Sangkar Protein untuk Melawan Penyakit
Kata Kunci: sangkar protein, vaksin. drug delivery
Perkembangan dunia medis dan pengobatan saat ini sangat pesat. Hal ini juga dikarenakan perkembangan berbagai ilmu terkait yang juga meningkat pesat. Baru-baru ini, ahli biokimia dari UCLA berhasil merancang protein terspesialisasi yang dapat mengatur diri mereka sendiri untuk membentuk suatu sangkar molekuler yang sangat kecil, ratusan kali lebih kecil dari ukuran sel normal. Kreasi struktur miniatur ini dapat menjadi suatu langkah besar dalam mengembangkan metode penghantaran obat dan bahkan desain vaksin artifisial.
Desain sangkar molekuler ini menggunakan pemodelan komputer dimana dua molekul protein yang berbeda dilihat kemungkinannya untuk dapat menyatu membentuk sangkar tiga dimensi yang sempurna. Pemodelan ini sekilas serupa dengan memasang potongan puzzle. Apabila dua molekul protein acak disatukan, maka kemungkinannya membentuk jaringan yang stabil akan sedikit dan akan terbentuk lebih banyak jaringan yang irreguler. Untuk menentukan geometrinya diperlukan pengetahuan mengenai sisi rigid dari protein agar dapat membentuk jaringan stabil.
Sangkar protein ini dapat didesain memiliki rongga sehingga dapat diisi dengan molekul obat. Sangkar ini diharapkan dapat dimanfaatkan pada teknologi penghantaran obat yang menuju target sel yang spesifik seperti sel tumor atau kanker. Sangkar ini juga dapat didesain agar memiliki pori-pori yang cukup agar senyawa obat dapat keluar saat mendekati sel target.
Perkembangan dunia medis dan pengobatan saat ini sangat pesat. Hal ini juga dikarenakan perkembangan berbagai ilmu terkait yang juga meningkat pesat. Baru-baru ini, ahli biokimia dari UCLA berhasil merancang protein terspesialisasi yang dapat mengatur diri mereka sendiri untuk membentuk suatu sangkar molekuler yang sangat kecil, ratusan kali lebih kecil dari ukuran sel normal. Kreasi struktur miniatur ini dapat menjadi suatu langkah besar dalam mengembangkan metode penghantaran obat dan bahkan desain vaksin artifisial.Desain sangkar molekuler ini menggunakan pemodelan komputer dimana dua molekul protein yang berbeda dilihat kemungkinannya untuk dapat menyatu membentuk sangkar tiga dimensi yang sempurna. Pemodelan ini sekilas serupa dengan memasang potongan puzzle. Apabila dua molekul protein acak disatukan, maka kemungkinannya membentuk jaringan yang stabil akan sedikit dan akan terbentuk lebih banyak jaringan yang irreguler. Untuk menentukan geometrinya diperlukan pengetahuan mengenai sisi rigid dari protein agar dapat membentuk jaringan stabil.
Sangkar protein ini dapat didesain memiliki rongga sehingga dapat diisi dengan molekul obat. Sangkar ini diharapkan dapat dimanfaatkan pada teknologi penghantaran obat yang menuju target sel yang spesifik seperti sel tumor atau kanker. Sangkar ini juga dapat didesain agar memiliki pori-pori yang cukup agar senyawa obat dapat keluar saat mendekati sel target.
Fungsi lain sangkar protein yang tak kalah hebat adalah sebagai vaksin artifisial. Vaksin biasanya diperoleh dari partikel virus/virion yang telah dilemahkan (attenuated vaccine). Virion yang telah dilemahkan ini kemudian diinjeksikan ke dalam pembuluh darah sehingga tubuh dapat membentuk imunitas terhadap partikel virus tersebut. Meski efektif, kelemahan metode ini adalah sulitnya melemahkan virus karena tingkat bahayanya sehingga sangat berisiko untuk digunakan pada manusia. Untuk itu saat ini telah dicari solusi lainnya untuk melawan virus yaitu dengan menggunakan vaksin buatan/artifisial.
Vaksin artifisial merupakan vaksin yang bukan berasal dari partikel virus/virion tetapi berasal dari molekul lain dengan struktur yang serupa. Sangkar protein ini dapat dimanfaatkan sebagai vaksin artifisial dengan struktur yang menyerupai partikel virus yang asli. Sangkar protein ini dapat mengelabui sistem imunitas tubuh sehingga menganggapnya sebagai partikel virus yang sedang menyerang sel tubuh. Tentu metode ini tidak selalu berhasil, tetapi struktur sangkar protein yang kecil dan menyerupai struktur virus dapat menghasilkan respon imunitas yang bahkan dapat melebihi respon terhadap vaksin konvensional.
Untuk penggunaannya pada penghantaran obat, sangkar protein sebaiknya berasal dari protein manusia atau protein yang menyerupai struktur protein pada manusia. Hal ini bertujuan untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi penghantaran obat karena sistem imun tidak menganggapnya sebagai protein asing yang harus dihancurkan.
Desain molekul protein dengan struktur dan geometri yang diinginkan dapat terlebih dahulu menggunakan pemodelan komputer, yang berarti membutuhkan pengetahuan bioinformatika terutama mengenai sekuens asam amino dan folding protein. Realisasi metode ini membutuhkan penelitian lebih lanjut di bidang biologi struktural, bioinformatika, dan teknik biomedis. Tentu kita berharap metode ini segera terealisasikan agar berbagai permasalahan di bidang medis dapat teratasi, terutama permasalahan drug delivery dan vaksin.
Vaksin artifisial merupakan vaksin yang bukan berasal dari partikel virus/virion tetapi berasal dari molekul lain dengan struktur yang serupa. Sangkar protein ini dapat dimanfaatkan sebagai vaksin artifisial dengan struktur yang menyerupai partikel virus yang asli. Sangkar protein ini dapat mengelabui sistem imunitas tubuh sehingga menganggapnya sebagai partikel virus yang sedang menyerang sel tubuh. Tentu metode ini tidak selalu berhasil, tetapi struktur sangkar protein yang kecil dan menyerupai struktur virus dapat menghasilkan respon imunitas yang bahkan dapat melebihi respon terhadap vaksin konvensional.
Untuk penggunaannya pada penghantaran obat, sangkar protein sebaiknya berasal dari protein manusia atau protein yang menyerupai struktur protein pada manusia. Hal ini bertujuan untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi penghantaran obat karena sistem imun tidak menganggapnya sebagai protein asing yang harus dihancurkan.
Desain molekul protein dengan struktur dan geometri yang diinginkan dapat terlebih dahulu menggunakan pemodelan komputer, yang berarti membutuhkan pengetahuan bioinformatika terutama mengenai sekuens asam amino dan folding protein. Realisasi metode ini membutuhkan penelitian lebih lanjut di bidang biologi struktural, bioinformatika, dan teknik biomedis. Tentu kita berharap metode ini segera terealisasikan agar berbagai permasalahan di bidang medis dapat teratasi, terutama permasalahan drug delivery dan vaksin.
