Andy Sacks / Getty Images
Poin Penting
- Untuk mengurangi jumlah alergen dalam makanan seperti gandum dan kacang tanah, para ilmuwan secara genetik memodifikasi kode genetik yang menghasilkan protein alergen.
- Prosesnya melibatkan pengupasan protein alergen seperti yang terdiri dari gluten dalam gandum.
- Teknologi CRISPR memungkinkan ilmuwan menghilangkan alergen dengan mengubah kode genetik tanaman.
Di AS, satu dari 10 orang dewasa dan satu dari 13 anak-anak memiliki alergi makanan, dan jumlahnya terus meningkat. Dijuluki "Delapan Besar", sekelompok tanaman termasuk gandum, kacang tanah, dan kedelai menyebabkan 90% alergi makanan, menurut Departemen Pertanian AS (USDA).
Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan pergi ke sumbernya dengan memodifikasi tanaman secara genetik untuk menghasilkan lebih sedikit alergen.Sachin Rustgi, PhD, asisten profesor pemuliaan molekuler di Clemson University di Carolina Selatan, bekerja untuk mengurangi kandungan gluten gandum agar lebih dapat dimakan bagi penderita penyakit celiac dan sensitivitas gluten. Ia mempresentasikan penelitian timnya pada Pertemuan Tahunan ASA-CSSA-SSSA 2020 pada bulan November.
Tumbuh di India, Rustgi ingat orang-orang di komunitasnya mengalami "diare musim panas" di bulan-bulan hangat ketika orang-orang lebih sering makan roti gandum daripada roti berbahan jagung. Baru-baru ini para ahli mulai mengaitkan fenomena tersebut dengan penyakit celiac yang meluas dan ketidakpekaan gluten. Ia berharap dengan terciptanya varietas terigu hipoalergenik, masyarakat mampu mengonsumsi produk terigu tanpa perlu obat-obatan yang mahal.
“Jika kita dapat meningkatkan kualitas makanan dan itu akan membantu mengurangi beberapa jenis penyakit yang, menurut saya, perbaikan yang mudah daripada benar-benar menemukan obat-obatan atau semacamnya, karena itu menambah biaya hidup,” Rustgi memberitahu Verywell .
Hortense Dodo, PhD, pendiri dan kepala ilmuwan di IngateyGen, sebuah perusahaan teknologi makanan yang berbasis di North Carolina, telah bekerja selama beberapa dekade untuk merancang kacang hipoalergenik. Dia mengatakan dia menyadari bahwa orang dengan alergi kacang menjalani "kehidupan yang sangat stres", dan berharap pekerjaannya dapat meringankan beberapa tantangan yang terkait dengan alergi makanan.
“Kami ingin memastikan bahwa kami menemukan solusi baru untuk meredakan ketegangan, ketakutan dan emosi yang mengerikan bagi keluarga ketika mereka memiliki anak yang alergi kacang,” kata Dodo pada Verywell.
Apa Artinya Ini Untuk Anda
Para peneliti telah berhasil menciptakan beberapa tanaman bebas alergen yang terbukti aman untuk dikonsumsi. Namun, tanaman ini harus melalui proses persetujuan yang panjang oleh badan pengatur dan membuktikan dirinya dapat bertahan di pasar komersial. Para ahli mengatakan bahwa ketika makanan bebas alergen tersedia secara komersial, penting untuk diberi label dengan benar sehingga konsumen dapat memahami produknya.
Merancang Pabrik yang Lebih Aman
Ketika seseorang tidak toleran terhadap makanan seperti kacang, orang sering mengatakan bahwa mereka hanya memiliki "alergi kacang". Namun, ketidakpekaan ini, kata Dodo, dapat dikaitkan dengan satu atau beberapa protein alergen di tanaman. Kacang, misalnya, memiliki 16 protein yang terbukti menyebabkan reaksi alergi.
Dalam upayanya untuk mengembangkan tanaman kacang tanah yang hipoalergenik, tim peneliti Dodo menggunakan teknik pengeditan gen untuk menghilangkan alergen utama, meskipun beberapa alergen minor tetap ada.
“Kami memulai pekerjaan kami dengan fokus pada alergen utama,” kata Dodo. "Kami memiliki tanaman kacang tanah yang secara signifikan menurunkan alergenisitas secara keseluruhan."
Upaya awal untuk memodifikasi tanaman alergen secara genetik menggunakan teknologi yang disebut RNA Interference (RNAi). Teknik ini mengharuskan para ilmuwan untuk menyambungkan sepotong RNA asing — dari tanaman lain, misalnya — ke dalam kode genetik yang mereka coba modifikasi. Rustgi mengatakan timnya menggunakan RNAi untuk menargetkan dan menghilangkan gen yang bertindak sebagai "pengatur utama" untuk protein gluten yang menyebabkan reaksi alergi.
Kemudian, pada tahun 2012, para peneliti menunjukkan bahwa alat yang disebut CRISPR-Cas9, yang dikenal sebagai CRISPR, dapat digunakan untuk mengambil bagian DNA dan mengubah kode di bagian tersebut. CRISPR memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan dengan tepat bagian mana dari kode genetik mereka ingin berubah dan dapat melakukannya tanpa memasukkan RNA dari benda asing.
“CRISPR memperkenalkan versi alternatif gen sehingga Anda benar-benar dapat membuat mutasi titik,” kata Rustgi. “Itu berarti Anda tidak memperkenalkan, Anda hanya mengubah apa yang ada secara alami.”
Tanaman yang diedit menggunakan CRISPR juga dapat disetujui lebih cepat daripada yang menggunakan teknologi RNAi lama. “[CRISPR] adalah teknologi yang lebih bertenaga dan lebih presisi," kata Dodo. "Dalam hal regulasi, jauh lebih mudah untuk memasarkan produk Anda di AS".
Menarik bagi Konsumen
Bagi ilmuwan tanaman, perbedaan antara organisme hasil rekayasa genetika (GMO) yang menggunakan informasi genetik yang diimpor dan yang gennya diubah adalah penting untuk meyakinkan konsumen bahwa makanan yang dimodifikasi itu aman. Menurut jajak pendapat Pew Research Center 2016, 39% responden mengatakan makanan yang dimodifikasi secara genetik lebih buruk bagi kesehatan seseorang dan hanya 10% yang mengatakan makanan semacam itu lebih baik untuk kesehatan seseorang.
Rustgi mengatakan bahwa meskipun ada banyak orang dengan sensitivitas gluten di AS yang bersedia mencoba gandum transgenik, konsumen di banyak negara di seluruh dunia, terutama negara dengan tingkat melek huruf yang lebih rendah, mungkin skeptis terhadap makanan yang dimodifikasi secara genetik. Karena begitu banyak gandum yang ditanam di Amerika diekspor, Rustgi mengatakan gandum anti-alergen belum terbukti layak secara komersial.
“Kami tidak ingin membahayakan ekspor kami dengan benar-benar memiliki sesuatu yang tidak disukai oleh orang-orang yang mengimpor dari kami,” kata Rustgi. “Karena kita akan melihat lebih banyak orang menjadi melek huruf di negara tujuan ekspor kita, kita akan melihat perubahan ini.”
Belum ada produk gandum yang dimodifikasi secara genetik di pasaran. Mendapatkan persetujuan dari Food and Drug Administration (FDA) dan USDA bisa menjadi proses yang lama dan mahal dan beberapa konsumen mungkin memiliki kesalahpahaman bahwa gandum transgenik sebenarnya meningkatkan sensitivitas gluten.
Bagaimana Tanaman Hypoallergenic Mengukur
Penelitian menunjukkan bahwa sumber serat makanan penting untuk membangun dan memelihara mikrobioma usus yang kuat. Bakteri menguntungkan dan spesies lain di usus memakan prebiotik seperti serat dalam gandum.
Rustgi mengatakan bahwa dengan menghilangkan gluten dari gandum, tanaman kehilangan sedikit atau tidak ada nilai gizinya. Gluten, bagaimanapun, sangat penting untuk menciptakan struktur dan karakteristik kekenyalan dari banyak makanan yang dipanggang.
Gluten terdiri dari tiga jenis protein alergen. Bahan yang paling penting untuk memanggang, yang disebut glutenin molekul tinggi, dianggap aman secara umum untuk orang dengan kepekaan celiac dan gluten. Dengan menghilangkan alergen utama tetapi tetap mempertahankan molekul glutenin tinggi dalam tepung, tim Rustgi menemukan bahwa hipoalergenik tepung menghasilkan hasil yang mirip dengan tepung terigu yang tidak dimodifikasi.
“Itu bisa dipanggang menjadi roti yang cukup berkualitas — lebih baik daripada sesuatu yang dibuat dari beras,” katanya.
Setelah tiga tahun pengujian lapangan, Dodo mengatakan kacang yang mengurangi alergen tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam rasa atau pertumbuhan dibandingkan dengan kacang komersial.
Rustgi dan Dodo menekankan bahwa ketika produk makanan anti-alergen berhasil mencapai pasar konsumen, pelabelan yang jelas sangat penting. Daripada hanya mengklaim bahwa berbagai gandum atau kacang tanah bebas alergen akan menyesatkan, Rustgi mengatakan, karena orang perlu tahu persis protein mana yang dikandung makanan dan mana yang hilang.
Kedua peneliti mengatakan mereka berharap untuk terus mengembangkan tanaman yang sedekat mungkin dengan bebas alergen.
"Kelompok yang berbeda atau laboratorium yang berbeda menggunakan alat yang berbeda atau teknologi yang berbeda," kata Dodo. "Tapi saya pikir secara keseluruhan semua orang peduli tentang memberikan solusi untuk masalah alergi."
