Selama pandemi, dokter menggunakan antibodi monoklonal yang ditransfusikan (antibodi yang diproduksi di laboratorium) untuk membantu pasien melawan infeksi COVID-19. Kini para peneliti UC Davis sedang mencoba menciptakan antibodi monoklonal yang dapat membantu melawan rasa sakit kronis. Tujuannya adalah untuk mengembangkan pereda nyeri bulanan yang tidak membuat ketagihan yang dapat menggantikan opioid.
Proyek ini dipimpin oleh Vladimir Yarov-Yarovoi dan James Trimmer, profesor di Departemen Fisiologi dan Biologi Membran di Universitas California, Fakultas Kedokteran Davis. Mereka membentuk tim multidisiplin yang mencakup banyak peneliti yang mencoba mengubah racun tarantula menjadi obat penghilang rasa sakit.
Awal tahun ini, Yarov-Yarovoy dan Trimmer menerima hibah sebesar $1,5 juta dari program HEAL di Institut Kesehatan Nasional, yang merupakan upaya agresif untuk mempercepat solusi ilmiah untuk mengatasi krisis opioid di negara tersebut.
Karena nyeri kronis, orang bisa menjadi kecanduan opioid. Pusat Statistik Kesehatan Nasional dari Pusat Pengendalian Penyakit memperkirakan akan ada 107.622 kematian akibat overdosis obat di Amerika Serikat pada tahun 2021, hampir 15% lebih banyak dari perkiraan 93.655 kematian pada tahun 2020.
“Terobosan terbaru dalam biologi struktural dan komputasi – penggunaan komputer untuk memahami dan memodelkan sistem biologis – telah meletakkan dasar bagi penerapan metode baru untuk menciptakan antibodi sebagai kandidat obat yang sangat baik untuk mengobati nyeri kronis,” kata Yarov. Yarovoy, pemain utama penghargaan Sai.
“Antibodi monoklonal adalah bidang industri farmasi yang tumbuh paling cepat dan menawarkan banyak keunggulan dibandingkan obat klasik bermolekul kecil,” kata Trimmer. Obat molekul kecil adalah obat yang mudah menembus sel. Mereka banyak digunakan dalam pengobatan.
Selama bertahun-tahun, laboratorium Trimmer telah menciptakan ribuan antibodi monoklonal berbeda untuk berbagai tujuan, namun ini adalah upaya pertama untuk membuat antibodi yang dirancang untuk menghilangkan rasa sakit.
Meski terlihat futuristik, Badan Pengawas Obat dan Makanan AS telah menyetujui antibodi monoklonal untuk pengobatan dan pencegahan migrain. Obat baru ini bekerja pada protein yang terkait dengan migrain yang disebut peptida terkait gen kalsitonin.
Proyek UC Davis memiliki tujuan berbeda – saluran ion spesifik dalam sel saraf yang disebut saluran natrium berpintu tegangan. Saluran ini seperti “pori-pori” pada sel saraf.
“Sel saraf bertugas mengirimkan sinyal rasa sakit ke dalam tubuh. Saluran ion natrium dengan gerbang potensial dalam sel saraf adalah pemancar utama rasa sakit,” jelas Yarov-Yarovoy. “Tujuan kami adalah menciptakan antibodi yang mengikat situs penularan spesifik ini pada tingkat molekuler, menghambat aktivitasnya, dan memblokir transmisi sinyal rasa sakit.”
Para peneliti fokus pada tiga saluran natrium spesifik yang terkait dengan nyeri: NaV1.7, NaV1.8, dan NaV1.9.
Tujuan mereka adalah menciptakan antibodi yang cocok dengan saluran ini, seperti kunci yang membuka gembok. Pendekatan yang ditargetkan ini dirancang untuk memblokir transmisi sinyal nyeri melalui saluran tanpa mengganggu sinyal lain yang dikirimkan melalui sel saraf.
Masalahnya adalah struktur ketiga saluran yang mereka coba blokir sangatlah kompleks.
Untuk mengatasi masalah ini, mereka beralih ke program Rosetta dan AlphaFold. Dengan Rosetta, para peneliti mengembangkan model protein virtual yang kompleks dan menganalisis model mana yang paling cocok untuk saluran saraf NaV1.7, NaV1.8, dan NaV1.9. Dengan AlphaFold, peneliti dapat menguji protein yang dikembangkan oleh Rosetta secara mandiri.
Setelah mereka mengidentifikasi beberapa protein yang menjanjikan, mereka menciptakan antibodi yang kemudian dapat diuji pada jaringan saraf yang dibuat di laboratorium. Uji coba pada manusia akan memakan waktu bertahun-tahun.
Namun para peneliti sangat antusias dengan potensi pendekatan baru ini. Obat antiinflamasi nonsteroid (NSAID), seperti ibuprofen dan asetaminofen, harus diminum beberapa kali sehari untuk menghilangkan rasa sakit. Obat pereda nyeri opioid biasanya diminum setiap hari dan berisiko menimbulkan kecanduan.
Namun, antibodi monoklonal dapat bersirkulasi di dalam darah selama lebih dari sebulan sebelum akhirnya dipecah oleh tubuh. Para peneliti mengharapkan pasien untuk menggunakan sendiri antibodi monoklonal analgesik tersebut sebulan sekali.
“Untuk pasien dengan nyeri kronis, inilah yang Anda butuhkan,” kata Yarov-Yarovoy. “Mereka merasakan sakit bukan selama berhari-hari, tapi berminggu-minggu dan berbulan-bulan. Antibodi yang bersirkulasi diharapkan mampu meredakan nyeri yang berlangsung selama beberapa minggu.”
Anggota tim lainnya termasuk Bruno Correia dari EPFL, Steven Waxman dari Yale, William Schmidt dan Heike Wolf dari EicOsis, Bruce Hammock, Teanne Griffith, Karen Wagner, John T. Sack, David J. Copenhaver, Scott Fishman, Daniel J. Tancredi, Hai Nguyen, Phuong Tran Nguyen, Diego Lopez Mateos, dan Robert Stewart dari UC Davis.
Out of business hours, holidays and weekends: hs-publicaffairs@ucdavis.edu916-734-2011 (ask a public relations officer)
Waktu posting: 29 Sep-2022