Nanomaterial berbasis besi baru dikembangkan untuk menghilangkan sel kanker secara selektif

• Kerangka logam-organik (MOF) berbasis besi digunakan untuk mengembangkan nanomaterial jenis baru yang secara bersamaan memicu dua reaksi oksidasi di dalam sel kanker
• Material ini memanfaatkan lingkungan asam sel kanker dan konsentrasi hidrogen peroksida yang tinggi untuk menghasilkan radikal hidroksil dan oksigen singlet sekaligus
• Ini mengatasi keterbatasan agen chemodynamic therapy (CDT) konvensional, yang biasanya hanya menghasilkan satu jenis radikal oksigen atau memiliki aktivitas katalitik yang rendah
• Dalam percobaan pada tikus, tumor kanker payudara berhasil dihilangkan sepenuhnya, dan tidak ditemukan kerusakan jaringan sehat maupun efek samping
• Tim peneliti berencana memverifikasi efektivitasnya pada jenis kanker lain seperti kanker pankreas dan menilai potensi penerapan klinisnya

---

Pengembangan nanomaterial berbasis besi baru

• Tim peneliti Oregon State University merancang nanomaterial dengan reaksi oksidasi ganda yang bekerja di dalam sel kanker
  • Memanfaatkan keasaman dan konsentrasi hidrogen peroksida pada sel kanker untuk memicu dua reaksi oksidasi di dalamnya
  • Hasilnya, stres oksidatif dimaksimalkan untuk menghancurkan sel kanker, sementara jaringan normal di sekitarnya tidak rusak
• Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Advanced Functional Materials

Kemajuan chemodynamic therapy (CDT)

• CDT adalah strategi terapi yang memanfaatkan lingkungan kimia unik sel kanker untuk memicu reaksi oksidasi
  • Sel kanker memiliki keasaman lebih tinggi dan konsentrasi hidrogen peroksida lebih tinggi dibanding jaringan normal
• CDT konvensional menghasilkan radikal hidroksil yang mengoksidasi lipid, protein, dan DNA di dalam sel sehingga menimbulkan kerusakan
• Belakangan, pendekatan CDT yang menghasilkan oksigen singlet juga mulai muncul, tetapi kebanyakan hanya mampu menghasilkan satu jenis radikal oksigen

Keterbatasan agen CDT lama dan perbaikannya

• Agen konvensional terbatas pada kurangnya aktivitas katalitik dan produksi satu spesies oksidatif saja, sehingga hanya menghasilkan regresi tumor parsial
• Untuk mengatasinya, tim peneliti merancang struktur MOF berbasis besi agar dapat menghasilkan dua jenis radikal oksigen sekaligus
  • Menghasilkan radikal hidroksil dan oksigen singlet untuk memaksimalkan toksisitas terhadap sel kanker
  • Menunjukkan toksisitas kuat pada berbagai lini sel kanker, namun hampir tidak memengaruhi sel non-kanker

Hasil uji hewan

• Ketika diberikan secara sistemik pada tikus yang ditanamkan sel kanker payudara manusia, nanomaterial ini terakumulasi secara selektif di tumor
  • Menghasilkan reactive oxygen species (ROS) dalam jumlah besar untuk menghilangkan kanker sepenuhnya
  • Tidak ditemukan efek samping maupun toksisitas sistemik
• Dalam eksperimen, tumor lenyap sepenuhnya dan tidak kambuh

Arah penelitian berikutnya

• Tim peneliti tengah merencanakan eksperimen tambahan yang mencakup jenis kanker agresif seperti kanker pankreas
  • Tujuannya adalah memverifikasi cakupan efektivitas pada berbagai jenis kanker
• Penelitian ini didukung oleh National Cancer Institute (NCI) AS dan Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Kemarin kehilangan saudara karena kanker. Semoga suatu hari riset seperti ini bisa menyelamatkan nyawa. Go Beavs

  • Semoga dia, dan seluruh keluargamu, diberi kedamaian. Saat sudah siap, aku merekomendasikan The Compassionate Friends, organisasi pendukung bagi saudara kandung, orang tua, dan kakek-nenek yang kehilangan anak. Aku juga aktif di organisasi ini setelah kehilangan anak 9 tahun lalu
  • Turut sakit hati mendengarnya. Aku juga pernah mengalami hal yang sama
  • Sangat menyedihkan harus melalui hal seperti itu. Aku juga bicara dari pengalaman
  • Aku menyampaikan belasungkawa yang mendalam untukmu dan keluargamu. Pelukan untukmu
  • Soal “Go Beavs”, maskot Caltech juga berang-berang. Namanya Bernoulli the Beaver

• Semoga terapi seperti ini segera bisa menjangkau orang-orang. Teman keluarga kami baru beberapa hari lalu didiagnosis kanker, lalu dalam 30 detik di Kanada ditawari bantuan bunuh diri. Bahkan belum sempat mencerna diagnosisnya, sudah ditawari bantuan untuk meninggal, dan tidak ditawari pengobatan eksperimental

