Penghantaran protein Penghantaran protein terapetik secara terapetik secara

bertarget : inovasi bertarget : inovasi prospektif untuk prospektif untuk

pengobatan penyakit pengobatan penyakit kanker (tumor)kanker (tumor)

Kanker dan perlunya terapi Kanker dan perlunya terapi secara bertargetsecara bertarget• Keberhasilan pendekatan pengobatan

penyakit kanker, memerlukan pemahaman yg baik ttg patogenesis, progresi tumor dan histologinya.

• Bbrp tumor pdt spt payudara, paru-paru, kolorektum, dan otak bersifat kurang sensitif thdp obat-obat antitumor.

• Masalah utamanya adalah terhalangnya penetrasi obat ke dlm jaringan tumor karena heterogenitas suplai darah

Tingginya resistensi aliran pd pembuluh baru (neovascular)serta tingginya perbedaan tekanan anatar ruang interstisial

• Adanya resistensi (multidrug resistance)• Pd umumnya dosis efektif utk obat

antitumor adalah tinggi dan secara teratur memerlukan peningkatan dosis

• Karena mekanisme kerja antitumor adalah menekan diferensiasi sel atau membunuh sel-sel tumor, maka tingginya dosis terapi akan menimbulkan toksisitas yg fatal pd sel normal jika pembeiannya scr konvensional (tdk bertarget)

• Untuk menghindari akumulasi antitumor di sel normal, diperlukan terobosan baru yg dpt meningkatkan distribusi obat antitumor dan peningkatan penetrasinya ke dlm jaringan tumor

• Hal ini hanya dpt dicapai jika obat tsb diarahkan scr selektif dan spesifik ke jaringan tumor atau dgn kata lain dgn sistem bertarget

Terapi berbasis protein utk Terapi berbasis protein utk pengobatan kanker (tumor)pengobatan kanker (tumor)• Terapi berbasis protein mrpkn terobosan

baru utk pengobatan berbagai penyakit termasuk kanker, inflamasi, infeksi, obesitas dan beberapa penyakit lainnya yg mempengaruhi sistem imun

• Meningkatnya pemahaman mengenai mekanisme selular suatu penyakit telah mendorong terbukanya peluang utk mencari pendektan terapi yg lebih rasional.

• Sitokin dan faktor pertumbuhan (growth factor) merupakan golongan senyawa protein yg berperan pd proses biologi dan oleh karena itu penting dlm pengaturan berbagai macam penyakit

Sitokin dan faktor Sitokin dan faktor pertumbuhan untuk pertumbuhan untuk pengobatan kankerpengobatan kanker• Pd prinsipnya sitokin, faktor pertumbuhan

atau senyawa protein lain yg dpt mengontrol proliferasi, diferensiasi, fungsi efektor dan survival dari sel progenitor mempunyai potensi sbg anti kanker.

• Bebrapa sitokin yg telah menunjukkan kemampuannya mengontrol proses-proses yg berkaitan dgn patogenesis kanker adalah IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-6, IL-7, IL-12, IL-18, TNF-α, interferon

• Beberapa sitokin yg sudah disahkan oleh FDA utk pengobatan kanker adalah IL-2 dan interferon α2b

• IL-2 merupakan imunoregulator limfokin yg poten, dihasilkan oleh sel T sbg respon terhadap stimulasi antigenik atau mitogenik.

• IL-2 dpt menghambat pertumbuhan tumor melalui stimulasi sel T yg dpt mengenal dan membunuh tumor

• Terapi menggunakan IL-2 dpt ditujukan utk melanoma metastatik, leukimia non limfoblastik dan karsinoma sel ginjal

• Interferon dan IL-2 juga telah digunakan pd pasien penderita karsinoma sel ginjal metastatik, namun masih menunjukkan beberapa keterbatasan pd penggunaannya.

• Efek antitumor interferon dihasilkan dari kombinasi efek langsung pd sel tumor serta efek stimulasi natural killer cells dan makrofag

• Interferon (IFN-α2a dan IFN- α2b) telah direkomendasikan oleh FDA sbg terapi utk leukimia dan sarkoma Kaposi yg berhubungan dgn AIDS

Prosfek penghantaran protein Prosfek penghantaran protein terapetik secara bertargetterapetik secara bertargetPermasalahan utama yang memberikan

keterbatasan penggunaan protein utk tujuan terapi

• Penggunaan protein sbg obat masih mempunyai keterbatasan karena bberapa kekurangan yg dimiliki senyawa makromolekul

• Keterbatasan produksi portein pd skala besar, rendahnya stabilitas, masalah kemurnian dan keterbatsan rute pemberian masih merupakan kendala dlm penggunaannya sbg obat

• Rendahnya stabilitas protein secara in vivo dan singkatnya waktu paruh biologi merupakan kendala penting dlm penggunaan klinik

• Untuk memperoleh efek terapi yg diharapkan, aktivitas terapetik protein harus bertahan selama jangka waktu cukup lama

• Protein terutama aenyawa protein berbobot molekul rendah, akan cepat dieliminasi dari tubuh setelah pemberiannya scr intravena

• Mekanisme eliminasi dpt melalui proses filtrasi oleh glomerulus (ginjal), ekskresi biliari oleh hati, ikatan dgn reseptor atau degradasi enzimatik

• Protease dlm darah dpt menguraikan protein menyebabkan protein kehilanga aktivitas biologinya, sehingga utk mencapai tujuan klinik masih merupakan masalah

• Sifat pleiotropisme protein juga merupakan kendala lain. Sifat pleiotropisme disebabkan karena reseptor utk suatu protein tersebar di berbagai jaringan, menyebabkan timbuknya berbagai efek, termasuk efek merugikan, yg muncul sbg akibat dr ikatan protein dgn reseptor

• Rendahnya efisiensi protein mencapai sisi aktif setelah pemberian sistemik juga merupakan salah satu masalah dlm penggunaan klinik

• Kebanyakan protein rekombinan yg digunakan utk tujuan terapi dihasilkan melalui teknologi rekombinan agar produksi skala besar tercapai

• Protein terapetik spt interferon, iterleukin, faktor hematopoietik yg dihasilka melalui teknologi rekombinan masih dipertanyakan segi keamanannya berkaitan dgn daya imunogenitasnya

Modifikasi protein utk Modifikasi protein utk meningkatkan nilai guna meningkatkan nilai guna terapetikterapetikBeberapa strategi yg sudah dilakukan

anatara lain memodifikasi struktur protein yg dpt mengubah sifat-sifat farmakokinetik dan fisikokimianya.

Perubahan farmakokinetik antara lain melalui peningkatan waktu paruh dlm darah dan akumulasi protein pd organ atau sel sasaran.

Teknik yg digunakan utk tujuan ini antara lain melalui pegilasi dan glikosilasi

Modifikasi protein terapetik Modifikasi protein terapetik utk tujuan targetutk tujuan target• Selain perubahan fisikokimia, protein dpt

dimodifikasi utk mendapatkan sifat bertarget

• Pentargetan protein bertujuan utk meningkatkan efektivitas terapetik dan menurunkan efek samping yg merugikan

• Pencegahan distribusi protein terapetik ke bukan organ sasaran sgt penting, terutama utk penyakit kronis dan berbahay spt kanker

• Beberapa teknik yg dpt dilakukan utk menterget protein terapetik ke organ sasaran anatara lain dengan fusi protein menggunakan antibodi spesifik atau mengkonjugasi protein dgn ligand spesifik

• Pentargetan protein akan meningkatkan selektivitas jaringan dari suatu protein terapetik

• Penghantaran spesifik ke organ sasaran ini dapat dicapai melalui pengikatan dgn reseptor atau antigen ttt yg scr spesifik hanya diekspresikan oleh organ target dan tidak oleh oragn yg lain

• Penggunaan pembawa (carrier) atau bioligand utk mentarget suatu protein terapetik ke organ atau sel ttt mempunyai peluang besar bagi teknologi konjugasi protein-carrier di masa mendatang

Fusi protein-antibodiFusi protein-antibodi• Fusi protein-antibodi yg secara umum

disebut immunositokinin adlah fusi protein yg mengandung antibodi ttt yg kemudian ditempelkan ke sitokin.

• Dengan teknik ini, antibodi dgn spesifitas tinggi digabungkan ke sitokin sehingga penghantaran sitokin atau protein terapetik lain dapat menuju ke organ/ sel sasaran yg mempunyai antigen spesifik terhadap antibodi

• Teknik ini pertama kali dilakukan utk pengobatan tumor. Pendekatan imunoterapetik menggunakan antibodi monoklonal (mAB) utk terapi tumor didasarkan pd konsep bahwa antigen yg terekspresi pd permukaan sel tumor lebih banyak dibandingkan pd sel normal.

• Keuntungan pendekatan antibodi sbg pentarget (homing device) protein : pertama adanya mAB memungkinkan lokalisasi protein (sitokin) ke sel tumor shg menurunkan dosis pemberian dan meningkatkan efektivitas antitumor. Kedua, mAB berfungsi meningkatkan sirkulasi sitokin, karena ukuran konstruk protein-mAB menjadi besar shg terhindar dari eliminasi oleh filtrasi glomerulus

• Salah satu bentuk imusitokin yg telah berhasil digunakan pd hewan percobaan adalah fusi IgG anti-idiotip(Id)-IL-2

• Bentuk lain yg dikembangkan utk terapi tumor adalah fusi mAB dgn TNF-α, GM-CSF, dan IL-12

• Imunositokin Ab-IL-12 merupakan alternatif yg lebih efektif utk terapi kanker payudara metastatik (metastatic breast cancer)

• Dgn memanfatkan potensial AB mencapai sel tumor, maka sistem fusi mAB dgn beberapa sitokin memungkinkan pencapaian konentrasi sitokin ke sel-sel tumor yang lebih efektif shg menurunkan resiko toksisitas pd sel-sel tumor

Konjugasi protein terapetik Konjugasi protein terapetik dgn ligand spesifikdgn ligand spesifik

• Ligand adalah senyawa atau molekul kecil yg mempunyai afinitas ttt pd suatu reseptor ttt

• Karena spesifitas dan selektivitasnya yg tinggi pd suatu reseptor ttt, liganddapat digunakan sbg pentarget (homing device) senyawa obat termasuk protein.

• Salah atu ligand yg digunakan utk mentarget IL-2 sbg antitumor utk pengobatan tumor hati adalah galektin-3 (gal3).

• Galektin-3 adlah suatu senyawa yg mempunyai afinitas tinggi dgn asialoglikoprotein reseptor, yaitu suatu reseptor yg banyak diekspresikan oleh sel hepatosit

• Penempelan galektin-3 pd IL-2 menunjukkan potensial yg meningkat utk menekan tumor hati dibandingkan iL-2 yg tdk mengandung galektin-3

• Peningkatan aktivitas dikarenakan peningkatan konsentrasi IL-2 pd sel tumor

• Ligan CD13 yg digunakan untuk mentarget TNF-α, sustu sitokin yg mempunyai aktivitas antitumor

• Ligand-protein terapetik merupakan cara yg telah berhasil dikembangkan utk meningkatkan selektivitas antikanker protein