabila si buta masing-masing mentafsirkan sesuatu 'dapatan' baru berdasarkan konteks dan kemampuan masing-masing, maka terhasillah suatu pentafsiran yang berbeza-beza. Sama juga seperti seorang ahli saintis yang cuba mengkaji sesuatu protin yang tidak dapat dilihat, bahkan disentuh. Masing-masing akan mengeluarkan tafsiran tersendiri yang barangkali 'betul' daripada perspektif kaedah yang digunakan tetapi 'salah' daripada perspektif kaedah yang lain. 

Analogi Para Penyelidik 'Buta' dan si Gajah



Maka, sebab itulah sikap keraguan atau skeptikal ini perlu bagi para penyelidik khususnya dalam bidang molecular biology. Dengan adanya keraguan, barulah 'kesahihah' itu boleh dicari walaupun secara amnya, kesahihan dalam skop penyelidikan ini adalah relatif dan diluar jangakauan melainkan ianya terbukti secara teori dan praktikaliti. 



7. Akhirnya, 'it is what it is', wallahua'lam!


'It is what it is' , komentar daripada supervisor saya apabila mendapat dapatan kajian yang lengkap. 

Apa pun data dan kajian yang diperolehi dan mungkin berbeza daripada orang lain, itulah dapatannya. Sikap ini bukanlah bermaksud sikap mengalah tetapi lebih kepada sikap penerimaan had dan limitasi yang ada pada manusia. Buatlah kajian sehebat manapun untuk cuba buktikan sesuatu teori hebat tetapi akhirnya jika data kajian mendapati ianya tidak betul, itulah dapatannya. 

Makna kata lain, jika hasil kajian yang dibuat tidak berjaya dan mendapat keputusan negatif, itulah dapatannya. Manusia hanya boleh menggunakan kaedah empirikal untuk mentafsirkan sesuatu perkara yang tidak dapat dilihat. 

Sejauhmanakah 'kesahihan' dapatan kajian tersebut, manusia tidak dapat memastikannya kerana pakailah apa sahaja kaedah dalam mentafsirkan dunia molekul, semua adalah relatif dan yang lebih mengetahui adalah Sang Pecipta yang Maha Mengetahuinya. Kita hanyalah manusia yang cuba merungkai ilmu itu dengan skala yang termampu.

Sebagai seorang muslim, kita lebih memahami konteks ini kerana hakikatnya Allah jualah yang lebih mengetahui (wallahua'lam)!





Tuesday, October 2, 2018

Di Sebalik Kerisauan Sengatan 'Semut Charlie': Endosimbiotik Bakteria, Pederin dan Potensi Antitumor





Sebagai seorang pelajar PhD dalam bidang Bioteknologi dengan kepakaran dalam pengkhususan mikrobiologi molekul, saya tertarik untuk membuat satu kupasan terhadap satu topik yang selalu diviralkan oleh orang ramai, iaitu berkenaan 'Semut Charlie'. ‘Semut Charlie’ ataupun nama saintifiknya ialah Paederus sp. sebenarnya bukanlah di bawah kategori ‘semut’ seperti yang disangka-sangkakan tetapi merupakan sejenis kumbang daripada keluarga Staphylinidae.

Kumbang Paederus ini seringkali diviralkan di media facebook dan twitter kerana ianya begitu terkenal dengan ‘bisa’ yang menyakitkan dan meninggalkan kesan melecur pada permukaan kulit atau secara klinikalnya dikenali sebagai Paederus dermatitis. Ramai menyangkakan bahawa kesan lecuran ini disebabkan oleh sengatan atau gigitan kumbang Paederus ini. Sangkaan ini ternyata tidak tepat kerana ianya tiada langsung kaitan dengan gigitan atau sengatan tetapi berkait rapat dengan cecair yang dirembes oleh kumbang tersebut.

