Para peneliti di Oregon State University telah mengembangkan strategi eksperimental yang menjanjikan untuk mengobati glioblastoma, bentuk kanker otak paling agresif. Kurang dari 30% pasien bertahan hidup dua tahun setelah diagnosis.
Penelitian yang dipimpin oleh Oleh Taratula, Olena Taratula dan Yoon Tae Goo dari Sekolah Tinggi Farmasi OSU ini berfokus pada dua masalah besar yang telah lama membatasi pengobatan glioblastoma. Pertama, terapi harus melewati sawar darah-otak, jaringan sel yang dikontrol ketat yang melindungi sistem saraf pusat dari zat yang bersirkulasi dalam darah. Kedua, pengobatan harus menjangkau sel tumor tanpa mempengaruhi jaringan sehat.
Nanopartikel berlapis gula menargetkan tumor otak
Pada model tikus, para peneliti menguji nanopartikel lipid yang diisi dengan materi genetik yang dirancang untuk mengembalikan kemampuan tubuh dalam menekan pertumbuhan tumor. Partikel-partikel tersebut kemudian dilapisi dengan lapisan gula yang membantunya memasuki otak dan terkonsentrasi di dalam tumor.
Menurut hasil yang diterbitkan dalam Journal of Controlled Release, pendekatan ini meningkatkan waktu kelangsungan hidup rata-rata sebesar 50% pada tikus dengan glioblastoma.
Gula yang digunakan dalam pelapisan adalah manosa, yang berkaitan erat dengan glukosa, sumber energi utama tubuh. Sel-sel yang melapisi pembuluh darah di otak mengandung transporter yang disebut GLUT1 yang biasanya mengangkut glukosa ke sistem saraf pusat. GLUT1 juga dapat mengenali mannose, memungkinkan nanopartikel terlapis menggunakan jalur yang sama untuk melintasi sawar darah-otak.
“Darah mengandung konsentrasi glukosa yang relatif tinggi, dan inilah yang bersaing dengan nanopartikel untuk mendapatkan perhatian GLUT1,” kata Oleh Taratula. “Agar nanopartikel dapat mencapai hal ini, mereka membutuhkan permukaan gula yang dilapisi secara padat, dan ini adalah inovasi utama kami. Dengan menghubungkan mannose secara kimia dengan kolesterol, komponen struktural utama nanopartikel, kami telah meningkatkan cakupan permukaan enam kali lipat.”
Memberikan mRNA penekan tumor
Partikel nano membawa messenger RNA yang mengarahkan sel untuk memproduksi PTEN, protein yang membantu mencegah pertumbuhan tumor yang tidak terkendali. PTEN seringkali tidak ada atau tidak aktif pada sel glioblastoma.
Untuk mencegah mRNA rusak sebelum mencapai targetnya, para peneliti menambahkan turunan kolesterol bermuatan positif yang membantu menjaga materi genetik terkunci dengan aman di dalam nanopartikel.
Sel glioblastoma juga menghasilkan tingkat GLUT1 yang sangat tinggi. Perbedaan ini memungkinkan partikel berlapis gula menumpuk lebih banyak di tumor setelah memasuki otak.
“Glioblastoma diprogram ulang secara metabolik dan mengekspresikan GLUT1 tiga kali lipat tingkat jaringan otak normal, sehingga partikel cenderung terakumulasi di jaringan tumor setelah melewati sawar darah-otak,” kata Olena Taratula. “Dan memulihkan ekspresi PTEN dalam sel tumor akan mengembalikan kontrol pertumbuhan. Setelah pemberian dosis berulang, penyusutan tumor terjadi tanpa toksisitas organ yang terukur.”
Kanker yang mematikan dan sulit diobati
Glioblastoma mempengaruhi sekitar 3,19 orang per 100.000 di Amerika Serikat. Penyakit ini lebih sering terjadi pada pria dibandingkan wanita dan usia rata-rata saat terdiagnosis adalah 64 tahun. Lebih dari 95% pasien meninggal dalam waktu lima tahun setelah diagnosis.
Vincent Cataldi, Vladislav Grigoriev, Neera Yadav, Tetiana Korzun, Chao Wang dan Adam Alani dari Fakultas Farmasi juga berkontribusi dalam penelitian ini.
Penelitian ini didukung oleh National Cancer Institute of National Institutes of Health, Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development, dan National Research Foundation of Korea.
