Stroke bukan sekadar masalah medis. Ia adalah tragedi personal dan sosial. Dalam sekejap, seseorang bisa kehilangan kemampuan bicara, berjalan, atau bahkan mengenali orang terdekatnya. Ini adalah momen ketika waktu adalah otak—setiap menit berarti 1,9 juta neuron menghilang. Saat terapi stroke konvensional seperti obat trombolitik (penghancur bekuan darah) dan prosedur mekanis memiliki batas waktu dan risiko serius seperti perdarahan otak, dunia sains mulai menoleh ke arah yang berbeda: nanobubbles.
Apa itu nanobubbles? Bayangkan gelembung gas yang sangat kecil—kurang dari 200 nanometer, bahkan lebih kecil dari sel darah merah—yang tidak meledak begitu saja, tapi membawa oksigen atau obat-obatan melintasi penghalang biologis tubuh, termasuk blood-brain barrier (BBB), penjaga eksklusif otak kita. Teknologi ini berasal dari industri pengolahan air, namun dalam dekade terakhir, para ilmuwan mulai menyadari: jika nanobubbles bisa menstabilkan gas seperti oksigen dalam air limbah, mengapa tidak di dalam tubuh manusia?
Menyelamatkan Otak dari Dalam
Ketika stroke terjadi, darah tidak mengalir ke sebagian otak. Akibatnya, jaringan otak kekurangan oksigen dan energi. Tapi tidak semua area langsung mati. Ada wilayah penumbra—zona abu-abu antara hidup dan mati, yang masih bisa diselamatkan jika diberi oksigen dengan cepat dan efisien. Masalahnya, terapi oksigen hiperbarik bisa menimbulkan efek samping, bahkan kerusakan akibat stres oksidatif (produksi berlebihan radikal bebas). Di sinilah nanobubbles unjuk gigi.
Nanobubbles yang membawa oksigen, disebut O₂-NBs (oxygen nanobubbles), bisa menembus BBB dan melepaskan oksigen secara perlahan dan terkontrol langsung ke jaringan otak yang sekarat. Ini bukan sekadar pasokan oksigen. Ini adalah penyelamatan selular yang presisi: menjaga produksi ATP (energi sel), melindungi mitokondria (pabrik energi dalam sel), dan menstabilkan neuron yang nyaris mati.
Lebih dari Oksigen: Obat dalam Gelembung
Nanobubbles juga bisa menjadi pengantar obat. Bayangkan obat anti-inflamasi atau antioksidan dibungkus dalam gelembung gas mini, ditargetkan langsung ke lokasi peradangan otak setelah stroke. Kombinasi superoxide dismutase mimetik (antioksidan tiruan) atau interleukin-1 receptor antagonis dalam nanobubbles bisa meredam badai sitokin (reaksi peradangan ekstrem) yang memperparah kerusakan otak pasca-stroke. Ini bukan sekadar mengurangi pembengkakan—ini tentang menyelamatkan sinaps dan menjaga konektivitas otak.
Nanobubbles dan Gelombang Suara
Salah satu kemampuan ajaib nanobubbles adalah responsnya terhadap ultrasound (gelombang suara). Saat dipaparkan ultrasound, nanobubbles bisa “meledak” secara terkendali, menciptakan mikrojet yang membantu menghancurkan bekuan darah. Ini dikenal sebagai sonothrombolysis. Hasilnya? Dosis obat penghancur bekuan seperti tPA bisa dikurangi setengah tanpa kehilangan efektivitas. Ini bukan hanya efisien, tapi juga mengurangi risiko perdarahan—mimpi dari setiap ahli saraf.
Mengaktifkan Kekuatan Penyembuhan Otak
Tubuh manusia punya mekanisme penyembuhan sendiri. Nanobubbles memperkuat itu. Mereka mengaktifkan jalur Nrf2 (nuclear factor erythroid 2–related factor 2), semacam tombol darurat yang membuat sel memproduksi protein pelindung seperti HO-1 dan NQO1. Ini membantu menetralisasi radikal bebas dan mencegah kematian sel.
