Penulis: Prof. Diky Mudhakir
Reviewer: Prof. Yeyet Cahyati Sumirtapura
ISBN: -
e-ISBN: -
Sinopsis
Pengembangan sistem penghantaran nanopartikel untuk kargo berupa zat aktif atau makromolekul materi genetik seperti DNA, RNA, siRNA, dan mRNA yang telah menjadi fokus utama dalam bidang nanomedicine dan terapi gen. Tantangan utama dalam penghantaran materi genetik meliputi ketidakstabilan molekul di lingkungan biologis, hambatan membran sel, degradasi oleh enzim nukleases, serta pencapaian target spesifik ke organel seluler. Sistem nanopartikel menawarkan solusi melalui enkapsulasi kargo genetik dalam pembawa nano yang dapat melindungi, mengarahkan, dan melepaskan muatan di lokasi target dengan efisiensi optimal.
Keberhasilan sistem penghantaran nanopartikel ditentukan oleh kemampuannya untuk bertahan dalam sirkulasi sistemik, melintasi barrier biologis, terinternalisasi ke dalam sel target, dan mencapai kompartemen seluler yang tepat. Selain itu, profil keamanan dengan minimisasi nanotoksisitas menjadi parameter kritis untuk aplikasi klinis. Sinopsis ini menguraikan aspek fundamental sistem penghantaran nanopartikel untuk materi genetik dengan fokus pada mekanisme sirkulasi, internalisasi, trafficking intraselular, targeting organel, serta evaluasi efikasi dan toksisitas.
Kemampuan nanopartikel untuk bersirkulasi lama dalam kompartemen sentral merupakan prasyarat untuk mencapai target jaringan secara efektif. Waktu sirkulasi nanopartikel yang diperpanjang di kompartemen sentral dapat dicapai melalui modifikasi permukaan nanopartikel tersebut untuk menghindari opsonisasi dan fagositosis oleh sistem retikuloendotelial. Strategi modifikasi sifat permukaan nanopartikel menggunakan suatu polimer hidrofilik akan memberikan perlindungan hidrofilik yang kemudian mengurangi interaksi dengan protein plasma dan makrofag. Setelah mencapai sel target, nanopartikel di pembuluh darah kemudian akan terinternalisasi ke dalam selnya yang merupakan tahap kritis akan menentukan keberhasilan penghantaran materi genetik. Berbagai jalur endositosis dapat dimanfaatkan, termasuk endositosis yang meliputi clathrin-mediated endocytosis, caveolar endocytosis, makropinositosis. Pemilihan jalur internalisasi dapat dikontrol melalui modifikasi permukaan nanopartikel dengan ligan spesifik, topologi permukaan dan juga ukuran partikel.
Setelah internalisasi, nanopartikel terlokasisasi dalam vesikel endositik yang mengalami pematangan dari early endosome ke late endosome dan berpotensi fusi dengan lisosom. Lingkungan acidic dan enzim proteolitik dalam kompartemen endosomal-lisosomal dapat mendegradasi kargo genetik sebelum mencapai target. Oleh karena itu, strategi terlepas dari endosom menjadi komponen penting dalam desain sistem penghantaran melalui mekanisme proton sponge effect yang menyebabkan destabilisasi membran endosom melalui teknanan osmotik atau penggunaan peptida fusogenik yang mengandalkan terjadinya fusi pada membran endosom. Untuk memberikan efek terapetik, target kerja intrasel lain berupa nukleus sangat penting terkait dengan penyakit yang berasosiasi dengan materi genetik. Untuk aplikasi yang memerlukan akses ke nukleus, seperti penghantaran plasmid DNA atau oligonukleotida, nanopartikel harus dapat melintasi membran nukleus melalui nuclear pore complex (NPC). Selain itu, nuclear localization signals (NLS) dapat diinkorporasi ke dalam sistem nanopartikel untuk memfasilitasi transport aktif ke nukleus.
Pada implementasi sistem penghantaran nanopartikel mengandung obat atau makromolekul bertarget organel intraseluler harus memperhatikan aspek toksisitas pada penghantarannya agar memberikan terapi yang maksimal. Toksisitas dapat timbul dari komponen nanopartikel itu sendiri, proses internalisasi, atau gangguan fungsi seluler normal. Lingkup yang dipelajari dan menjadi pertimbangan pada aspek tersebut untuk memberikan gambaran yang komprehensif adalah stress oksidatif, sitotoksisitas, genotoksisitas, gangguan membrane integrity dan mekanisme toksisitas nanopartikel. Dengan studi nanotoksisitas tersebut akan menjadi dasar pertimbangan untuk mendisain sistem penghantaran yang lebih menjanjikan. Sistem penghantaran nanopartikel untuk molekul zat aktif atau makromolekul materi genetik telah menunjukkan potensi signifikan dalam aplikasi terapeutik dengan kemampuan untuk mengatasi barrier biologis utama. Keberhasilan translasi ke klinis memerlukan optimisasi yang cermat terhadap semua aspek dari sirkulasi sistemik hingga targeting organel, dengan menjaga profil keamanan yang dapat diterima. Perkembangan masa depan akan fokus pada sistem penghantaran obat dengan target organel secara intrasel dengan memperhatikan toksisitas sistem penghantaran nanopartikel akan menjadi kombinasi yang sangat potensial untuk memberikan dampak terapi yang lebih efisien.
| Ukuran | B5 |
| Halaman | 114 |
| Cover | Doff |
Untuk akses e-book kunjungi link berikut:
Untuk pemesanan hubungi nomor:
- (022) 2512532 (FGB ITB)
- +62-877-8806-6848 (WhatsApp ITBPress)