EnglishFrenchGermanItalianJapaneseKoreanRussianSpanish

“Gula Tebu Krayan"

Ibu-ibu PKK tergabung dalam kelompok tani di Long Umung memproduksi gula tebu secara sederhana. Kebanyakan warga Krayan menggunakan gula tebu ini untuk dicampurkan sebagai pemanis minuman dan juga campuran untuk membuat kue.

“Kerbau Berkubang"

Kerbau merupakan salah satu jenis ternak penting di Krayan, kegunaannya yang sangat beragam mulai dari pengangkut kayu bakar dari hutan, transportasi, sebagai bahan pangan sampai pelengkap kegiatan seremonial adat maupun keagamaan.

“Sumber Daya alam Long Umung"

Long Umung kaya akan keragaman hayati, udara bersih dan segar serta tanah yang subur, sungai mengalir melintasi desa, dikelilingi pengunungan / bukit, air terjun dan sumbermata air bersih dan hutan. Produk khas dari desa ini adalah garam gunung, obat herbal dan padi adan yang di sukai oleh negara tetangga.

“Perkebunan Nanas"

Long Umung salah satu Lumbung Pangan di Krayan dikenal sebagai penghasil sayur dan buah-buahan lokal untuk kebutuhan sendiri dan dijual keluar desa. Long Umung memiliki tanah yang subur dan mudah ditanami sayur sayuran serta buah buahan lokal seperti perkebunan nanas, tebu, pisang dan manggis.

“Lokasi Long Umung"

adalah salah satu kawasan di Kec. Krayan Timur, Kab. Nunukan, Kalimantan Utara. Daerah ini terletak di perbatasan Indonesia - Malaysia. Disebut Lokasi Lung Umung karena  terdapat 7 desa lainnya bersama desa Long Umung yang merupakan desa berkembang.

Produksi Antikanker Paclitaxel dari Taxus sumatrana

Sabtu, 18 Desember 2021, Oleh: Alexandra Yovina & Esa Difny N. Nusantari

Penyakit kanker merupakan salah satu penyakit tidak menular yang mematikan. Penyakit ini terjadi akibat pertumbuhan sel-sel tidak normal yang tak terkendali sehingga menyebabkan jaringan tubuh menjadi rusak. Penyebabnya adalah mutasi DNA di dalam sel yang risikonya semakin meningkat oleh berbagai faktor. Dikutip dari WHO, kanker menyebabkan hampir 10 juta kematian di seluruh dunia pada tahun 2020 (Ferlay, et al., 2020). 

(Sel Normal dan Sel Kanker, 2021 via Cancer.gov) 

Penderita kanker memiliki sel yang terus tumbuh dan membelah tak terkendali. Sel tersebut kemudian menjadi tumor ganas dan terus membesar. Dalam tingkat (disebut juga stadium) yang lebih parah, sel tersebut kemudian menyebar ke organ lainnya dan tumbuh menjadi tumor baru. Proses ini disebut metastasis dan dapat menyebabkan kematian akibat kanker. Hal tersebut menyebabkan penelitian dan pengembangan teknologi dalam penyembuhan kanker banyak dilakukan. 

(Perbedaan Sel Normal dan Sel Kanker, Ilustrasi Pat Kenny 1990 via NCI) 


(Yew Tree / Dokumentasi Yana Gorbunova, 2021 via Unsplash) 

Salah satu penemuan medis yang sudah banyak dikenal adalah penemuan senyawa paclitaxel dari pohon yew (Taxus baccata). Senyawa tersebut dihasilkan Taxus bukan untuk menunjang proses pertumbuhan dan reproduksi pohon, sehingga dikategorikan ke dalam metabolit sekunder. Dalam dunia medis dan kedokteran, paclitaxel dipilih untuk mengobati kanker karena kemampuannya. Senyawa tersebut dapat mengganggu pembelahan sel melalui cara yang lebih bervariasi daripada obat kanker antimitotik lainnya (National Cancer Institute US, 2015). Sayangnya, pohon Taxus hanya bisa menghasilkan paclitaxel dalam jumlah sedikit (Mestrovic, 2021). 

