Ilustrasi Kelompok Sel Kanker (© fotoyou – stock.adobe.com)
HERSHEY, Pa.— Dalam sebuah terobosan yang dapat merevolusi pengobatan kanker, para peneliti di Penn State telah mengembangkan cara untuk memodifikasi sel-sel kekebalan yang dapat diaktifkan oleh cahaya biru – sinar yang sama yang berasal dari ponsel dan komputer Anda – untuk menyusup dan menghancurkan tumor.
Pendekatan inovatif ini dapat mengatasi salah satu tantangan terbesar dalam imunoterapi kanker: mengobati tumor padat, yang merupakan 90% kanker pada orang dewasa dan 40% kanker pada masa kanak-kanak. Penelitian yang dipublikasikan di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasionalmewakili perubahan radikal dari pengobatan imunoterapi yang ada.
“Teknologi ini benar-benar di luar kebiasaan,” kata penulis senior Nikolay Dokholyan, Profesor G. Thomas Passananti di Penn State College of Medicine, dalam siaran persnya. “Ini mirip dengan terapi sel CAR T, namun di sini, prinsip panduannya adalah kemampuan sel untuk menginfiltrasi tumor. Saya tidak tahu pendekatan lain yang mendekati hal ini.”
Meskipun pengobatan seperti terapi sel CAR T telah menunjukkan keberhasilan luar biasa dalam mengobati kanker darah, pengobatan tersebut berjuang untuk membunuh tumor padat. Tumor ini seperti benteng, dikelilingi oleh penghalang padat berupa protein dan sel yang mencegah masuknya sel kekebalan. Anggap saja seperti mencoba menerobos tembok – sel kekebalan konvensional tidak dapat menembus pertahanan ini.
Solusi tim Penn State sangat cerdik. Mereka memodifikasi sel kekebalan yang disebut sel pembunuh alami dengan merekayasanya menggunakan protein peka cahaya yang mengontrol bentuk dan strukturnya. Saat terkena cahaya biru, sel-sel yang dimodifikasi ini mengalami transformasi luar biasa – sel menjadi lebih memanjang dan mengembangkan proyeksi seperti jari yang membantunya bergerak dan berinteraksi dengan lingkungannya.
“Meskipun sel pembunuh alami berukuran kecil, sekitar 10 mikrometer, setelah aktivasi protein ini dengan cahaya biru, sel kekebalan berubah bentuk dan dapat masuk ke dalam lubang kecil berukuran sekitar tiga mikrometer. Itu cukup untuk menyusup ke dalam tumor spheroids dan membunuhnya dari dalam,” jelas Dokholyan.
Sebagai gambaran, sel-sel ini menerobos ruang yang berukuran 30 kali lebih kecil dari lebar rambut manusia.
Para peneliti menguji sel-sel mereka yang dimodifikasi terhadap tumor yang tumbuh di laboratorium (disebut spheroids) yang dihasilkan dari kanker payudara manusia, kanker serviks manusia, dan sel melanoma tikus. Dalam tujuh hari, sel kekebalan yang diaktifkan oleh cahaya telah berhasil menembus dan membunuh sel tumor. Sebaliknya, sel pembunuh alami yang tidak dimodifikasi hanya dapat menyerang permukaan tumor dan akhirnya menyerah, sehingga tumor dapat terus tumbuh.
Meskipun hasil ini menjanjikan, penting untuk dicatat bahwa penelitian ini masih dalam tahap awal. Tes tersebut dilakukan pada tumor yang tumbuh di laboratorium, dan diperlukan lebih banyak penelitian sebelum pendekatan ini dapat dipertimbangkan untuk digunakan pada pasien. Namun, potensi dampaknya sangat besar – jika berhasil, hal ini dapat menawarkan cara baru untuk mengobati sebagian besar kanker yang sulit diatasi oleh imunoterapi saat ini.