Rembesan cecair ini mengandungi sejenis toksin yang dikenali sebagai pederin. Teknik rembesan ini merupakan salah satu kaedah pertahanan kimia yang diadaptasi oleh kumbang tersebut dalam menghadapi sebarang ancaman fizikal. Menariknya, toksin pederin ini tidak dihasilkan oleh kumbang Paederus itu sendiri, tetapi sebaliknya penghasilannya bergantung kepada kewujudan sejenis endo-simbiotik bakteria yang menghuni di abdomen kumbang tersebut, iaitu Pseudomonas sp.. Hubungan rapat antara kumbang Paederus dengan bakteria ini dikenali sebagai simbiosis, iaitu kedua-duanya memperoleh kelebihan; si kumbang menggunakannya sebagai senjata semula jadi, manakala si bakteria pula mampu hidup dengan baik dan ‘aman’ di dalam abdomen kumbang tersebut.


Dalam kajian sains, toksin pederin telah pun dan mula mendapat tempat dalam kajian anti-tumor. Toksin ini secara asasnya memiliki kebolehan menghalang proses mitosis (pembahagian sel) dengan menghalang pensintesisan DNA dan penghasilan protein pada tahap molekul. Disebabkan oleh faktor inilah, kesan lecuran akan terjadi sekiranya permukaan kulit terdedah kepada cecair rembesan kumbang Paederus. Namun, yang lebih menarik – kesan lecuran ini sebenarnya ialah satu manifestasi bahawa pederin mampu ‘mematikan’ tumbesaran sel-sel. Maka, toksin pederin telah pun mula dikaji secara mendalam akan potensi sebagai antitumor semula jadi. Bahkan, terdapat kajian telah melaporkan bahawa toksin pederin ini mampu melanjutkan jangka hayat tikus yang memiliki sel tumor. Namun, ianya sudah pasti memerlukan kajian yang lebih mendalam bagi menyumbang terhadap kajian anti-kanser.

Secara kesimpulannya, semut Charlie ataupun Kumbang Paederus ini sememangnya berbahaya dan langkah pengurusan sewajarnya perlu diambil sekiranya tersentuh dengan permukaan kulit. Di sebalik kerisauan terhadap kumbang ini, wujud satu satu hubungan rapat antara kumbang dan bakteria dalam memastikan kelangsungan hidup masing-masing. Toksin pederin juga memiliki aktiviti antitumor dan ianya mula mendapat tempat dalam kajian sains walaupun ianya mungkin bukanlah satu-satunya solusi terhadap rawatan anti-kanser. Namun, diharapkan kajian terhadap toksin ini mampu memberi sumbgan terhadap selok-belok terhadap rawatan antitumor dan antikanser.


Sekian,

Amin Rukaini Bin Mustafa
Pelajar PhD tahun Kedua
PhD in Biotechnology,
Unviersity of Cambridge (UK).

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Rujukan lanjut:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3225135/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC137826/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22827176
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC528957/

Friday, September 8, 2017

Memahami Ancaman Spora Bakteria: Ketika Bangunnya Sang Tidur

Anthraks - Masih Ingatkah?
            Adakah anda masih ingat dengan kes penyebaran Anthraks di US pada tahun 2001? Sebaik sahaja tersebar berita bahawa World Trade Centre diserang oleh pengganas, telah berlaku satu lagi tragedi yang mengejutkan dunia iaitu tersebarnya 'Anthrax' melalui surat layang di White House, Washington. Hampir 50% daripada mangsa telah meninggal dunia disebabkan serangan anthrax pada bahagian paru-paru atau dikenali sebagai pulmonary anthrax. Ianya satu jangkitan yang jika tidak dirawat dengan rejim antibiotik - akan membawa maut. Namun, kes pada tahun 2001 tersebut ternyata lebih rendah jika dibandingkan angka purata sebenar disebabkan jangkitan pulmonary anthrax, iaitu mencecah purata 80-90% kematian.  Modus operandi serangan jangkitan tersebut amat mudah, iaitu dengan hanya menyebarkan spora bakteria dari species Bacillus anthracis melalui surat layang. Satu modus operandi yang begitu rapi dan sudah pasti didalangi oleh mereka yang pakar dalam bidang mikrobiologi atau paling tidak memahami asas selok belok tentang bakteria spora dan yang pasti mereka yang membuat 'senjata biologi' ini seharusnya memiliki kelengkapan yang mencukupi walaupun tidak perlu terlalu canggih untuk menghasilkan spora bakteria tersebut.