Taxus Sumatrana 

Nah, ternyata di hutan Sumatera ditemukan satu spesies Taxus. Menariknya, Taxus sumatrana ini menjadi satu-satunya spesies Taxus yang ditemukan di luar iklim subtropis.

(Taxus sumatrana / Dokumentasi Daderot, 2013 via Wikipedia) 

Pohon yang dikenal sebagai Sumatran yew ini juga menghasilkan paclitaxel sebagaimana spesies-spesies Taxus lainnya (Susilowati et al., 2019). Dikutip dari berbagai sumber, Taxus sumatrana juga dikenal dalam bahasa lokal sebagai cemara hutan Sumatera karena ditemukan di Gunung Singgalang, provinsi Sumatera Barat. 

Cara memperoleh Paclitaxel 

Penelitian tentang cara pohon Taxus menghasilkan paclitaxel pertama kali dilakukan dengan memisahkan dan mengekstraksi langsung dari pohon. Namun, langkah ini dinilai tidak efektif karena membutuhkan banyak pohon taxus dan waktu yang lama. Penelitian kemudian berkembang menggunakan metode kultur sel tanaman dan fermentasi jamur. Kedua metode ini lebih potensial untuk industrialisasi paclitaxel. Namun, metode kultur jaringan lebih sering digunakan karena lebih mudah dioptimisasi. 

Saat ini, sebuah teknologi kultur jaringan tumbuhan yang dikembangkan perusahaan obat penyedia paclitaxel dikenal dengan nama Plant Cell Fermentation (PCF®). Karakteristik dari metode tersebut adalah sebagai berikut (Mountford, 2010): 

● Tidak menghasilkan limbah padat 

● Tidak memerlukan reagen 

● Tidak terjadi transformasi kimia 

● Hanya membutuhkan 5 pelarut organik

● Hanya melalui 1 langkah pengeringan 

Optimalisasi Produksi Paclitaxel 

Dalam metode ini, ada beberapa langkah optimalisasi produksi metabolit sekunder yang digunakan, yaitu elisitasi, pemisahan produk, dan immobilisasi.

1. Elisitasi

Elisitasi adalah metode tradisional yang digunakan untuk meningkatkan akumulasi metabolit sekunder dalam kultur sel tanaman (Bourgaud et al., 2001). Banyak metabolit sekunder tanaman yang dihasilkan untuk menjadi pertahanan tanaman terhadap organisme pengganggu atau terhadap stres lingkungan. Oleh karena itu, banyak metabolisme sekunder yang dapat diproduksi lebih ketika tanaman diberikan tekanan kimiawi atau fisik (Pauwels et al., 2009). Jaringan Taxus dapat lebih optimal memproduksi paclitaxel jika ditambahkan zat Methyl jasmonate (MeJA) dan Silver thiosulfate (STS) (Tabata, 2004).

2. Pemisahan produk 

Setelah produk dihasilkan melalui kultur jaringan, produk langsung dipindahkan ke tempat lain. Hal tersebut dimaksudkan agar jaringan tumbuhan tetap memproduksi produk metabolit terus-menerus. Jika tumbuhan dapat mendeteksi sudah ada jumlah produk metabolit yang cukup, maka tumbuhan dapat berhenti memproduksi produk metabolit tersebut. 

3. Immobilisasi 

Immobilisasi sel tumbuhan dapat digunakan untuk mengatasi beberapa masalah yang terkait dengan kultur suspensi, seperti hasil produk yang rendah dan bervariasi, kerentanan yang tinggi terhadap laju pertumbuhan yang lambat, karena potensi kepadatan sel yang lebih tinggi dan penghilangan produk yang berkelanjutan (Brodelius, 1985; Dornenburg dan Knorr, 1995). 

Metode 

Salah satu metode yang bisa digunakan untuk memproduksi paclitaxel adalah menggunakan kultur jaringan. Hal tersebut dapat dicapai dengan langkah-langkah berikut ini: 

(PCF, Plant Cell Fermentation / Dokumentasi Phyton Biotech via Phyton Biotech) 

1. Persiapan bahan 

Tahap ini mencakup pemilihan dan persiapan bagian tanaman yang akan dikultur, serta pembuatan medium kultur jaringan. Bagian tanaman yang digunakan adalah daun pucuk atau daun muda Taxus karena secara alami terbukti dapat menghasilkan lebih banyak paclitaxel. Media yang disiapkan berupa Woody Plant Medium yang digunakan untuk kultur tumbuhan berkayu. Selain itu, ada juga penambahan ion-ion yang bisa membantu pertumbuhan kalus (bagian tanaman yang baru tumbuh).

