Bisakah video game membantu memberantas racun penyebab kanker? Sebuah proyek yang baru diluncurkan memberi gamer biasa kesempatan untuk memecahkan teka-teki biologis, yang berpotensi mengarah pada cara-cara baru untuk membuat pasokan makanan kita lebih aman.
Aflatoksin, produk karsinogenik jamur yang tumbuh pada tanaman pertanian seperti jagung dan kacang, adalah momok di negara berkembang. Mengkonsumsi tanaman yang terkontaminasi aflatoksin dapat menyebabkan keracunan akut dan kematian. Tetapi paparan tingkat rendah selama periode waktu yang lama dapat menyebabkan masalah sistem kekebalan tubuh, menghambat pertumbuhan anak-anak, dan menjadi faktor risiko utama untuk kanker hati. Sementara negara-negara berpenghasilan tinggi seperti Amerika Serikat menyaring tanaman untuk keberadaan aflatoksin, sekitar 4, 5 miliar orang, sebagian besar di negara-negara berpenghasilan rendah, masih berisiko.
Meskipun masalah telah diakui selama lebih dari 50 tahun, para peneliti belum menemukan solusi yang komprehensif. Sekarang, sebuah proyek, yang disponsori oleh perusahaan permen Mars, Incorporated bersama dengan beberapa organisasi nirlaba dan universitas, bertujuan untuk memajukan penelitian dengan menemukan enzim yang dapat menurunkan aflatoksin. Mereka berharap melakukan ini dengan memanfaatkan kecintaan alami manusia akan permainan dan penyelesaian masalah.
Tim telah mengunggah serangkaian teka-teki aflatoksin di Foldit, sebuah platform permainan yang membuat para pengguna bereksperimen dengan melipat struktur protein yang berbeda. Melipat protein menjadi struktur tiga dimensi yang tepat dengan potensi penggunaan kehidupan nyata membutuhkan kemampuan penalaran spasial dan pola yang cocok, yang membuat prosesnya matang untuk gamifikasi — pendiri kali ini pernah menggambarkannya sebagai “seperti Tetris pada steroid.”
Para pengguna foldit telah diberi enzim yang berpotensi merendahkan aflatoksin sebagai permulaan, dan ditugaskan memperbaiki enzim untuk menetralkan racun dengan baik. Lima atau sepuluh solusi terbaik akan terus disintesis dan kemudian diuji di University of California, Davis. Semua informasi akan tetap berada dalam domain publik. Tim berharap bahwa memanfaatkan potensi non-ahli akan membantu mereka mengumpulkan solusi yang tidak terduga, berpikir di luar kotak dalam cara komputer masih tidak bisa.
"Intinya, video game ini berusaha menangkap imajinasi manusia tentang 'apa yang bisa' untuk struktur protein, " kata Justin Siegel, seorang ahli kimia di UC Davis yang terlibat dalam proyek tersebut. "Ini memberikan umpan balik real-time tentang kemungkinan bahwa struktur seperti yang dibayangkan oleh pemain akan mungkin secara fisik."
Foldit, yang dikembangkan oleh para ilmuwan komputer di Universitas Washington dan Universitas Northeastern, telah berhasil digunakan dalam penelitian kesehatan sebelumnya. Pada 2011, butuh pengguna Foldit tiga minggu untuk menemukan struktur enzim yang membantu reproduksi virus AIDS, membuka jalan bagi potensi perawatan baru. Itu adalah masalah yang telah membingungkan para ilmuwan selama satu dekade.
Aflatoxin telah bersama manusia selama ribuan tahun, tetapi tidak teridentifikasi sampai 1960, ketika ribuan kalkun di peternakan unggas Inggris mulai sakit dan mati tanpa sebab yang jelas. Ilmuwan menyebut masalah itu sebagai "penyakit X Turki, " dan akhirnya menghubungkannya dengan tepung kacang yang diimpor dari Brasil. Pakan tersebut ditemukan terkontaminasi dengan sejenis jamur yang disebut Aspergillus flavus, yang metabolitnya beracun dikenal sebagai aflatoksin.
Penelitian akhirnya menemukan bahwa dua cetakan, Aspergillus flavus dan Aspergillus parasiticus, terutama bertanggung jawab untuk produksi aflatoksin. Jamur ini tumbuh subur dalam kondisi hangat dan lembab, dan dapat mencemari tanaman di ladang, selama panen, dan di gudang. Mereka tumbuh di sejumlah tanaman pokok, termasuk jagung, kacang tanah, millet, gandum, biji kapas dan kacang pohon. Mereka juga dapat mencemari susu dan produk susu lainnya jika hewan memakan pakan berjamur.
Banyak negara, termasuk AS dan negara-negara Uni Eropa, memiliki standar ketat untuk jumlah maksimum aflatoksin yang diizinkan dalam makanan dan pakan ternak. Tetapi banyak negara berkembang memiliki standar yang lebih rendah atau tidak sama sekali, atau mengalami kesulitan mengatur standar yang mereka miliki. Penduduk yang makan makanan yang terkontaminasi secara lokal menderita kedua efek langsung - wabah aflatoxicosis (keracunan aflatoksin akut) pada tahun 2004 menewaskan 125 orang di pedesaan Kenya - dan konsekuensi jangka panjang - orang yang terpapar aflatoksin yang juga memiliki Hepatitis B (yang sangat umum di negara berkembang) memiliki risiko kanker hati sekitar 30 kali lebih tinggi dari normal.
"Ketika Anda memikirkannya, kata 'wabah' muncul di benak, " kata Howard Shapiro, Kepala Petugas Pertanian Mars, Incorporated.
Aflatoksin juga merupakan beban ekonomi. Karena negara-negara maju tidak akan menerima makanan yang terkontaminasi, para petani kehilangan pendapatan jutaan dolar dari pengiriman yang ditolak dan menurunkan nilai panen. Ekspor kacang tanah, yang pernah tumbuh subur di banyak negara Afrika, telah menurun tajam sejak tahun 1970-an karena kekhawatiran aflatoksin.
Masalahnya dapat dikelola sebagian dengan teknik panen dan penyimpanan yang tepat, meskipun ini kadang-kadang di luar jangkauan petani kecil. Penelitian terkini tentang kontrol aflatoksin mengamati tanaman yang tahan terhadap pembiakan, menggunakan varietas jamur yang tidak beracun untuk bersaing dengan yang beracun, dan perawatan kimia yang membunuh aflatoksin. Tetapi belum ada yang menyediakan solusi lengkap.
Mars, Incorporated, yang menangani berton-ton kacang, jagung, dan bahan pokok lainnya setiap tahun dalam permen seperti M&M dan Snickers, telah lama prihatin dengan masalah aflatoksin. Pada satu titik, kata Shapiro, sekitar 70 persen pengiriman dari rantai pasokan tertentu ditolak karena kontaminasi. Shapiro dan timnya telah bekerja pada pemuliaan tanaman yang tahan terhadap aflatoksin, sebuah proyek yang ia harap akan melihat hasilnya dalam lima hingga delapan tahun. Dia berharap proyek FoldIt akan berbuah lebih cepat. Enzim yang ditemukan oleh pengguna Foldit dapat membantu mengarah pada senyawa baru untuk mengendalikan aflatoksin di berbagai titik dalam proses pertumbuhan dan penyimpanan, yang berpotensi bekerja dalam sinergi dengan tanaman tahan jauh di ujung jalan.
“Saya merasa ini bisa menjadi terobosan besar, ” kata Shapiro. "Jika kita beruntung, ini bukan hanya untuk Mars. Ini adalah upaya global. "
