HONG KONG SAR – Media OutReach – Sebuah tim penelitian kolaboratif dari Hong Kong Baptist University (HKBU) telah mensintesis nanopartikel yang disebut TRZD yang dapat melakukan fungsi ganda untuk mendiagnosis dan mengobati glioma di otak. Partikel nano ini memancarkan cahaya luminescent terus menerus untuk pencitraan jaringan glioma in vivo dan menghambat pertumbuhan sel tumor dengan membantu penghantaran obat kemoterapi yang ditargetkan.

Nanopartikel TRZD menawarkan harapan untuk diagnosis dini dan pengobatan glioma, terutama glioma serebelar, yang bahkan lebih sulit dideteksi dan diobati dengan metode yang ada. Hasil penelitian telah dipublikasikan di Science Advances – jurnal ilmiah internasional.

Keterbatasan metode diagnostik dan terapeutik yang ada

Glioma adalah tumor otak primer ganas yang paling umum dan menyumbang sekitar sepertiga dari semua tumor otak. Magnetic resonance imaging (MRI) biasanya digunakan untuk mendiagnosis glioma, tetapi teknologinya tidak sensitif. Glioma cerebellar, tumor otak yang relatif jarang, bahkan lebih sulit dideteksi dengan MRI. Untuk memudahkan deteksi dan pengobatan dini, diperlukan metode alternatif dengan sensitivitas dan akurasi yang lebih baik untuk diagnosis glioma.

Doxorubicin, agen kemoterapi, adalah pengobatan yang efektif untuk glioma. Namun, penerapannya juga dapat merusak sel normal dan dikaitkan dengan berbagai efek samping. Untuk meningkatkan kemanjuran klinis doxorubicin dan meminimalkan efek sampingnya, diperlukan metode baru untuk mengaplikasikan obat ke sel tumor dengan cara yang lebih tepat sasaran.

Untuk memenuhi kebutuhan diagnosis dan pengobatan glioma, tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Wang Yi, Asisten Profesor Departemen Kimia HKBU dan Profesor Law Galai, Seorang co-lead professor dari Department of Chemical Technology and Applied Biology of Hong Kong Polytechnic University, telah mensintesis nanopartikel near-infrared continuous luminescent (NIR) baru yang disebut TRZD, mungkin memainkan peran ganda dalam pencitraan dan sebagai pembawa obat untuk terapi glioma.

TRZD memiliki sifat pendaran NIR terus menerus setelah eksitasi ultraviolet (UV). Struktur dasar TRZD adalah kombinasi partikel nano, sarat dengan struktur berpori silika, menjadikannya pembawa partikel doxorubicin yang andal. Permukaan TRZD dilapisi dengan membran sel darah merah untuk meningkatkan stabilitas dan disematkan dengan peptida T7. Peptida T7 dengan afinitas yang kuat untuk reseptor transferin berlimpah di permukaan sel tumor dan mereka dapat memfasilitasi penetrasi TRZD melintasi penghalang darah-otak.

Probe pencitraan untuk diagnosis glioma

Tim mengevaluasi keefektifan TRZ (yaitu, TRZD bebas doxorubicin) dalam pencitraan glioma menggunakan model tikus. Pertama, partikel TRZ dieksitasi dengan sinar UV untuk memulai pendaran. Tikus dengan jaringan tumor yang disuntikkan ke otak dan serebelum kemudian diobati dengan TRZ. Selama 24 jam berikutnya, pendaran TRZ terdeteksi di lokasi tumor tikus.

Namun, ketika percobaan yang sama dilakukan dengan TRZ tanpa peptida T7 dan TRZ tanpa lapisan membran sel darah merah dan peptida T7, para peneliti tidak mendeteksi pendaran pada lokasi tumor tikus. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lapisan membran sel darah merah dapat memperpanjang fungsi TRZ dengan menstabilkan nanopartikel, dan dapat memperlambat proses penyerapan alami oleh tubuh manusia. Di sisi lain, peptida T7 berperan dalam membantu TRZ menembus dan menumpuk di sel tumor, sehingga dapat melakukan fungsi pencitraan untuk glioma.

“Percobaan kami menunjukkan bahwa TRZ adalah agen bioimaging yang menjanjikan untuk diagnosis glioma. Diamati bahwa pendaran TRZ dapat dideteksi dalam sel tumor di daerah serebelum dan serebelar. Ini adalah hasil yang menggembirakan. karena glioma serebelar sulit dideteksi dengan metode diagnostik yang tersedia saat ini. Oleh karena itu, TRZ menawarkan harapan baru untuk diagnosis glioma yang tepat waktu dan akurat,” kata Dr. Wang Yi, dalam keterangan yang diterima, Jumat (25/11/2022).

TRZ menghambat pertumbuhan glioma dan memperpanjang umur tikus

Tim selanjutnya mengevaluasi efek anti tumor TRZD menggunakan sekelompok tikus yang telah disuntik dengan jaringan tumor ke otak dan otak kecil. Setelah menerapkan TRZD selama 15 hari, diameter rata-rata tumor berkurang menjadi 1 mm. Mereka juga bertahan rata-rata 20 hari lebih lama dari kelompok kontrol yang tidak menerima TRZD. Selain itu, kematian sel diamati di area tumor tetapi tidak di jaringan otak normal.

“Hasil percobaan menunjukkan bahwa efek terapeutik TRZD pada glioma sangat selektif, karena doxorubicin dikirim secara khusus ke sel tumor karena peptida T7 memiliki afinitas yang kuat terhadap reseptor permukaan sel tumor glioma dan kemampuannya untuk menembus sawar darah otak. Oleh karena itu doxorubicin dapat diaplikasikan dengan cara yang lebih tepat sasaran dan diharapkan efek sampingnya dapat diminimalkan dengan mengurangi dosis obatnya,” ungkap Dr Wang.

“Kami menyimpulkan bahwa TRZD menghadirkan potensi yang menjanjikan dan dapat dikembangkan menjadi obat anti-glioma generasi baru yang dapat melakukan fungsi diagnostik dan terapeutik ganda. Ini juga menawarkan harapan untuk pengembangan rejimen pengobatan untuk penyakit otak lainnya,” tutupnya.

Keterangan Foto: Tim peneliti yang dipimpin oleh Dr Wang Yi, Asisten Profesor Departemen Kimia HKBU, telah mengembangkan nanopartikel pendaran inframerah-dekat yang bernama TRZD untuk diagnosis dan pengobatan glioma.