Tak hanya itu, nanobubbles memperkuat sinyal BDNF (brain-derived neurotrophic factor)—protein yang membantu pertumbuhan sinaps, pembentukan cabang dendrit (bagian sel saraf), dan koneksi antarsel saraf. Ini adalah dasar dari pembelajaran, ingatan, dan pemulihan fungsi kognitif pasca-stroke.
Nanobubbles bahkan meniru kondisi hipoksia ringan dengan menstabilkan HIF-1α (hypoxia-inducible factor 1-alpha), protein yang mendorong pembentukan pembuluh darah baru (angiogenesis). Jadi, bukan hanya neuron yang dibantu, tapi juga infrastruktur pembuluh darah otak diperbaiki. Ini penting untuk menjaga pasokan oksigen jangka panjang.
Jembatan untuk Sel Punca dan Terapi Gen
Nanobubbles bukan sekadar pembawa gas atau obat. Mereka bisa menjadi kendaraan bagi sel punca (stem cell) dan terapi gen. Bayangkan nanobubbles yang membawa sel punca langsung ke daerah otak yang rusak, lalu dengan ultrasound ringan, gelembung itu pecah dan melepaskan sel punca di tempat yang tepat. Atau membawa sistem CRISPR-activator untuk mengaktifkan gen penyembuhan seperti Sox2, yang membantu diferensiasi sel punca menjadi neuron baru. Ini seperti menanam bibit baru di tanah yang telah dibersihkan dari gulma.
Mengubah Peradangan Menjadi Pemulihan
Setelah stroke, sistem kekebalan tubuh seringkali bereaksi berlebihan, memperburuk kerusakan. Nanobubbles membantu menenangkan sistem imun ini. Mereka menghambat jalur TLR4/NF-κB—jalur yang memicu pelepasan sitokin peradangan seperti IL-6 dan TNF-α. Nanobubbles juga mendorong dominasi sel imun yang memperbaiki jaringan (fenotipe M2) dibandingkan sel yang merusak (fenotipe M1). Dengan kata lain, mereka mengalihkan sistem imun dari mode serang ke mode sembuh.
Manusiawi dan Filosofis: Mengembalikan Diri
Stroke bukan hanya kehilangan fungsi tubuh. Ia bisa menghapus identitas, kreativitas, bahkan ingatan akan siapa diri kita. Salah satu bagian paling menyentuh dari riset nanobubbles adalah potensinya dalam memulihkan qualia—pengalaman subyektif seperti keindahan seni, kehangatan emosi, dan kesadaran diri.
Ketika jaringan otak diperbaiki, koneksi antara wilayah seperti precuneus dan dorsolateral prefrontal cortex kembali tersambung. Di sinilah empati, imajinasi, dan theory of mind (kemampuan memahami orang lain) hidup. Melalui teknologi ini, bukan hanya kemampuan bicara atau gerak yang kembali—tapi juga bagian terdalam dari kemanusiaan kita.
Masa Depan: Stroke Sebagai Awal, Bukan Akhir
Kemampuan nanobubbles untuk membawa muatan terapeutik, melewati BBB, menargetkan area spesifik, dan mengaktifkan pemulihan sistemik menjadikannya sebagai “Swiss Army knife” dunia kedokteran. Penelitian terbaru menunjukkan nanobubbles bisa memodulasi ekspresi gen tertentu, mengaktifkan neurogenesis melalui Wnt/β-catenin, bahkan memperkuat pertumbuhan akson yang terhambat oleh jaringan parut glial (glial scar).
Berkat bantuan machine learning serta bioinformatika, distribusi nanobubbles bisa diprediksi secara akurat. Artinya, dokter di masa depan bisa memilih waktu dan dosis terbaik hanya dengan pemindaian dan algoritma. (Dokter Dito Anurogo MSc PhD, alumnus IPCTRM College of Medicine Taipei Medical University Taiwan, dosen tetap di Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Makassar Indonesia, peneliti di Institut Molekul Indonesia, organisatoris di berbagai organisasi (misalnya PDPOTJI), pengurus MABBI di bidang kerjasama, kolumnis berbagai media nasional, penulis profesional, trainer berlisensi BNSP, reviewer puluhan jurnal nasional dan internasional).
