Masalah inti dalam onkologi selalu berkaitan dengan kemampuan membedakan. Sel kanker dan sel normal, pada tingkat molekuler, hampir identik. Yang membedakan sel kanker adalah disfungsi regulasi, yaitu sekumpulan “sakelar” genetik yang berubah ke arah yang salah, sehingga menyebabkan pertumbuhan tak terkendali. Selama beberapa dekade, menemukan dan memanfaatkan sakelar-sakelar tersebut mengharuskan peneliti menelusuri sampel pasien secara manual, mencari pola yang sangat halus hingga hampir tak terlihat.
AI telah mengubah apa yang mungkin dilakukan. Sistem yang dilatih menggunakan basis data genomik yang mencakup puluhan ribu sampel kanker yang telah diurutkan kini mampu mengidentifikasi pola regulasi utama yang aktif secara khusus pada sel kanker dan tidak pada jaringan sehat di sekitarnya. Berbeda dengan biomarker dalam onkologi presisi generasi lama, ini merupakan tanda tangan genomik beresolusi tinggi yang mengodekan perbedaan antara kondisi ganas dan normal pada tingkat bagaimana gen diaktifkan dan dinonaktifkan.
Setelah tanda tangan tersebut diidentifikasi, hal itu membuka berbagai pendekatan yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan. AI membantu para peneliti merancang vaksin kanker yang dipersonalisasi, yang melatih sistem kekebalan tubuh untuk mengenali mutasi unik yang dihasilkan oleh tumor pasien.
Moderna dan Merck sudah berada dalam uji coba tahap akhir untuk pendekatan ini, dengan memanfaatkan infrastruktur mRNA yang sama seperti yang digunakan dalam vaksin COVID-19. AI juga membantu para insinyur mengembangkan sel CAR T yang lebih cerdas, yang menggunakan sinyal spesifik tumor untuk tetap aktif dalam lingkungan kanker yang bersifat imunosupresif, alih-alih kelelahan sebelum tugasnya selesai. Pada tahap paling awal dalam proses pengembangan, analisis berbasis AI terhadap data genomik dan pencitraan memungkinkan deteksi kanker bertahun-tahun sebelum gejala muncul, ketika tingkat kelangsungan hidup jauh lebih tinggi.
Bagaimana Kita Melawan Kanker Saat Ini
Kondisi mutakhir saat ini adalah para ilmuwan mengidentifikasi target alami yang terdapat pada atau di dalam sel tumor (protein, enzim, reseptor) dan mengembangkan obat untuk menargetkannya. Proses ini lambat, mahal, dan sangat terbatas. Hal ini karena target alami tersebut tidak hanya ada pada sel kanker, tetapi juga pada sel sehat. Obat apa pun yang mengaktifkan sistem kekebalan tubuh juga akan mengaktifkannya di tempat lain, menyebabkan respons badai imun yang berbahaya dan bersifat toksik.
Saat ini, satu-satunya cara yang diketahui untuk mengatasi hal ini adalah dengan menurunkan dosis. Namun, ketika dosis diturunkan, efektivitasnya juga menurun, sehingga meningkatkan kemungkinan kanker kambuh kembali.
Sering kali, ketika kanker kembali muncul, ia telah memiliki waktu untuk bermutasi dan mengembangkan resistensi terhadap obat.
Pada kanker paru-paru, bentuk paling mematikan yang menyebabkan sekitar 1,8 juta kematian secara global setiap tahun, telah terjadi kemajuan dan tingkat kelangsungan hidup 5 tahun hampir dua kali lipat dalam dua dekade terakhir. Namun demikian, hal ini tetap berarti sekitar 70% pasien yang didiagnosis akan meninggal dalam 5 tahun ke depan.
Cara Kerja Bioengineering Kanker Berbasis AI
Kecerdasan buatan jauh lebih berdampak dibanding sekadar chatbot cerdas. Meskipun AI yang membantu radiolog membaca hasil pemindaian lebih cepat atau algoritma yang menelusuri basis data obat untuk menemukan kandidat penggunaan ulang merupakan langkah awal yang baik, kita perlu memainkan permainan yang sepenuhnya berbeda.
Analogi yang mulai digunakan oleh para peneliti adalah bahwa pendekatan AI ini terhadap DNA dan biologi kanker setara dengan apa yang telah dicapai AlphaFold dalam ilmu protein. AlphaFold tidak menemukan protein; ia menguraikan aturan yang mengatur bagaimana protein melipat, sehingga untuk pertama kalinya memungkinkan analisis sistematis terhadap struktur protein.
