Bisakah Heparin Ditinggalkan dengan Memanfaatkan Kekuatan Nyamuk?

Obat Antikoagulan

Pengendalian pembekuan darah penting dalam perawatan medis. Sebelumnya, kami membahas bagaimana trombosit sintetis dapat membantu memicu pembekuan untuk menghentikan perdarahan akibat trauma dalam artikel «Biomaterial Sintetis Mungkin Menjadi Kunci dalam Situasi Trauma Darurat».

Dalam keadaan medis lain, sama pentingnya untuk mencegah pembekuan yang tidak diinginkan, misalnya pada penanganan kondisi kardiovaskular tertentu, angioplasti, dialisis, operasi, dan prosedur lainnya.

Heparin telah digunakan selama beberapa dekade untuk tujuan ini. Bahan bakunya biasanya berasal dari jaringan hewan, terutama babi dan, di sebagian pasar, sapi.

Peneliti di Duke University dan Children’s Hospital of Philadelphia mengembangkan pendekatan eksperimental baru yang mungkin menawarkan alternatif pada masa mendatang. Pendekatan ini belum merupakan pengganti heparin yang telah disetujui untuk penggunaan klinis.

Dari Nyamuk ke Obat

Dalam publikasi berjudul «Aptameric hirudins as selective and reversible EXosite-ACTive site (EXACT) inhibitors», yang diterbitkan di Nature Communications, para peneliti mengambil inspirasi dari mekanisme antikoagulan organisme pengisap darah.

Lintah, kutu, dan nyamuk menggunakan berbagai zat untuk membantu memperoleh darah. Sejumlah inhibitor memanfaatkan dua interaksi sekaligus:

1. Berikatan dengan lokasi di permukaan protein yang terlibat dalam pembekuan darah.
2. Berikatan pula dengan situs aktif protein untuk menghambat fungsinya.

Munculnya strategi serupa secara independen dalam evolusi memberikan gagasan untuk pengembangan obat. Namun, tidak semua organisme pengisap darah menggunakan zat atau mekanisme yang persis sama.

Para peneliti membuat inhibitor sintetis untuk trombin dan faktor Xa, dua enzim dalam proses pembekuan. Mereka menggabungkan aptamer, yaitu untai pendek asam nukleat yang mengenali target tertentu, dengan inhibitor molekul kecil yang berikatan pada situs aktif enzim.

Sumber: Biorender

Efektivitas dapat diatur dengan mengubah panjang penghubung di antara kedua komponen. Penghubung ini bukan sekadar bagian dari protein target.

Sumber: Nature Communications

Penghambatan yang Dapat Dibalik

Peneliti juga mengembangkan cara untuk membalikkan efek inhibitor menggunakan untai penawar yang sesuai. Kemampuan ini berpotensi berguna untuk mengendalikan terapi antikoagulan, tetapi keamanan dan efektivitasnya masih memerlukan penelitian lebih lanjut.

Kemampuan membalikkan efek dapat membantu mengurangi risiko perdarahan pada masa mendatang. Studi ini tidak membuktikan bahwa obat tersebut pasti lebih aman untuk semua pasien atau selalu mengurangi peradangan.

Pendekatan sintetis dapat mengurangi ketergantungan pada bahan baku hewan. Pasokan heparin berbasis babi rentan terhadap gangguan peternakan dan rantai pasok, sehingga sumber alternatif menarik untuk diteliti.

Produksi tanpa bahan baku hewan dapat mengubah profil risiko kontaminasi. Namun, penghapusan seluruh risiko penyakit atau penurunan emisi karbon harus dibuktikan melalui penilaian produksi tersendiri.

Penelitian Lebih Lanjut

Strategi ini mungkin dapat diterapkan pada target biokimia lain. Aptamer menyediakan pengenalan target, sedangkan komponen inhibitor molekul kecil menghambat situs aktif; keduanya dihubungkan dalam rancangan EXACT.

Para peneliti mengusulkan bahwa pendekatan tersebut dapat menghasilkan kelas inhibitor enzim yang selektif dan dapat dibalikkan. Penerapannya pada enzim lain tetap harus diuji dan tidak dijamin berhasil untuk setiap target.

Pengikatan yang lebih selektif dan kemampuan pembalikan efek mungkin membantu pengembangan kandidat obat. Hal ini tidak otomatis membuat obat yang pernah gagal dalam uji klinis menjadi aman atau efektif.

Molekul kecil yang kurang selektif dapat menjadi kandidat untuk perancangan ulang dengan pendekatan ini. Keberhasilannya bergantung pada target, struktur molekul, dan hasil pengujian.

Perusahaan Aptamer

Aptamer digunakan antara lain dalam penelitian dan diagnostik. Penelitian antikoagulan ini menunjukkan potensi penggunaan terapeutik yang lebih luas, tetapi belum menetapkan pasar komersial atau pendapatan tertentu bagi perusahaan pengembangnya.

1. Aptamer Group (APTA.L)

Aptamer Group adalah perusahaan Inggris yang mengembangkan dan memproduksi pengikat berbasis aptamer. Dalam presentasi yang dirujuk artikel, perusahaan menyebut hubungan dengan 15 dari 20 perusahaan farmasi terbesar, 42 mitra, dan 37 karyawan. Angka tersebut merupakan informasi pada periode tertentu, bukan hitungan terkini.

Platform Optimer digunakan untuk menemukan pengikat yang sesuai dengan target dan kebutuhan tertentu, termasuk penelitian, pengukuran laboratorium, dan pengembangan produk biologis.

Sumber: Aptamer Group

Perusahaan juga mengembangkan Optimer+ sebagai pendekatan tambahan untuk rancangan pengikat yang lebih kompleks. Hal ini tidak berarti seluruh platform Optimer akan segera digantikan.

Sumber: Aptamer Group

Layanan yang disebutkan dalam presentasi perusahaan meliputi:

• Pengembangan uji IHC
• Uji aktivitas enzim
• Uji viabilitas sel
• Analisis reaktivitas silang
• Penilaian pasangan pengikat
• Uji efektivitas terapi gen

Artikel awal mencatat kenaikan penjualan pada awal 2024 dibandingkan tahun sebelumnya. Perusahaan belum mencapai profitabilitas yang stabil, sehingga kebutuhan pendanaan dan risiko bisnis tetap perlu diperhitungkan.

2. Twist Bioscience

Perusahaan ini berfokus pada sintesis DNA, dengan memanfaatkan miniaturisasi yang dikembangkan dalam industri semikonduktor untuk mengurangi waktu dan biaya bagi peneliti.

Perusahaan juga meneliti penyimpanan data berbasis DNA sebagai pendekatan berbeda untuk penyimpanan informasi jangka panjang.

Menurut perusahaan, miniaturisasi mengurangi volume reaksi dan meningkatkan kapasitas produksi, sehingga ribuan gen dapat disintesis pada satu cip silikon.

Sumber: Twist Bioscience

Pada Januari 2023, perusahaan mulai mengirim produk dari fasilitas manufaktur keduanya. Ekspansi tersebut ditujukan untuk meningkatkan kapasitas produksi.

Kemampuan sintesis asam nukleat dapat relevan bagi produksi aptamer. Apakah Twist akan memproduksi kandidat antikoagulan tertentu bergantung pada pengembangan, kerja sama, dan kebutuhan manufaktur.

Sebagai pemasok bahan penelitian dan bioteknologi, Twist dapat mendukung proyek di bidang ini. Namun, tidak ada perjanjian komersial khusus untuk penelitian Duke yang ditetapkan dalam artikel ini.