Pengembangan teknologi baru oleh NCKU untuk deteksi dan pengobatan kanker menggunakan nanopartikel emas tanpa label. Metode ini menggunakan SERS untuk mendeteksi sel kanker dengan sensitivitas tinggi, memperlihatkan potensi besar dalam terapi kanker.
Diagnosis dini adalah hal penting dalam meningkatkan hasil pengobatan kanker. Terbaru, tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Chen-Sheng Yeh dari Departemen Kimia Universitas Cheng Kung Nasional (NCKU) mengembangkan teknologi deteksi dan pengobatan kanker yang baru, memanfaatkan nanopartikel emas yang terbungkus dalam liposom elektroaktif. Yang menarik, teknologi ini tidak memerlukan pewarna fluoresen; cukup dengan cahaya laser untuk mendeteksi sel kanker. Menggunakan penguatan Raman permukaan (SERS), metode ini memungkinkan deteksi ultra-sensitif bahkan dalam jumlah sel kanker yang sangat sedikit.
Platform “apoptosis sel kanker yang didorong elektron dan SERS” ini baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Advanced Materials dan Nature Communications. Nanopartikel emas ini bekerja dengan “menguras” sel kanker dari elektron, sehingga memutuskan pasokan energinya dan mengakibatkan kematian sel. Penting untuk dicatat, dalam eksperimen dengan sel kanker hati, lebih dari 90% telah berhasil dihilangkan, menunjukkan potensi terapeutik yang besar dari platform ini. Saat ini, tim berkolaborasi dengan perusahaan biotek lokal untuk komersialisasi teknologi ini dan mempercepat aplikasinya ke klinis.
Profesor Yeh menjelaskan bahwa paten untuk platform ini sedang diajukan di AS dan Taiwan, dan mereka telah menandatangani perjanjian kerahasiaan dengan Leadgene Biotech untuk mengembangkan produk diagnostik bersama. Fokus awalnya adalah pada alat deteksi, yang biasanya lebih cepat dan mudah untuk dikomersialkan dibanding pengobatan kanker yang memerlukan uji klinis panjang. Ada juga perkembangan aplikasi terapeutik termasuk pengembangan perawatan kanker paru-paru yang dapat dihirup, yang dilakukan bersama Dr. Chien-Chung Lin dari Divisi Pulmonologi di Rumah Sakit NCKU.
Tim peneliti ini mencakup kolaborasi antara para peneliti postdoktoral Dr. Liu-Jun Wang dan Dr. Ying-Chi Chen, serta akademisi ternama lainnya. Yeh menyoroti keterbatasan metode deteksi kanker konvensional yang sering kali kurang tepat pada tahap awal. Berbeda dengan itu, SERS amplifikasi sinyal yang biasanya tidak tampak, meningkatkan sensitifitas deteksi secara signifikan, menjadikan strategi diagnostik ini jauh lebih unggul.
Sel kanker pada umumnya menunjukkan aktivitas redoks tinggi dan menghasilkan banyak elektron akibat keadaan metabolik yang meningkat. Dengan memanfaatkan sifat ini, tim melapisi nanopartikel emas dengan membran liposom elektroaktif yang berasal dari bakteri Shewanella oneidensis MR-1. Saat terkena cahaya laser, elektron yang ditangkap menginduksi resonansi plasmonik yang kuat, secara signifikan meningkatkan sinyal Raman dan memungkinkan deteksi sensitif yang tinggi. Ini luar biasa.
Yeh mengklaim teknologi ini dapat mendeteksi bahkan lima sel kanker sekaligus, tanpa perlu pelabelan fluoresen. Ketika suatu sel kanker berinteraksi dengan nanopartikel emas, transfer elektron langsung terjadi. Sel kanker menghasilkan aliran elektron jauh lebih banyak dibandingkan sel normal, sehingga sinyal Raman-nya jauh lebih kuat, memudahkan untuk memisahkan antara sel sehat dan kanker. Sel-sel normal hanya menunjukkan sedikit transfer elektron, dan bahkan setelah inkubasi berlangsung lama, sinyal mereka tetap jauh lebih lemah dibandingkan sel kanker.
Menariknya, teknologi ini juga memiliki rasio sinyal terbalik; semakin sedikit sel kanker yang ada, semakin kuat sinyal yang dihasilkan. Selain itu, teknologi ini dapat memantau apoptosis sel kanker dengan menunjukkan intensitas sinyal yang berbeda untuk jenis kanker yang berbeda. Sel kanker hati, misalnya, memberikan sinyal yang paling kuat saat ini.
Menurut Yeh, nanopartikel emas “menguras” sel kanker dari elektron, memutuskan pasokan energi mereka dan menyebabkan kematian. Selain berhasil menghilangkan lebih dari 90% sel kanker hati, metode ini juga menghancurkan lebih dari 80% sel kanker payudara dalam pengujian. Percobaan dengan hewan besar menunjukkan bahwa setelah tiga minggu perawatan, terjadi apoptosis signifikan pada sel tumor, tanpa efek samping besar seperti kemoterapi yang biasa.
Tanda positif ini menunjukkan lembutnya metode ini serta potensi penggunaannya yang lebih luas. Tim telah menandatangani kesepakatan kerahasiaan dengan Leadgene Biotech. Mereka kini bergerak maju dengan rencana komersialisasi teknologi deteksi kanker yang real-time, bebas label, dan ultra-sensitif. Ini diharapkan dapat diaplikasikan dalam diagnostik kanker, biosensing, dan pencitraan medis, mendorong kemajuan medis personalized. Gabungan dengan terapi kanker “pemotongan daya” mereka, teknologi ini berpotensi membuka era baru dalam pengobatan kanker, kata para peneliti.
Tim peneliti dari NCKU telah mengembangkan teknologi baru untuk mendeteksi dan mengobati kanker secara efektif menggunakan nanopartikel emas dan teknik SERS. Dengan misi untuk mengkomersialkan teknologi ini, mereka menekankan keunggulan dalam deteksi dini serta pengobatan yang lebih lembut dibanding kemoterapi. Upaya kolaboratif mereka menunjukkan janji besar dalam meningkatkan hasil pengobatan kanker.
Sumber Asli: www.european-hospital.com