          Ramai yang salah sangka bahawa Antraks adalah sejenis virus sehingga ada yang menggelarkannya sebagai 'Virus Antraks'. Salah tanggapan ini adalah satu kebiasaan bagi kalangan masyarakat umum yang tidak begitu arif dalam selok belok ilmu biologi khususnya mikrobiologi. Seperti yang diperkatakan - perkataan Antraks itu sendiri berasal daripada nama bakteria penyebab iaitu Bacillus anthracis.



Pulmonary anthrax terjadi disebabkan oleh spora B. anthtracis yang disedut masuk ke dalam paru-paru - mampu menyebabkan kematian jika tidak dirawat secara langsung.



Apakah itu Spora Bakteria?

            Umumnya, bakteria daripada genera (kumpulan) Bacilli serta Clostridi memiliki kemampuan untuk menghasilkan sejenis bentuk sel khusus dikenali sebagai spora apabila menghadapi keadaan yang sukar terutamanya kekurangan sumber makanan (contohnya sumber karbon). Apabila bakteria daripada jenis ini berada dalam keadaan terdesak untuk terus hidup bagi memastikan kelangsungan genetiknya, spora bakteria ataupun endospores dihasilkan melalui proses yang dipanggil sebagai sporulation. Spora bakteria amat tahan lasak terhadap persekitaran ekstrim seperti tiada air, pH yang terlalu asid atau alkali, tekanan tinggi, sinaran radiasi dan suhu ekstrim. Bahkan, spora bakteria juga dikatakan mampu bertahan dalam keadaan dorman (tiada aktiviti metabolisme) sehingga berjuta-juta tahun. Hal ini dibuktikan dengan penemuan bakteria spora yang masih dorman daripada ketulan ais glasier dan fosil yang telah tertimbus jutaan tahun lalu. Walaupun dapat bertahan dalam keadaaan dorman berjuta-juta tahun, spora bakteria ini sentiasa 'mengawasi' atau 'merasai' persekitarannya. Apabila persekitarannya mula selesa dan sesuai untuk pertumbuhan (iaitu memiliki sumber makanan dan keadaan yang sesuai), spora bakteria tersebut dengan pantas - hanya beberapa minit sahaja dapat berubah kepada bentuk sel vegetatif seperti sedia kala melalui proses yang dipanggil percambahan. Satu kebolehan yang luar biasa dan adaptasi yang cukup hebat!

              Untuk mudah faham, spora bakteria juga boleh kita umpamakan seperti 'biji benih' yang tahan lasak, bila ada air dan nutrien , sang tidur ini (spora) bangun dari tidur yang panjang kembali bercambah semula. Ada dua perkara penting yang boleh diperkatakan bila sang tidur ini bangun. (1) Apabila spora bakteria kembali bertukar kepada bentuk sel vegetatif biasa, maka hilanglah ketahanan lasak yang dimilikinya dan mula terdedah kepada aspek yang mampu membunuh (seperti agen antimikrob dan sebagainya). (2) Melalui proses percambahan ini jugalah kebanyakan penyakit dan ancaman terhasil.


Kitaran hidup bagi bakteria daripada jenis Bacillus dan Clostridium - mampu keluar daripada kitaran vegetatif kepada sporulasi apabila persekitaran tidak memuaskan. 


Ancaman: Apabila Sang Tidur Bangun

             Proses penghasilan spora (sporulation) dan percambahan (germination) inilah yang menjadi penyebab bagaimana Bacillus anthracis mampu menyebabkan pulmonary anthrax, lantas dieksploitasi oleh pengganas sebagai agen bioterrorisme. Satu ancaman yang sentiasa ada dan pihak berkuasa pertahanan seluruh dunia termasuklah Centre for Diseases and Control (CDC) sendiri juga amat peka terhadap ancaman tersebut. Selain pulmonary anthrax, spora bakteria juga turut dikaitkan dengan agen penyebab kepada pencemaran makanan khususnya keracunan makanan terutamanya dalam industri penyediaan makanan.

