Protein Pada Kepompong Ulat Sutera Dapat Diaplikasikan Untuk Kosmetik, Makanan dan Obat-Obatan

Image of silkworm cocoons via Shutterstock.com

 

Kepompong ulat sutera yang bentuknya seperti kapsul dalam ukuran mikroskopis (sangat kecil secara kasat mata) ternyata merupakan produsen protein lunak yang dapat diaplikasikan dalam kosmetik, makanan dan obat-obatan farmasi. Kesimpulan ini didapat dari penelitian kolaboratif yang dilakukan oleh tim akademisi internasional dari Weizmann Institute of Science di Israel, Universities of Cambridge, Oxford dan Sheffield di Inggris serta ETH di Swiss melaporkan hasil penelitiannya di Nature Communication pada 19 Juli 2017 yang lalu dimana mereka membuat tiruan kapsul dengan skala sangat kecil sebagaimana struktur kepompong ulat sutera.

Ulat sutera dan laba-laba memintal serat elastic dari  air liurnya yang merupakan protein alami  dengan banyak manfaat.  Namun, setelah diteliti protein alami ini memiliki kecenderungan untuk menggumpal secara bersamaan setelah diekstraksi (ekstraksi  adalah suatu proses pemisahan satu atau beberapa zat yang dapat larut dari suatu kumpulan/kesatuan bahan yang tidak bisa larut tanpa bantuan bahan pelarut;  dalam industri makanan dan farmasi contohnya adalah pengekstrakan tebu menjadi gula dengan menggunakan air sebagai bahan pelarutnya).

Protein ulat sutera disimpan dalam bentuk cair di kelenjar ulat sutera tersebut sebelum dipintal  seperti benang menjadi kepompong (kapsul hasil pintalan benang2 sutera itu). Untuk meniru proses alami,  diperlukan ketelitian yang sangat tinggi karena harus menata protein sutera kedalam bentuk kapsul kepompong. Disinilah para peneliti menggunakan prinsip-prinsip mikro fluida, yaitu bidang fisika yang membahas pengendalian parameter aliran fluida pada tingkat skala micron (sangat kecil).

Para peneliti menempatkan protein yang diekstraksi langsung dari kelenjar ulat sutera dalam saluran mikoroskopis (dalam ukuran sangat kecil), pada chip yang terbuat dari polimer, berasal dari silicon yang menyebabkan molekul protein dapat merakit dirinya sendiri menjadi bahan seperti gel, persis seperti ulat sutera.  Gel tersebut akan membentuk kapsul kepompong mikroskopis pula.  Didalam  pintalan kapsul kepompong itu, sisa protein tetap terlindungi sebagai larutan, seperti hanya pada kelenjar hewan.

Dengan demikian, cendekiawan postdoctoral pada Universities of Cambride, Ulyana Shimanovich yang sekarang menjabat Kepala Laboratorium pada Weizmann’s Material and Interfaces Department, telah mendapatkan jawabannya atas keingintahuannya tentang apa yang membuat protein sutera alami tidak menggumpal bersama-sama pada hewan sebelum pemintalan.

“Micrococoons (kepompong kecil) semacam itu dapat menyimpan rapat-rapat sutera cair yang sangat tidak stabil selama beberapa bulan, dan tidak ada efek nyata pada fungsinya”, demikian para ilmuwan melaporkan.

“Kami lebih jauh menunjukkan bahwa mikrokreasi sutera asli  ini memungkinkan enkapsulasi (bentuknya tidak harus seperti kapsul), penyimpanan dan pelepasan protein rawan agregasi yang efektif, seperti antibodi fungsional”

Dengan mengendalikan viskositas (kekentalan) larutan protein sutera dan gaya yang bekerja dengannya, para peneliti telah mampu mengendalikan bentuk kepompong, tidak hanya seperti kapsul, tapi bisa bulat atau oval dan ukurannya bisa mencapai 300 nanometer hingga lebih dari 20 mikrometer.

Shimanovich menjelaskan; “Pembuatan kapsul sintetis biasanya merupakan proses yang kompleks dan hemat energi. Sebaliknya, kapsul kepompong ulat sutera lebih mudah diproduksi dan membutuhkan sedikit energi untuk memproduksinya. Apalagi sutera itu mempunyai sifat biodegradable (mudah terurai)”

Kapsul kepompong ulat sutera yang keras dapat digunakan untuk melindungi molekul sensitif, seperti antibodi dan protein lainnya, sehingga dapat mencegah kehilangan kualitas yang diinginkan.

Kapsul kepompong dapat digunakan juga untuk menyimpan obat-obatan terlarang atau vaksin yang akan diantarkan ke organ target.  Secara khusus, para peneliti dapat membantu mengembangkan terapi masa depan untuk penyakit neurodegenerative, karena kapsul dapat menembus jaringan darah otak, kata Shimanovich.

Aplikasi potensial lain dari  protein sutera alami yang telah tersimpan dalam kapsul buatan dapat digunakan untuk perawatan kulit karena luka bakar, kosmetik, pembuatan serat elastik untuk kepentingan implant biologis.

Penelitian Shimanovich disuport oleh Benoziyo Fund for the Advancement of Science; The Peter and Patricia Gruber Awards, dan George Lustgarten.

 

Selanjutnya ada di sini.

Please follow and like us:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *