Untuk mengendalikan penyakit yang telah menginfeksi lebih dari 23 juta orang di seluruh dunia, berbagai perusahaan berlomba membuat vaksin dan obat COVID-19. Salah satu kunci dalam penemuan vaksin tersebut berasal dari kemampuan penerapan ilmu bioteknologi.

Bioteknologi merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari teknologi pemanfaatan makhluk hidup dalam skala besar untuk menghasilkan produk yang berguna bagi manusia. Vaksin merupakan sediaan biologis yang diberikan kepada individu sehat untuk menyiapkan sistem kekebalan tubuh terhadap serangan infeksi bakteri atau virus patogen (penyebab penyakit).

Vaksin dapat berisi patogen yang sudah dilemahkan atau komponen antigen (dikenali oleh sistem imun) dari patogen tersebut, biasanya berupa protein di permukaan sel atau partikel virus yang dapat dikenali oleh antibodi pada sistem imun.

Pengajar Fakultas Biotechnology, Indonesia International Institute for Life Science (i3L) Ihsan Tria Pramanda menyatakan, pengembangan vaksin terkait erat dengan bioteknologi. Teknik-teknik bioteknologi modern seperti rekayasa genetika dan kultur sel memungkinkan pengembangan vaksin dilakukan dengan efektif, cepat, dan ekonomis.

Teknologi DNA rekombinan memungkinkan antigen dari suatu patogen untuk diproduksi pada sel inang yang relatif tidak patogenik (misalnya bakteri E. coli atau ragi) sehingga tidak perlu dipanen langsung dari patogen aslinya.

“Selain itu, saat ini juga sedang dikembangkan vaksin berbahan dasar materi genetik (DNA atau RNA) dari patogen (termasuk untuk COVID-19) sehingga produksi antigen dapat langsung terjadi pada tubuh individu penerima vaksin,” Kata Ihsan dalam keterangan tertulis di Jakarta, Senin (24/8/2020).

Produksi vaksin secara komersil juga menerapkan disiplin bioteknologi yang disebut bioproses. Mencakup proses hulu (seperti penyiapan media tumbuh, sel produksi, dan optimasi kondisi produksi) hingga proses hilir (pemanenan produk, pemurnian produk, serta penanganan limbah produksi).

Ihsan menjelaskan bahwa metode baku dalam pembuatan vaksin bergantung pada tipe vaksin yang ingin diproduksi. Beberapa vaksin menggunakan sel atau partikel patogen secara langsung. Untuk tipe ini, patogen ditumbuhkan langsung pada medium pertumbuhan spesifik (atau pada kultur sel hidup untuk patogen virus) dan kemudian dipanen setelah mencapai jumlah tertentu.

Sel atau partikel patogen kemudian dilemahkan (atenuasi) atau dimatikan (inaktivasi). Misalnya dengan panas atau zat kimia tertentu, sebelum diformulasikan sebagai sediaan vaksin proses produksi vaksin tipe ini relatif sederhana dan fasilitas untuk produksi skala besar sudah banyak tersedia.

“Namun masih ada resiko patogen kembali aktif serta titer (jumlah) antigen yang dihasilkan relatif terbatas,” ungkapnya.

Industri nasional perlu melakukan pengelolaan limbah dengan baik agar bisa menerapkan konsep ramah lingkungan. Oleh karena itu, dibutuhkan bioteknologi untuk mewujudkan hal tersebut.

Dosen Fakultas BioTechnology, Indonesia International Institute for Life Sciences (i3L) Putu Virgina Partha Devanthi menjelaskan rekayasa mikroorganisme maupun tumbuhan untuk mengeliminasi bahkan mengubah limbah menjadi produk yang bernilai tambah, seperti bahan bakar sudah dapat dilakukan.

“Tidak hanya dapat digunakan untuk menanggulangi limbah, tapi bioteknologi dapat digunakan sebagai solusi penanggulangan limbah yang sustainable,” kata Putu dalam keterangan resminya, Selasa (22/12/2020).

Pada dasarnya semua limbah yang berasal dari alam dan biodegradable dapat ditanggulangi dengan memanfaatkan mikroorganisme, misalnya sampah makanan, limbah pertanian, termasuk minyak bumi. Adapula mikroorganisme yang mampu mengeliminasi logam berat dan bahan radioaktif.

Bahkan, saat ini semakin banyak penelitian yang menunjukkan adanya mikroorganisme yang mampu mendegradasi plastik, meskipun diperlukan penelitian lebih lanjut agar dapat diaplikasikan di skala industri.

Putu menambahkan bioteknologi dapat membantu untuk mencegah atau mengurangi bertambahnya jenis maupun jumlah limbah baru. Dengan bioteknologi, maka produk-produk berbasis biologi yang lebih ramah lingkungan dan keberlanjutan ekologis dapat dikembangkan.

“Misalnya bioplastik, biofuel, dan masih banyak lagi,” jelas dosen i3l tersebut.

Ia menambahkan perlu dilakukan riset terus menerus untuk mengeksplorasi mikroorganisme di Indonesia yang begitu beragam. Sehingga di kemudian hari masyarakat juga dapat memanfaatkannya untuk mengolah jenis limbah yang lebih beragam.Bioteknologi juga berkontribusi untuk memulihkan sumber energi.

Terlebih saat ini Indonesia sangat bergantung pada sumber energi yang tidak terbarukan yang bersumber dari energi fosil.Energi terbarukan kini amat dibutuhkan sebagai upaya untuk mengatasi semakin menipisnya ketersediaan sumber energi fosil.

Saat ini, energi terbarukan menjadi isu besar yang berpotensi mengubah peta geopolitik energi dunia. Kemajuan teknologi dan penurunan biaya teknologi membuat energi terbarukan tumbuh lebih cepat daripada sumber energi lainnya.

“Bioteknologi dapat memberikan solusi untuk mendiversifikasi sumber energi kita saat ini. Misalnya saja melalui produksi biogas, bioetanol, dan biodiesel,” pungkasnya.

Saat ini, Jawa Tengah (Jateng) sebagai daerah pengembangan industri baru telah melahirkan beberapa kawasan, di antaranya Kawasan Industri Kendal, Batang dan Kawasan Industri Brebes.

Disamping itu, Jateng juga sudah jadi daerah tujuan investasi di pulau Jawa, terutama di wilayah Semarang Raya dan Solo Raya.Terkait itu, industri tumbuh tentu menimbulkan konsekuensi hadirnya pencemaran.

Untuk itu, Kementerian Perindustrian (Kemenperin) telah menyiapkan teknologi pencegahan pencemaran industri melalui Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri (BBTPPI).

Di sisi lain, untuk menjawab permasalahan itu, BBTPPI Kemenperin mengadakan Bimbingan Teknis (Bimtek) Pengelolaan Limbah Industri secara online di Semarang. Melibatkan IKM produk pangan, batik dan industri yang berada di sekitar Solo Raya. Pesertanya meliputi 40 Industri Menengah Besar, 50 IKM di Solo Raya dan 110 industri lain se-Jateng yang berpotensi bermasalah dalam pengolahan limbah, akhir pekan lalu.

Dalam sambutannya, Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Industri (BPPI) Kemenperin, Doddy Rahadi, mengatakan pihaknya saat ini telah mengidentifikasi isu-isu yang harus dihadapi di sektor industri tanah air. Salah satunya adalah isu pencemaran sungai Bengawan Solo akibat limbah industri dan peternakan di sekitar DAS Bengawan Solo.

"Hal ini sejalan dengan kebijakan Gubernur Provinsi Jateng terkait dengan pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran pada sungai Bengawan Solo," kata Doddy di Jakarta, dikutip Sabtu (26/9/2020).

Untuk mengendalikan dampak negatif dari limbah industri, menurutnya, pengelolaan limbah yang dihasilkan harus sesuai dengan karakteristik dari limbah tersebut. Karena saat ini perkembangan teknologi pengelolaan limbah industri terus berkembang sejalan dengan makin tingginya permasalahan lingkungan.