           Sebagai contoh, bakteria dari jenis Bacillus cereus mampu menghasilkan spora yang mampu mencemarkan makanan tertentu terutamanya nasi dan makanan berasaskan bijiran gandum. Percemaran nasi disebabkan spora bakteria B. cereus selalunya terjadi disebabkan kewujudan spora bakteria tersebut. Walaupun sudah dimasak nasi tersebut, spora tersebut masih tetap hidup mandiri. Apabila nasi dibiarkan pada suhu sederhana pada tempoh yang lama, keadaan sekeliling spora bakteria tersebut menjadi sesuai dan menyebabkannya bertukar semula kepada sel vegetatif. Percambahan dan pertumbuhan sel vegetatif inilah yang akhirnya merembeskan toksin berbahaya. Apabila termakan nasi yang mengandungi toksin tersebut, seseorang itu akan mula mengalami gejala keracunan makanan seperti sakit perut, muntah-muntah dan dehidrasi.

            Selain B. cereus,  spesis terdekat iaitu Bacillus subtilis pula terkenal dalam menghasilkan spora yang menjadi penyebab pencemaran dalam penghasilan tenusu (susu). Ianya menjadi cabaran terbesar kepada para pengusaha tenusu kerana sekiranya masih terdapat sedikit spora dalam produk tenusu - kebarangkalian untuk berlaku pencemaran terhadap seluruh kumpulan produk tenusu adalah amat tinggi. Oleh itu, beberapa langkah bagi mengatasi masalah tersebut biasanya akan diambil. Antara penyelesaiannya ialah dengan memastikan spora tersebut bercambah terlebih dahulu sebelum melalui proses pensterilisasi (sterilisation). Hal ini kerana dengan percambahan sahaja akan mendedahkan faktor kelemahan bakteria spora tersebut kepada faktor ektrim. 

Bagi bakteria dari spesis Clostridium, beberapa gejala penyakit kritikal seringkali dikaitkan dengan spora bakteria. Antaranya ialah gejala gas gangrene yang disebabkan oleh spora bakteria Clostridium perfringens, gejala pseudomembranous colitis disebabkan oleh spora bakteria Clostridium difficile, gejala tetanus (kancing gigi) disebabkan oleh spora bakteria Clostridium tetani. Walaupun secara langsung spora bakteria bukanlah penyebab kepada gejala-gejala tersebut (sel vegetatif yang menghasilkan toksin bukan spora) tetapi wujud perkaitan dan bukti yang kukuh bahawa spora bakteria memainkan peranan dalam agen penyebaran jangkitan tersebut. Gejala-gejala jenis ini seringkali dikaitkan sebagai hospital-acquired infection ataupun jangkitan bawaan hospital kerana jangkitan tersebut tersebar di persekitaran hospital melalui agen tahan lasak (iaitu spora) melalui sama ada bawaan sentuhan, cecair atau bawaan udara (airborne) - lain tidak bukan spora bakteria dari species Clostridium tersebut.

             Hand sanitiser yang banyak diperkenalkan di hospital mungkin berkesan dalam membunuh kuman-kuman (bakteria) biasa sehingga ke 99.9% keberkesanan, tetapi bagi bakteria spora - ianya sama sekali tidak berkesan untuk membunuhnya keranan daya tahan lasak yang dimilikinya. Hal ini sudah pasti menimbulkan masalah kerana bukan sahaja jangkitan daripada pesakit pembawa kepada pesakit yang lain mudah berlaku. Sebagai contoh, cadar katil yang tercemar dengan sedikit najis pesakit yang mengandungi agen bakteria spora sudah memadai untuk disebarkan kepada pesakit yang lain. Ianya juga boleh berjangkit kepada orang awam yang datang melawat ke persekitaran hospital. 

              Tambahan lagi, kaedah pensterilisasi alat-alat pembedahan juga tidak terlepas daripada kelemahan dalam menghapuskan bakteria spora. Akibatnya, kes-kes jangkitan pasca perbedahan (selepas pembedahan) menjadi kebiasaan kerana kebarangkalian untuk bakteria spora tercemar dan tersebar semasa operasi pembedahan adalah tinggi. Namun begitu, terdapat satu kaedah pensterilisasi yang mampu menghapuskan spora bakteria, iaitu proses yang dinamakan autoclave. Autoclave ialah sejenis teknik yang menggunakan suhu dan tekanan, terbukti mampu membunuh sebarang jenis microorganisma. Walaubagaimapun, proses tersebut agak sedikit melecehkan dari aspek pengurusan.