  • Itu benar-benar mengerikan
  • Aku penasaran apakah kamu benar-benar ada di sana. Sulit dipercaya penawarannya bisa secepat itu

• Keluarga kami juga pernah menghadapi kanker, dan walau riset 5 tahun terakhir memang menarik, belum ada terobosan yang benar-benar mengubah hasil pengobatan pasien rata-rata secara besar

  • Dalam 5 tahun terakhir, terapi justru maju sangat pesat. Misalnya komersialisasi terapi CAR T, perluasan indikasi Keytruda(tautan), makin luasnya penggunaan biopsi cair, perubahan Atezolizumab menjadi bentuk suntikan, serta penerapan CT dosis rendah. Tren penurunan angka kematian akibat kanker juga jelas terlihat(data)
  • Kemajuan medis memang bertahap sehingga sulit dirasakan, tetapi kenyataannya imunoterapi dan terapi kombinasi terus meningkatkan tingkat kelangsungan hidup dan kualitas hidup. Ada perbedaan menurut jenis kanker, tetapi tetap memberi harapan(tautan studi)
  • Namun, 5 tahun masih waktu yang singkat untuk obat baru mencapai tahap klinis. Rata-rata perlu 10 tahun hingga persetujuan FDA. Inovasi saat ini akan memberi manfaat bagi pasien di masa depan
  • Yang penting bukan hanya terobosan besar, tetapi akumulasi perbaikan kecil. Kanker mengulang mutasi yang sama seperti ribuan tahun lalu, jadi perbaikan pada jenis atau tahap kanker tertentu akan berkontribusi pada hasil keseluruhan

• Aku penasaran dengan mekanisme penghantaran MOF. Menarik secara kimia, tetapi ingin tahu bagaimana ia mencapai sel kanker

  • Sepertinya caranya adalah terakumulasi secara alami di sana karena hanya sel kanker yang punya kondisi tertentu
  • Sel kanker menyerap nutrisi secara berlebihan untuk bereplikasi dengan cepat. Karena zat besi dipakai sebagai kofaktor enzim, memasoknya bisa memicu lonjakan pertumbuhan, lalu sel dihancurkan dengan pemanasan lokal menggunakan medan magnet. Pendekatan seperti ini juga pernah dicoba sebelumnya pada nanopartikel emas

• Sumber makalah yang sebenarnya adalah berita Oregon State University

• Percobaannya dilakukan pada tikus

  • Benar, modelnya adalah tikus yang ditanamkan sel kanker payudara manusia. Nanoformulasi itu terakumulasi di tumor dan menghasilkan spesies oksigen reaktif, lalu menghilangkan kanker sepenuhnya tanpa efek samping
  • Jadi, efeknya terlihat pada tikus yang membawa sel kanker manusia

• Semoga terapi seperti ini dicoba pada pasien kanker stadium akhir

  • Setuju. Namun prosedur persetujuan etik itu penting. Jika pasien sudah terlalu kritis, meski kankernya hilang, pemulihan tetap bisa sulit
  • Itulah proses uji klinis. Semua obat harus melewati pengujian pada manusia
  • Uji klinis memang berjalan seperti itu. Ibuku juga hidup 10 tahun lebih lama berkat uji klinis. Adanya kelompok plasebo memang menyakitkan, tetapi perlu. Semoga AI atau teknologi bisa memperbaiki proses ini

• Ini terdengar seperti riset yang sangat menjanjikan

• Kalau memang efektif, aku penasaran kira-kira berapa biaya per sekali terapi

  • Mustahil mengetahui biaya sebenarnya saat masih tahap pengembangan. Harga akan ditentukan oleh nilai pasar dibanding efektivitasnya. Jika sudah ada terapi untuk kanker itu, harganya akan lebih rendah; jika tak tergantikan, akan lebih tinggi. Ke depan bahkan bisa muncul struktur harga berbeda menurut jenis kanker
  • Entah benar atau tidak, situs ini menjual suplemen nano iron seharga 40 dolar per 0,5 liter. Tapi frasa “air yang diberi energi” sulit dipercaya
  • Sintesis MOF termasuk yang relatif mudah diskalakan untuk produksi massal dibanding banyak nanomaterial lain
  • Biayanya berbeda-beda menurut negara. Jika biaya medis disubsidi atau ditanggung asuransi, beban pasien hampir tidak ada

• Penghantaran bertarget obat antikanker adalah masalah yang sangat sulit. Baik dengan sinar radiasi maupun kemoterapi terikat antibodi, semuanya tidak mudah. Kemoterapi konvensional memaparkan seluruh tubuh pada racun, tetapi sel kanker mati lebih cepat. Jika sel kanker bisa diserang secara selektif lewat pemberian sistemik, itu akan menjadi terobosan revolusioner