2. Pertumbuhan kalus dan pembuatan kondisi lingkungan yang optimal 

Pada tahap ini, kalus dipindahkan dari medium padat ke medium cair untuk persiapan produksi metabolit sekunder. Selain itu, langkah-langkah optimalisasi juga digunakan dengan elisitasi, pemisahan produk, dan immobilisasi. Elisitasi dilakukan dengan penambahan Methyl jasmonate (MeJA) dan Silver thiosulfate (STS) ke dalam medium. Langkah pemisahan produk dilakukan dengan pembuatan struktur tempat kultur yang memungkinkan adanya aliran produk keluar dari sistem. Selain itu, kalus Taxus juga dibuat tidak bisa bergerak (immobilisasi) di medium cair. 

3. Produksi metabolit sekunder dan ekstraksi 

Kalus Taxus kemudian dapat menghasilkan metabolit sekunder yang bisa dipisahkan dari sistem dengan cara ekstraksi. Eksktraksi dilakukan melalui teknik kromatografi. 

4. Kristalisasi paclitaxel 

Paclitaxel yang didapat kemudian dikristalisasi. 

Kekayaan alam Indonesia tidak hanya terbatas pada logam dan mineralnya, namun juga pada keanekaragaman hayatinya. Dengan bantuan teknologi, keanekaragaman tersebut dapat digunakan untuk kesejahteraan hidup manusia jika digunakan secara berkelanjutan. Bisa saja, masih ada potensi-potensi luar biasa yang ada di pedalaman hutan di Indonesia. Namun, belum terungkap karena masih terbatasnya penelitian yang dilakukan. 

Referensi: 

1. Bourgaud F, Gravot A, Milesi S, Gontier E. Production of plant secondary metabolites: a historical perspective. Plant Sci. 2001;161:839–851

2. Brodelius P. Permeabilization of plant-cells for release of intracellularly stored products - viability studies. Applied Microbiol. Biotechnol. 1988;27:561–566. 

3. Dornenburg H, Knorr D. Strategies for the improvement of secondary metabolite production in plant-cell cultures. Enzyme Microb. Technol. 1995;17:674–684. 

4. Ferlay J, Ervik M, Lam F, Colombet M, Mery L, Piñeros M, et al. Global Cancer Observatory: Cancer Today. Lyon: International Agency for Research on Cancer; 2020 (https://gco.iarc.fr/today, accessed February 2021). 

5. Meštrović, T. (2021). What is Paclitaxel. (Online). https://www.news-medical.net/health/What-is-Paclitaxel.aspx . (21 Oktober 2021). 

6. Mountford, P. G. (2010). The Taxol® Story - Development of a Green Synthesis via Plant Cell Fermentation. Green Chemistry in the Pharmaceutical Industry, 145–160. https://doi.org/10.1002/9783527629688.ch7 

7. National Cancer Institute US. (2015). Discovery: Natural Compound Offers Hope. https://www.cancer.gov/research/progress/discovery/taxol 

8. Pauwels L, Morreel K, De Witte E, Lammertyn F, Van Montagu M, Boerjan W, Inzé D, Goossens A. Mapping methyl jasmonate-mediated transcriptional reprogramming of metabolism and cell cycle progression in cultured Arabidopsis cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008;105:1380–1385 

9. Susilowati, A., Rachmat, H. H., Kholibrina, C. R., Hartini, K. S., & Rambe, H. A. (2019). Propagation for conserving endangered taxol producing tree Taxus sumatrana through shoot cuttings technique. Journal of Physics: Conference Series, 1282(1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1282/1/012110 

10. Tabata, H. (2004). Paclitaxel production by plant-cell-culture technology. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, 87, 1–23. https://doi.org/10.1007/b13538