Bioengineering kanker berbasis AI menguraikan aturan sirkuit genetik kanker dengan cukup baik untuk menulis program yang dapat berjalan di dalam sel tumor dengan presisi yang tidak pernah dimungkinkan oleh biomarker alami. Kita tidak hanya membaca kode—kita menulis ulang kode tersebut.
Mekanisme pengiriman membutuhkan terobosan tersendiri. Untuk mencapai sel kanker, muatan genetik sintetis harus terlebih dahulu melewati tubuh tanpa dihancurkan oleh sistem kekebalan. Nanopartikel lipid, teknologi yang sama di balik vaksin COVID-19, mulai muncul sebagai kendaraan utama.
Program selama pandemi membuktikan apa yang telah lama diduga oleh para peneliti: nanopartikel lipid dapat secara aman dan dalam skala besar mengantarkan muatan mRNA ke dalam sel manusia. Para bioengineer kini menyesuaikan infrastruktur ini untuk kanker serta untuk muatan DNA terapeutik yang bersifat sementara dan aman, dengan merekayasa permukaan nanopartikel agar dapat menghindari deteksi sistem imun dan memperpanjang waktu untuk mencapai target. Di sini juga, algoritma AI yang menganalisis kumpulan data besar dari pustaka senyawa masif mempercepat kemajuan.
China Sudah Mengambil Keunggulan
Namun, semua ini tidak akan berarti jika Amerika Serikat tidak menjadikannya prioritas strategis. China telah menjadikan bioteknologi sebagai prioritas strategis nasional, dengan menyalurkan dana pemerintah langsung ke startup bioteknologi, mempercepat proses regulasi, dan menciptakan ancaman nyata terhadap dominasi Amerika di sektor ini. Pada paruh pertama tahun lalu saja, industri farmasi mengalokasikan 48,5 miliar dolar AS untuk kesepakatan bioteknologi di China, lebih besar daripada total sepanjang tahun 2024. Sementara itu, modal ventura di Amerika Serikat masih didominasi oleh investasi pada AI dalam arti perangkat lunak semata. Startup AI menarik lebih dari 200 miliar dolar AS tahun lalu, setara dengan 50% dari seluruh pendanaan modal ventura. Sektor biofarmasi hanya memperoleh sekitar 26 miliar dolar AS.
Kesenjangan ini bukan sekadar inefisiensi pasar. Ini mencerminkan kegagalan dalam menyadari bahwa aplikasi AI paling berdampak pada dekade ini mungkin bukan hanya tentang membuat perangkat lunak lebih cerdas, tetapi tentang mengubah dunia fisik tempat kita hidup, serta memperluas biologi dari sekadar ilmu menjadi rekayasa dengan menjadikan sel dapat diprogram.
Bagaimana AS Dapat Memimpin Masa Depan Pengobatan Kanker
Agar Amerika Serikat memimpin masa depan pengobatan kanker, Kongres perlu membentuk dana investasi nasional khusus di bidang bioteknologi. Bukan hanya melalui Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H), yang masih sebagian besar disalurkan melalui institusi akademik, tetapi melalui mekanisme yang menyalurkan modal langsung ke perusahaan platform tahap awal dan menjaga kekayaan intelektual tetap berada di dalam negeri.
Investor institusional besar dan perusahaan modal ventura juga harus memainkan peran penting. Meskipun banyak yang telah beralih ke AI berbasis perangkat lunak, mereka perlu mempertimbangkan apakah teknologi yang mampu memprogram sel untuk melawan kanker tidak layak mendapatkan urgensi yang setidaknya setara dengan model bahasa besar berikutnya.
Terakhir, jalur peninjauan cepat baru dari FDA perlu diperluas secara eksplisit untuk terapi biologis berbasis platform, bukan hanya obat tunggal, agar perusahaan yang mengembangkan generasi berikutnya dari terapi kanker tidak harus menunggu satu dekade untuk mendapatkan kejelasan regulasi.
Ilmu pengetahuan sudah siap. Yang dibutuhkan adalah investasi yang kuat dan berkelanjutan dalam teknologi kedokteran presisi masa depan untuk mulai memprogram kanker melawan dirinya sendiri untuk pertama kalinya.