Spora bakteria terdiri daripada beberapa lapisan yang berperanan menjadikannya begitu tahan lasak terhadap persekitaran ekstrim. 



Solusi dan Penyelesaian

             Ternyata, bakteria spora banyak membawa masalah dan kesukaran terhadap aktiviti manusia. Walaupun jarang diketahui umum, impak dan kesannya sentiasa dirasai sama ada pada peringkat masyarakat sehinggalah kepada ancaman keselamatan negara. Setakat ini, masih belum ada cara penyelesaian yang khusus dan berkesan secara total dalam mengawal dan mengatasi ancaman serta masalah yang dicetuskan oleh bakteria spora. Proses percambahan bakteria spora telah menjadi subjek kajian sejak berdekad-dekad lamanya kerana ianya satu-satu proses yang memberi ruang kepada bakteria spora untuk keluar daripada daya tahan lasak tersebut. Saintis global mula menfokuskan kajian terhadap proses percambahan spora (spore germination) kerana ianya memiliki aset yang penting (1) untuk memahami keunikan kitaran spora tersebut dan (2) untuk mencari solusi kepada usaha menyahkan (decontamination) spora bakteria sama ada dalam aspek pertahan bioterorisme, kesihatan serta jangkitan pemakanan.

            Antara usaha-usaha yang sedang dijalankan ialah dengan memahami sejenis enzim yang terlibat dalam proses percambahan spora yang dipanggil Cortex Lytic Enzyme (CLE) yang terdiri daripada protin - SleB dan CwlJ. Kedua-dua protin ini diketahui berperanan untuk menghancurkan lapisan cortex yang bertanggungjawab terhadap proses dorman spora. Jika diberi signal tertentu seperti nutrien, CLE akan menghancurkan lapisan cortex tersebut seterusnya akan menggalakkan proses percambahan. Melihat kepada peranan CLE ini, saintis khususnya dalam bidang Bioteknologi mula mengkaji secara mendalam akan peranan CLE untuk memahami dan cuba merungkaikan misteri mekanisme yang terlibat secara jelas dalam proses percambahan spora. Matlamat utamanya ialah untuk mencari sejenis bahan kimia (drugs) yang mampu menghalang proses penghancuran lapisan cortex oleh CLE. Jika berjaya, ini bermakna dunia global akan mampu mengawal dan menguruskan pencemaran (jangkitan) disebabkan oleh spora bakteria.


Kesimpulan

            Setakat ini, masih banyak yang belum terjawab ditambah dengan penemuan-penemuan protein baru yang sama ada terlibat secara langsung mahupun tidak langsung terhadap mekanisme CLE tersebut. Walaupun sudah hampir berdekad-dekad kita mengkaji, masih banyak yang belum diketahui dan terlalu banyak misteri spora ini yang belum terjawab. Lantas ia memberikan tekanan kerana masih banyak potensi ancaman keselamatan dan keterselamatan (safety & security) yang akan berlaku sekiranya sang tidur (spora) itu bangun daripada tidurnya.


Untuk rujukan lanjut: 
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16907803
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3993344/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14662349

Disclaimer: Artikel ringkas ini adalah berdasarkan hujahan dan pandangan serta sebahagian daripada fokus kajian yang sedang dilakukan oleh penulis (Amin Rukaini Mustafa), iaitu merupakan pelajar PhD in Biotechnology di University of Cambridge. Sebarang pertanyaan boleh emailkan kepada: aminruk@yahoo.com



Friday, September 2, 2016

Zika, Isu dan Alternatif Penyelesaian: Satu Cadangan

Artikel asal diambil daripada penulisan di FB page saya:

