July 6, 2019

Mikroba yang dimodifikasi secara genetik melepaskan “nanobodies” yang mengingatkan sistem kekebalan terhadap kanker pada tikus, lapor para ilmuwan.

Para ilmuwan telah menggunakan bakteri yang diprogram ulang secara genetik untuk menghancurkan tumor pada tikus. Metode inovatif suatu hari dapat mengarah pada terapi kanker yang mengobati penyakit lebih tepat, tanpa efek samping dari obat konvensional.

Para peneliti sudah berjuang untuk mengembangkan pengobatan komersial, tetapi keberhasilan pada tikus tidak menjamin bahwa strategi ini akan berhasil pada manusia. Namun, studi baru yang diterbitkan pada hari Rabu di jurnal Nature Medicine, adalah pertanda dari hal-hal yang akan datang, kata Dr. Michael Dougan, seorang ahli imunologi di Massachusetts General Hospital di Boston.

“Di beberapa titik di masa depan, kami akan menggunakan bakteri yang dapat diprogram untuk pengobatan,” kata Dr. Dougan, yang penelitiannya meletakkan dasar untuk studi baru. “Saya pikir ada terlalu banyak potensi.”

Sel-sel kekebalan tubuh kita kadang-kadang dapat mengenali dan menghancurkan sel-sel kanker tanpa bantuan. Tetapi tumor dapat bersembunyi dari sistem kekebalan dengan mengambil keuntungan dari gen yang disebut CD47.

Biasanya, gen membuat protein yang mengikat permukaan sel darah merah, semacam tanda yang berbunyi, “Jangan Makan Saya.” Sel kekebalan melihatnya, dan melewati sel darah merah yang sehat.

Tetapi seiring bertambahnya usia sel darah merah, mereka kehilangan protein CD47. Akhirnya sel-sel kekebalan tidak lagi memberi mereka izin bebas, melahap sel-sel lama untuk memberi jalan bagi yang baru.

Mutasi pada sel kanker dapat menyebabkan mereka beralih pada gen CD47. Sistem kekebalan melihat sel-sel ini juga, sebagai tidak berbahaya, memungkinkan mereka untuk tumbuh menjadi tumor berbahaya.

Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah mengembangkan antibodi yang dapat menempel pada protein CD47 pada sel kanker, menutupi tanda “Jangan Makan Saya”. Kemudian sel-sel kekebalan tubuh belajar mengenali sel-sel kanker sebagai berbahaya dan menyerang.

Tetapi antibodi standar adalah molekul besar yang tidak dapat menggali ke dalam tumor besar. Dan karena mereka harus disuntikkan ke dalam aliran darah, antibodi ini berakhir di mana-mana dalam tubuh, menyebabkan efek samping.

Nicholas Arpaia, seorang ahli imunologi di Universitas Columbia di New York, dan Tal Danino, seorang ahli biologi sintetis, bertanya-tanya apakah mereka dapat menggunakan bakteri untuk mengubah sistem kekebalan tubuh melawan sel-sel kanker – tetapi dari dalam tumor, bukan dari luar.

Bakteri biasa akan menjajah tumor di dalam tubuh, menggunakannya sebagai perlindungan dari sistem kekebalan tubuh. Pada 2016, Dr. Danino membantu membangun bakteri yang dapat membuat obat untuk melawan tumor setelah memasukinya.

Bakteri tidak dapat membuat antibodi normal untuk CD47. Namun baru-baru ini, Dr. Dougan dan koleganya mengembangkan versi kecil dari molekul yang disebut nanobody.

Nanobodi tidak hanya cukup kecil untuk diproduksi oleh bakteri, tetapi juga jauh lebih kuat daripada antibodi konvensional.

Para peneliti memasukkan gen nanobody ke dalam bakteri, mengubahnya menjadi pabrik nanobody. Kemudian tim menyuntikkan lima juta mikroba yang diubah ke dalam tumor tikus.

Bakteri juga diprogram untuk melakukan bunuh diri massal. Setelah mereka memantapkan diri dan berlipat ganda, 90 persen bakteri merobek diri mereka sendiri, menumpahkan nanobodi. Nanobodi yang melekat pada protein CD47 pada sel kanker, merampas kamuflase mereka.

Selain itu, serpihan bakteri yang mati bocor keluar dari tumor. Potongan-potongan puing ini menarik perhatian sel-sel kekebalan, yang menyerang sel-sel kanker yang tidak tertutup.

Di dalam tumor yang terkepung, bakteri yang masih hidup mulai berkembang biak lagi. Ketika populasi tumbuh cukup besar, mayoritas melakukan bunuh diri sekali lagi – memberikan denyut nadi nanobodi dan fragmen.

Whammy ganda dapat menghilangkan tumor di mana bakteri disuntikkan.

Ketika Dr. Dougan dan rekan-rekannya awalnya mengembangkan nanobody CD47 mereka, mereka menyadari bahwa mengangkutnya ke sel kanker akan sangat penting untuk efektivitasnya. Tapi dia tidak pernah membayangkan bahwa seseorang akan menyembunyikannya di dalam Trojan Horse mikroba.

“Aku suka kalau hal semacam ini terjadi,” katanya. “Ini mesin kecil yang bagus.”

Pendekatan ini juga berpotensi mengurangi efek samping dari pengobatan kanker. Alih-alih membanjiri tubuh tikus dengan obat-obatan, bakteri mengoordinasikan serangan yang ditargetkan pada tumor. Dan berkat ukurannya yang kecil, nanobodi yang bocor dari sel kanker dengan cepat dibersihkan oleh tubuh.

Arpaia dan rekan-rekannya melaporkan manfaat tambahan. Setelah mereka membunuh satu tumor dengan bakteri, tumor lain pada tikus juga menyusut. Ada kemungkinan bahwa bakteri membantu sistem kekebalan tubuh belajar mengenali sel-sel kanker lainnya.

Danino ikut mendirikan sebuah perusahaan, GenCirq, yang sedang mengeksplorasi penggunaan bakteri yang diprogram ulang ini untuk mengobati kanker. Arpaia ada di dewan pimpinan.

Tujuan mereka adalah untuk mengobati beberapa bentuk kanker metastasis dengan pil bakteri yang diprogram. Dalam penelitian sebelumnya, Dr. Danino dan rekannya menunjukkan bahwa bakteri yang ditelan tikus dapat mencapai hati dan menyerang tumor di sana.

Itu penting, karena hati sering dijajah oleh kanker metastasis. Jika bakteri yang diprogram ulang secara genetis membantu sel-sel kekebalan mengenali tumor di sana, mereka mungkin dapat menyerang kanker di tempat lain di tubuh.

Dougan mengingatkan bahwa bakteri yang diprogram ulang secara genetis mungkin tidak sekuat pada manusia seperti pada tikus.

“Pada dasarnya kami memiliki pipa yang sama, tetapi hanya pada skala yang jauh lebih besar,” katanya. “Apa itu artinya barang-barang tidak seefisien pindah dari satu bagian seseorang ke bagian yang lain.”

Studi baru menunjukkan seberapa jauh bidang biologi sintetis telah datang dalam beberapa tahun terakhir, kata Tim Lu, seorang ahli biologi komputasi di M.I.T. dan salah satu pendiri perusahaan, Synlogic, yang juga memprogram ulang bakteri untuk melawan kanker.

“Hal-hal ini tidak hanya dilihat sebagai hal-hal gila untuk dimainkan,” kata Dr. Lu. “Mereka berpotensi benar-benar bisa membuat jalan mereka menjadi pasien.”

0

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.