KANSER merupakan penyakit kompleks yang terus mencabar para penyelidik perubatan di seluruh dunia.
Graphene oksida (GO) merupakan bahan nano dua dimensi yang telah menarik minat penyelidik disebabkan sifat fisiko-kimia yang unik.
Ia berpotensi untuk digunakan dalam pelbagai aplikasi bioperubatan termasuk rawatan kanser.
GO terdiri daripada lapisan atom karbon yang tersusun dalam bentuk heksagonal dan mempunyai ketebalan tinggi.
Ia disebabkan oleh kumpulan berbilang oksigen berfungsi yang melekat pada permukaannya.
Selain itu, GO mempunyai luas permukaan yang besar kerana sifatnya yang mengalami pengelupasan lapisan atom karbon untuk menghasilkan struktur berpori.
Secara semula jadi GO adalah bersifat hidrofilik yang memudahkan ia larut dalam air.
Atom oksigen yang berfungsi pada permukaan GO memudahkan pelbagai kaedah kefungsian untuk memodifikasi sifat permukaannya, sekali gus berinteraksi dengan pelbagai ligan, protein atau agen terapeutik tertentu.
Situasi ini dapat meningkatkan kesesuaian GO untuk pelbagai aplikasi bioperubatan.
Dalam pada itu, GO mempunyai sifat konduktiviti elektrik yang tinggi sehingga menyebabkan GO digunakan secara meluas dalam peralatan elektrik dan elektronik serta peranti sensor.
GO dapat disintesis daripada sintetik grafit melalui kaedah Hummers’ yang dimodifikasi.
Proses sintesis ini melibatkan tindak balas bahan awal di mana grafit dicampurkan dengan campuran asid nitrik dan asid sulfat dalam keadaan beku. Kemudian, campuran ini dipanaskan dan direaksikan dengan kalium permanganat.
Proses ini menyebabkan oksidasi dan pengelupasan lapisan grafit menjadi lapisan tipis GO.
Sementara itu, GO dapat digunakan sebagai elemen sensor dalam pembangunan biosensor untuk mengesan biopenanda kanser.
Dalam kaedah ini, GO berfungsi sebagai platform di mana ligan atau antibodi spesifik terhadap biopenanda kanser boleh diikat.
Apabila biopenanda tersebut berikatan dengan ligan, ia akan mengubah keadaan permukaan GO, sekali gus menghasilkan isyarat yang boleh dikesan.
Biosensor berdasarkan GO telah digunakan untuk mengesan biopenanda seperti protein tumor spesifik, asid nukleik dan makromolekul lain berkaitan kanser.
Penggunaan GO dalam imbasan fototerma turut diteroka untuk mengesan kanser dengan lebih sensitif.
Dalam kaedah ini, GO berfungsi sebagai agen imbasan yang dapat menyerap cahaya inframerah dekat dengan lebih efisien.
Setelah terkena cahaya inframerah, GO akan memanaskan tisu sekitarnya dan menghasilkan perubahan suhu.
Imbasan ini dapat digunakan untuk mengesan perbezaan suhu pada tisu normal dan tisu kanser.
Keadaan ini boleh menggambarkan kawasan yang disyaki kanser dengan lebih tepat.
Selain itu, GO digunakan dalam pengesanan asid nukleik yang berkaitan dengan kanser seperti mutasi genetik.
Teknik pengesanan DNA/RNA telah dibangunkan dengan menggunakan sifat struktur permukaan GO dan kemampuannya untuk membentuk hibrida dengan asid nukleik.
Dalam masa sama, GO telah digunakan dalam pembangunan imbasan optik untuk mengesan kanser.
Penggunaan GO dalam imej optik, seperti mikroskopi fluoresensi membolehkan pengesanan sel kanser dengan lebih jelas melalui sifat pemancarannya yang khas.
GO mempunyai luas permukaan yang besar bagi membolehkan ubat-ubat kanser diikat atau diserap ke permukaannya.
Ubat-ubat ini kemudian boleh dikeluarkan secara berperingkat ke dalam kawasan sasaran kanser.
Kemampuan ini membolehkan pengurangan dos ubat yang diperlukan dan mengurangkan kesan sampingan terhadap tisu normal.
Permukaan GO juga boleh difungsikan dengan ligan atau antibodi yang berikatan dengan biopenanda kanser spesifik.
Ini membolehkan GO berfungsi sebagai pembawa ubat yang berorientasikan sasaran ke arah sel kanser. Penghantaran ubat dengan GO juga boleh dirancang untuk diaktifkan oleh faktor luaran seperti cahaya atau suhu.
Contohnya, GO boleh digunakan sebagai platform untuk ubat-ubat bersifat fototerapi.
Apabila terdedah kepada cahaya inframerah dekat, GO dapat memanaskan dan melepaskan ubat secara terkawal serta membunuh sel kanser dengan tepat.
Selain itu, GO boleh menghantar gabungan ubat-ubat kanser yang berbeza dalam satu platform untuk meningkatkan keupayaan membunuh sel kanser.
GO mempunyai sifat fototerma yang luar biasa, ia boleh menyerap cahaya inframerah dekat dengan efisien dan mengubahnya menjadi haba.
Apabila terkena cahaya inframerah dekat, GO akan dapat memanaskan kawasan sekitarnya dengan cepat dan mencapai suhu yang memusnahkan sel kanser, sementara tisu normal tetap terpelihara.
Permukaan GO dapat difungsikan dengan ligan atau antibodi yang berikatan dengan biopenanda kanser spesifik.
Ini membolehkan GO dihantar secara tepat ke arah sel kanser yang akan meningkatkan kesan terapi dan mengurangkan kerosakan terhadap tisu normal.
GO juga dapat digunakan sebagai tambahan kepada agen fototermal lain seperti nanopartikel emas untuk meningkatkan efisiensi terapi fototermal.
Kombinasi ini akan menghasilkan pemanasan yang lebih efektif dan terkawal dalam membunuh sel kanser.
Dalam pada itu, imunoterapi adalah pendekatan rawatan kanser yang merangsang sistem imun badan untuk mengenal pasti dan memusnahkan sel kanser.
GO turut berupaya membawa perangsang imun ke kawasan kanser yang tepat untuk memaksimumkan kesan imunoterapi terhadap sel kanser.
Akhir sekali, pembangunan teknologi untuk menyintesis dan kaedah fungsian GO harus dibangunkan secara konsisten dan efektif.
Namun, penting untuk mengambil pendekatan berhati-hati dalam pembangunan dan penggunaan aplikasi berdasarkan GO untuk memastikan keselamatan serta keberkesanannya.
Dr. Rafeezul Mohamed merupakan Pensyarah Kanan di Jabatan Sains Bioperubatan, Institut Perubatan dan Pergigian Termaju, Universiti Sains Malaysia.