Sebagai individu yang memiliki latar belakang bioteknologi, saya melihat perkembangan kes jangkitan virus Zika sebagai sesuatu yang merisaukan kerana saya yakin sesiapa yang memahami epidemiology, sains biologi dan seangkatannya pasti mampu untuk bersetuju dengan saya, iaitu jangkitan virus Zika ini mungkin telah merebak ke dalam masyarakat Malaysia. Hal ini berdasarkan kes-kes yang mula dikenalpasti positif yang juga berlaku di negara jiran kita Singapura dan Thailand. Memandangkan jangkitan virus Zika ini tidak terlalu teruk bahkan asimptomatik (tiada tanda-tanda gejala), maka keberangkalian untuk ia sudah berada di Malaysia itu amat tinggi hinggalah apabila ianya mula dikesan dan dikenal pasti oleh pihak KKM melalui laporan gejala yang jelas.
Walaupun jangkitan virus Zika tidak teruk pada individu biasa, ianya memiliki hubungan penyebab (causal relationship) dengan kes-kes microcephaly untuk ibu mengandung dengan peratusan 1-13% kes. Inilah yang menjadi isu besar dan penting dalam menangani kes Zika ini dan memaksa saintis di seluruh dunia memberi fokus yang serius dalam membanteras virus ini.
Setakat ini, terdapat progres penting dalam penghasilan vaksin dan therapeutic drug (ubatan rawatan). Satu calon vaksin telah memasuki percubaan klinikal yang dihasilkan oleh syarikat farmaseutikal, Inovio Pharmaceutical. Dengan menggunakan cebisan DNA sintetik sama seperti yang terdapat dalam virus Zika, ianya diharapkan mampu menjana sistem imun dan pertahanan yang mencukupi dalam melawan virus tersebut. Ketika ini, ianya mula melalui fasa percubaan klinikal di mana hampir 160 orang telah disuntik dengan vaksin tersebut. Terdapat dua therapeutic drugs yang sedang berada dalam reliminary study (kajian permulaan) yang dikatakan mampu melindungi sel otak daripada rosak namun kajian selanjutnya diperlukan.
Saranan untuk mengelak daripada mendapat anak yang dikeluarkan itu ada benarnya. Cuma, ianya mungkin bersifat jangka masa pendek kerana seperti yang sedia maklum, mana-mana jangkitan yang melibatkan bawaan vektor nyamuk ini adalah satu wabak penyakit yang sukar dikawal dan akan kekal dalam herd (kelompok) ini untuk beberapa lama mungkin berdekad-dekad. Hal ini kita dapat lihat daripada kes-kes jangkitan bawaan nyamuk yang lain seperti Denggi dan Malaria. Ditambah dengan ketiadaan vaksin bagi kedua-dua jenis jangkitan ini, faktor vektor bawaan nyamuk menjadi masalah utama kerana ianya amat sukar dikawal dan berubah mengikut persekitaran (suhu, kebersihan, dan cuaca). Semua ini di luar jangkauan kita. Hal ini sudah pasti sama dengan virus Zika kerana saya pasti untuk meneruskan kelangsungan dalam sesuatu herd (kelompok), ianya pasti akan sedaya upaya untuk terus hidup di dalam reservoir (pembawa/penyimpan) tersebut. Jadi, kerisauan saya ialah saranan untuk tidak conceive itu sebenarnya bukanlah bersifat sementara tetapi sebenarnya boleh jadi berdekad-dekad, dengan assumption virus ini akan terus kekal dalam herd ini seperti denggi dan malaria selagi mana vaksin dan therapeutic drug tidak wujud.
Dari sudut perkembangan bioteknologi pula, secara global usaha pencarian dalam menyelesaikan masalah ini adalah amat aktif. Banyak cadangan-cadangan pelaksanaan termasuklah baru-baru ini kita dengan tentang penggunaan genetically modified(GM) mosquitoes yang telah digunakan dalam mengurangkan vektor nyamuk Aedes. Namun, seperti biasa apa-apa penggunaan yang melibatkan kejututeraan genetik (genetic engineering) pasti akan menerima tentangan yang cukup hebat daripada pihak pendesak. Maka, usaha menggunakan GM mosquitoes ini amat sukar menembusi ruangan global.
