Bhataramedia.com – Para ilmuwan di UC Santa Barbara telah merancang nanopartikel yang memiliki beberapa sifat yang unik dan penting. Nanopartikel yang berbentuk bulat dan mengandung perak tersebut, terbungkus di dalam cangkang yang dilapisi dengan peptida, sehingga memungkinkan untuk menargetkan sel-sel tumor. Terlebih lagi, cangkang tersebut bersifat spesifik, sehingga nanopartikel yang tidak mencapai target dapat dipecah dan dihilangkan. Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Nature Materials.
Inti dari nanopartikel tersebut menggunakan fenomena yang disebut plasmonics. Di dalam plasmonik, logam berstruktur nano seperti emas dan perak beresonansi apabila terkena cahaya dan menciptakan medan elektromagnetik di dekat permukaan. Dengan cara ini, pewarna fluorescent dapat ditingkatkan dan sepuluh kali lipat lebih terang dari keadaan alami mereka ketika tidak ada logam di dalamnya. Ketika inti sudah “terukir”, peningkatan akan hilang dan partikel menjadi redup.
Para ilmuwan dari UCSB juga mengembangkan teknik pengukiran sederhana dengan menggunakan bahan kimia yang bersifat biokompatibel agar dapat dengan cepat membongkar dan menghilangkan nanopartikel perak di luar sel-sel hidup. Metode ini hanya meninggalkan nanopartikel utuh untuk pencitraan atau kuantifikasi, sehingga dapat mengungkapkan sel-sel mana yang telah ditargetkan dan seberapa banyak masing-masing sel telah di internalisasi.
“Pembongkaran adalah sebuah konsep yang menarik untuk membuat obat yang merespon stimulus tertentu,” kata Gary Braun, mahasiswa paska doktoral di Laboratorium Ruoslahti di Department of Molecular, Cellular and Developmental Biology (MCDB) dan di Sanford-Burnham Medical Research Institute. “Hal ini juga meminimalkan toksisitas off-target (nanopartikel yang tidak mengenai target) dengan memecah nanopartikel yang berlebih sehingga nanopartikel tersebut kemudian dapat dibersihkan melalui ginjal,” lanjut Braun.
Metode penghilangan nanopartikel yang tidak dapat menembus sel target merupakan sesuatu yang unik. “Dengan berfokus pada nanopartikel yang benar-benar masuk ke sel, kita dapat memahami sel yang menjadi sasaran dan mempelajari jalur transportasi jaringan secara lebih rinci.” kata Braun.
Beberapa obat dapat melewati membran sel, akan tetapi banyak obat-obatan, terutama obat genetik RNA dan DNA, merupakan molekul bermuatan yang diblokir oleh membran sel. Obat ini masuk ke dalam sel melalui endositosis, proses dimana sel-sel menyerap molekul.
“Hal tersebut biasanya membutuhkan nanopartikel pembawa untuk melindungi obat dan membawanya ke dalam sel. Internalisasi pembawa melalui endositosis inilah yang kita ukur,” kata Braun
Oleh karena nanopartikel tersebut memiliki struktur cangkang inti, para peneliti dapat memvariasikan lapisan luarnya dan membandingkan efisiensi penargetan tumor dan internalisasi. Variasi agen pada permukaan (lapisan luar), memungkinkan penargetan penyakit yang berbeda (atau organisme di dalam kasus infeksi bakteri) melalui penggunaan reseptor target yang berbeda. Menurut Braun, hal ini merupakan cara untuk mengoptimalkan pemberian obat, yang pada intinya adalah “kendaraan” yang mengandung obat.
“Nanopartikel baru ini memiliki beberapa sifat luar biasa yang telah terbukti berguna sebagai alat yang berhubungan dengan pemberian obat yang ditargetkan ke tumor,” kata Erkki Ruoslahti, profesor di UCSB Center for Nanomedicine dan Sanford-Burnham Medical Research Institute.
“Nanopartikel tersebut juga memiliki aplikasi potensial di dalam memerangi infeksi. Infeksi berbahaya yang disebabkan oleh bakteri yang resisten terhadap semua antibiotik semakin umum terjadi. Pendekatan baru untuk menangani masalah ini sangat dibutuhkan. Perak merupakan agen antibakteri yang biasa digunakan secara lokal dan teknologi penargetan kami memungkinkan penggunaan nanopartikel perak untuk mengobati infeksi di dalam tubuh,” pungkas Ruoslahti, seperti dilansir dari rilis berita UCSB (8/6/2014).
Referensi Jurnal :
Gary B. Braun, Tomas Friman, Hong-Bo Pang, Alessia Pallaoro, Tatiana Hurtado de Mendoza, Anne-Mari A. Willmore, Venkata Ramana Kotamraju, Aman P. Mann, Zhi-Gang She, Kazuki N. Sugahara, Norbert O. Reich, Tambet Teesalu, Erkki Ruoslahti. Etchable plasmonic nanoparticle probes to image and quantify cellular internalization. Nature Materials, 2014; DOI: 10.1038/nmat3982.