Dia menyampaikan juga apresiasi untuk BBTPPI yang telah melakukan inovasi-inovasi teknologi dalam pengelolaan limbah industri, seperti PLANET 2020 (Pollution Prevention based on Anaerobic-Aerobic-Wetland Integrated Technology 2020). HAOP (Hybrid Advance Oxidation Process), Elektro-Flotasi, Online Monitoring Emisi (Adaptive Monitoring System) dan Online Monitoring Air Limbah.

"Saya mengimbau untuk dunia industri tidak perlu lagi bergantung teknologi impor dalam mengelola limbahnya. Karena Kemenperin telah memiliki teknologi pengolahan limbah cair yang berbasis teknologi biologi, fisika, kimia, maupun teknologi lanjutan bersifat Advance Oxidation Process," urainya. 

Indonesia menghadapi masalah penyediaan pangan yang disebabkan karena degradasi sumber daya lahan, produktivitas yang merendah, dan perubahan iklim global yang juga dapat berdampak negatif terhadap produksi pangan.

Bioteknologi dipandang dapat meningkatkan kuantitas dan kualitas pertanian. Rekayasa organisme tersebut mampu menciptakan bibit unggul, varietas tanaman unggul, biopestisida, dan pupuk hayati yang ramah lingkungan. Dengan adanya perbaikan pertanian tersebut diharapkan dapat meningkatkan produksi pangan nasional.

Pengajar Fakultas BioTechnology, Indonesia International Institute for Life Sciences (i3L) Putu Virgina mengatakan tingginya jumlah populasi di bumi saat ini yang diprediksi terus meningkat hingga 9.7 miliyar pada tahun 2050 memaksa untuk meningkatkan produksi pangan untuk mencegah kelaparan. Kondisi ini diperparah dengan keterbatasan jumlah lahan subur yang dapat ditanami.

"Teknologi rekayasa genetika mampu menghasilkan tanaman dengan produktivitas yang lebih tinggi sehingga produksi pangan dapat ditingkatkan dengan jumlah lahan yang terbatas," kata Putu Virgina dalam keterangan resminya.

Ia menambahkan dengan adanya teknologi rekayasa genetika yang memungkinkan untuk merekayasa mahkluk hidup sehingga memiliki sifat yang kita inginkan. Dengan teknologi ini, dapat menghasilkan tanaman yang tahan hama serta cuaca ekstrim, dan juga memiliki produktivitas yang lebih tinggi.

Kualitas pangan dapat ditingkatkan salah satunya dengan menunda atau memperlambat proses pematangan buah sehingga tidak mudah busuk selama proses distribusi dan penyimpanan.

"Tomat yang dikenal dengan nama Flavr Savr merupakan salah satu contoh tomat yang DNA-nya telah direkayasa sehingga tidak cepat membusuk," jelasnya.

Selain itu, kualitas pangan juga dapat ditingkatkan dengan memperkaya kandungan nutrisi pada pangan tersebut. Salah satu contohnya adalah Golden Rice, yang merupakan beras yang telah disisipi gen dari bakteri sehingga dapat menghasilkan beta karoten. Beta karoten tersebut akan diubah oleh tubuh menjadi vitamin A ketika dikonsumsi.

Penerapan bioteknologi pada pertanian Indonesia berpeluang untuk meningkatkan keuntungan. Salah satu contoh adalah produksi ikan salmon oleh perusahaan bioteknologi di US, AquaBounty.

Dengan menyisipkan gen dari salmon Chinook, perusahaan ini dapat menghasilkan salmon dengan ukuran 2 kali lebih besar dalam waktu yang lebih singkat.

Tentunya, bila bioteknologi dapat diterapkan di Indonesia maka dapat mendorong budidaya perikanan.

Peran praktisi, peneliti, dan industri bioteknologi dalam membantu mewujudkan kedaulatan pangan sangat strategis dalam kaitannya dengan riset, pengembangan, dan penggunaan tanaman hasil rekayasa genetika serta produk bioteknologi lainnya di Indonesia.

Indonesia International Institute for Life Sciences (i3L) memiliki kepedulian untuk menyebarluaskan pemahaman mendalam pada masyarakat Indonesia tentang bioteknologi dan bagaimana aplikasinya di sektor pertanian dan pangan di Indonesia.