Salah satu alternatif lain yang seringkali dipandang tidak besar ialah penggunaan bakteria Wolbachia sp. dalam mengurangkan penyebaran virus atau pathogen dalam serangga khususnya nyamuk aedes. Wolbachia-infected mosquitoes kini dikatakan menjadi harapan besar dalam menangani vektor nyamuk aedes ini. Wolbachia bakteria adalah bakteria semula jadi yang mampu menyerang dan hidup di dalam serangga di dunia ini, Ianya dikatakan hidup hampir 60% di dalam serangga di muka bumi ini.
Tetapi bagaimana ia mampu menghalang Virus Zika?
Idea disebalik pencarian ini ialah: Wolbachia bakteria memerlukan host terutamana serangga untuk terus survive dan akan membunuh sebarang jangkitan lain jika wujud. Ianya hidup di dalam abdomen serangga dan tidak mengakibatkan kematian terhadap serangga tersebut tetapi persekitaran tersebut akan bebas daripada jangkitan virus ataupun bakteria lain. Namun, yang menariknya - ianya jarang sekali berada dalam abdomen nyamuk Aedes. Menyedari hakikat ini, kajian yang berpusat di Monash University dan kerjasana dengan Brazil telah memperkenalkan Wolbachia kepada nyamuk Aedes dan kesannya amat memberangsangkan. Hasil kajian mendapati nyamuk aedes yang diberi suntikan Wolbachia (Wolb+) dengan jayanya menghapuskan virus Zika secara total. Bahkan kajian lain juga konsisten dengan menyatakan bahawa paling tidak hampir 90% virus Zika tersebut dilenyapkan daripada nyamuk Aedes dengan menggunakan Wolbachia. Kajian ini sebenarnya dipelopori dalam menangani kes denggi namun menjadi popular kerana kes Zika yang melanda dan dijangka akan memberi impak yang besar kelak kerana ianya lebih natural dan tidak melibatkan perubahan genetik.
Walaubagaimanapun, kajian wolbachia-infected mosquitoes ini masih dalam kajian dan setakat ini memberangsangkan. Dari sudut pelaksanaan, nyamuk Aedes yang bebas dari virus akan dipilih dan disuntik dengan Wolbachia dan bakteria ini akan terus hidup di dalam host nyamuk tersebut. Wolbachia-infected mosquito tersebut akan dibebaskan ke persekitaran. Sekiranya nyamuk tersebut mengawan dengan mana-mana nyamuk lain yang memiliki bawaan Virus Zika mahupun denggi, Wolbachia akan menghapuskan jangkitan tersebut menggunakan kaedah dan strategi tertentu dan kesannya - nyamuk tersebut akan bebas jangkitan Zika mahupun Denggi. Hal ini juga sama dengan anak hasil persenyawaan nyamuk tersebut. Secara perlahan-lahan, kaedah ini akan menghasilkan kelompok nyamuk Aedes yang bebas daripada jangkitan Zika dan denggi bagi tempoh jangka panjang. Ianya dikatakan sebagai one-shot (satu usaha sahaja) dan tidak memerlukan pengulangan seperti GM mosquitoes.
Kesimpulannya, saya melihat perkembangan wabak Zika ini sebagai suatu yang serius. Banyak usaha yang boleh dibuat bermula daripada setiap individu dan target utama seharusnya dalam menangani vektor pembawa itu sendiri iaitu nyamuk Aedes. Dengan wujudnya Zika ini, kita mula sedar bahawa usaha menghapuskan vektor ini adalah serius dan kita juga menyedari bahawa vaksin dan therapeutic drugs adalah kritikal. Ini mengingatkan kita akan kepentingan vaksin secara jelas. Ianya merupakan satu-satunya harapan paling besar untuk mengatasi masalah ini. Namun, perlu juga kita sedari penghasila vaksin sudah pasti mengambil masa bertahun-tahun (6-7 tahun bergantung kepadap progres dan keberkesanan). Moga apa yang berlaku ini kita muhasabah, tidak terlalu gusar tetapi meletakkan usaha dan tawakal ini kepada Sang Pencipta.
Wallahualam.
disclaimer: apa yang ditulis ini adalah pendapat peribadi penulis semata-mata dan ianya mungkin tidak selari dengan mana-mana pendapat dan dapatan yang lain.
Sekian, terima kasih
Amin Rukaini Mustafa
MSc, BSc Biotechnology (Edinburgh)
Commencing PhD candidate, Biotechnology (Cambridge) (soon)
Credit gambar: Cell and Host (2016)