Teknologi ini telah menarik perhatian komunitas ilmiah, dan para peneliti mengajukan permohonan paten sementara. Tim juga mencari cara lain untuk mengaktifkan sel kekebalan yang dimodifikasi ini, yang berpotensi membuka lebih banyak kemungkinan pengobatan.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Dalam studi ini, para peneliti menggunakan teknik yang disebut optogenetika, yang memungkinkan mereka mengendalikan sel dengan cahaya. Mereka fokus pada protein yang disebut septin-7, yang membantu sel bergerak melalui ruang sempit, seperti penghalang yang ditemukan di sekitar tumor. Dengan menempelkan bagian peka cahaya pada protein ini, mereka menciptakan versi septin-7 yang dapat dinyalakan dan dimatikan dengan cahaya biru.
Ketika terkena cahaya biru, septin-7 yang dimodifikasi menyebabkan sel-sel kekebalan berubah bentuk, membuatnya lebih efisien dalam menembus penghalang dan menyusup ke dalam tumor. Para peneliti mengujinya dengan memodifikasi sel kekebalan, seperti sel pembunuh alami dan sel T, dan melihat seberapa baik mereka dapat bergerak melalui model tumor buatan.
Hasil Utama
Studi tersebut menemukan bahwa ketika sel-sel kekebalan tubuh dimodifikasi dengan septin-7 yang peka cahaya dan terkena cahaya biru, sel-sel tersebut menjadi lebih baik dalam bergerak melewati penghalang keras di sekitar tumor. Sel kekebalan yang dimodifikasi ini lebih berhasil masuk ke dalam model tumor di laboratorium dibandingkan dengan sel kekebalan biasa.
Begitu berada di dalam tumor, sel-sel yang dimodifikasi juga menunjukkan kemampuan yang lebih besar untuk membunuh sel-sel kanker. Para peneliti melihat hasil yang paling signifikan ketika mereka menggunakan cahaya biru untuk mengaktifkan sel selama periode tertentu, yang membantu mereka melewati hambatan dan melawan kanker dengan lebih efektif.
Keterbatasan Studi
Penelitian ini dilakukan di laboratorium terkontrol menggunakan model tumor, yang bukan merupakan replika sempurna dari tumor sebenarnya di tubuh manusia. Para peneliti menggunakan cahaya biru untuk mengaktifkan sel-sel kekebalan yang dimodifikasi, namun cahaya biru tidak menembus jauh ke dalam jaringan manusia, yang berarti mungkin sulit menggunakan teknik ini untuk tumor yang terletak jauh di dalam tubuh.
Selain itu, efek jangka panjang dari modifikasi septin-7 pada sel kekebalan belum sepenuhnya dipahami, dan pengujian lebih lanjut pada hewan dan manusia akan diperlukan untuk memastikan apakah metode ini dapat berhasil dalam pengobatan kanker yang sebenarnya.
Diskusi & Kesimpulan
Para peneliti percaya bahwa metode baru untuk memodifikasi sel kekebalan dengan versi septin-7 yang peka cahaya dapat secara signifikan meningkatkan efektivitas imunoterapi untuk tumor padat. Karena tumor padat lebih sulit ditembus oleh sel kekebalan dibandingkan kanker darah, pendekatan ini bisa menjadi cara untuk mengatasi hambatan tersebut.
Metode ini berpotensi dikombinasikan dengan pengobatan kanker lainnya untuk menciptakan pendekatan yang lebih kuat dan memiliki banyak cabang dalam melawan kanker. Namun, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk melihat apakah obat ini akan bekerja dengan baik pada pasien nyata seperti yang dilakukan di laboratorium.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didukung dana dari National Institutes of Health dan Passan Foundation. Salah satu penulis telah mengajukan paten atas rekayasa protein septin-7 yang digunakan dalam penelitian tersebut. Tidak ada kepentingan finansial lain yang diungkapkan oleh para peneliti.
