Jacquelyn Waters
Ada banyak cara untuk mengobati kanker, dan beberapa di antaranya hampir sama menakutkannya dengan penyakit itu sendiri. Tetapi hari ini, para peneliti mulai mengungkap beberapa pendekatan baru, termasuk pendekatan yang tampaknya berasal dari pemulihan ajaib pada pasien kanker yang mengalami demam parah.
Dan bagian yang menarik adalah, emas mungkin hanya bahan yang dibutuhkan untuk memanfaatkan kelemahan yang dimiliki beberapa tipe kanker terhadap peningkatan suhu tubuh kita secara tiba-tiba.
Itu penting, karena kanker tidak akan hilang.
Di Amerika Serikat, kanker adalah penyebab kematian nomor dua. Asosiasi Kanker Amerika memperkirakan bahwa pada 2022, akan ada 1,9 juta kasus kanker baru dan lebih dari
600.000 kematian akibat kanker.
Itu setara dengan 5.250 kasus baru kanker setiap hari.
Kanker adalah masalah kesehatan yang sangat besar.
Pilihan pengobatan terkemuka untuk kanker tidak selalu berhasil dan membawa banyak kemungkinan efek samping seperti mual, muntah, rambut rontok, peningkatan risiko infeksi, dan kemungkinan tumor sekunder.
Hipertermia, juga dikenal sebagai kepanasan, adalah terapi yang menggunakan panas untuk membunuh sel kanker. Ini paling baik digunakan bersama terapi lain seperti kemoterapi atau terapi radiasi.
Salah satu tantangan menggunakan hipertermia untuk mengobati kanker adalah memastikan panas masuk ke tempat yang tepat. Di situlah emas masuk. Penelitian yang sedang berlangsung mengungkapkan nanopartikel emas dapat digunakan untuk memanaskan dan membunuh sel tumor dengan presisi tinggi dan efek samping minimal. Bentuk hipertermia ini disebut terapi fototermal, dan telah menunjukkan hasil yang sangat menjanjikan untuk sejumlah jenis kanker.
Kanker Adalah Masalah
Kanker merupakan masalah kesehatan yang serius di seluruh dunia.
Menurut data terbaru oleh American Cancer Society, wanita AS memiliki peluang 38,5 persen terkena kanker invasif selama hidup mereka, sementara pria memiliki peluang 40,2 persen.
Kanker menjadi invasif ketika menyebar di luar lapisan jaringan di mana ia berkembang dan ke jaringan sehat dan kelenjar getah bening di sekitarnya.
Jika tidak diobati, sel kanker dapat memasuki darah atau cairan limfatik dan berpindah ke jaringan atau organ lain. Proses metastasis ini sering mengakibatkan tumor sekunder di dalam tubuh.
Pilihan Perawatan Terkemuka untuk Kanker Tidak Ideal
Karena kanker sangat bervariasi, tidak ada pendekatan tunggal yang sepenuhnya komprehensif untuk pengobatan. Pilihan pengobatan terkemuka diantaranya termasuk pembedahan, radioterapi, kemoterapi, dan imunoterapi.
Pembedahan umumnya dianggap sebagai terapi yang efektif untuk kanker stadium awal, tetapi tidak ideal untuk kanker metastatik karena sel kanker telah menyebar ke daerah lain di tubuh. Dalam beberapa kasus, bahkan jika operasi dilakukan sejak dini, kanker dapat timbul kembali.
Terapi radiasi menggunakan radiasi berenergi tinggi untuk merusak DNA sel kanker. Jenis terapi ini sering juga merusak jaringan sehat di sekitarnya. Seperti halnya pembedahan, sulit untuk mengobati kanker metastatik dengan terapi radiasi.
Kemoterapi dapat mengobati berbagai jenis kanker, bahkan jika kanker telah menyebar sekalipun. Sayangnya, obat kemoterapi dapat menjadi racun bagi jaringan tubuh yang sehat dan non-kanker.
Masalah signifikan dengan terapi radiasi dan kemoterapi adalah keduanya dapat menyebabkan kanker, membuat kanker sekunder menjadi kemungkinan efek samping yang serius. Imunoterapi adalah terapi kanker yang membantu sistem kekebalan tubuh melawan kanker. Sebagai terapi biologis, pengobatan ini menggunakan zat yang dihasilkan oleh organisme hidup lain.
Ada beberapa jenis perawatan imunoterapi termasuk terapi transfer sel T, antibodi monoklonal, modulator sistem kekebalan, vaksin pengobatan, dan inhibitor pos pemeriksaan kekebalan.
Meskipun efek samping dari imunoterapi biasanya tidak separah efek samping dari kemoterapi, namun hal itu masih bisa terjadi.
Karena sistem kekebalan tubuh telah ditingkatkan untuk melawan sel-sel kanker, mungkin ada beberapa kerusakan tambahan pada sel-sel sehat, seperti gejala seperti flu, jantung berdebar-debar, dan peradangan organ.
Sebagian besar penelitian terapi kanker didedikasikan untuk menemukan terapi yang dapat melengkapi atau menentukan pilihan terapi saat ini dengan efektivitas yang lebih besar dan efek samping yang lebih sedikit.
Hipertermia sebagai Pendekatan Pengobatan Kanker
Pada 1800-an, dokter mulai memperhatikan sejumlah kasus menarik dari pasien kanker, yang setelah menderita demam tinggi karena tertular erisipelas, menemukan gejala kanker mereka menurun. Beberapa pasien mengalami regresi tumor lengkap.
Erysipelas adalah infeksi kulit yang disebabkan oleh bakteri Streptococcus, biasanya S. aureus atau S. pyogenes. Ciri utama infeksi adalah demam, yang mungkin sangat tinggi.
Seorang ahli bedah, Dr. William Coley, terpesona oleh studi kasus ini, dan pada 1891 menyuntikkan S. pyogenes ke tumor pasien yang tidak dapat dioperasi untuk melihat apakah infeksi akan membantu mengecilkannya.
Suhu tubuh pasien naik menjadi 40,5 derajat Celcius. Beberapa hari setelah demam mulai, tumornya mulai mengecil. Hebatnya, dalam waktu dua minggu, tumor itu hilang.
Coley menghabiskan bertahun-tahun menyempurnakan suntikan bakteri untuk mengobati tumor. Formulasi ini dikenal sebagai racun Coley.
Satu perusahaan farmasi membuat sediaan racun Coley dari tahun 1899 hingga 1951, membuat pengobatan tersebut tersedia bagi dokter di Amerika Serikat dan Eropa.
Hasilnya bervariasi pada jenis kanker yang berbeda, tetapi The Iowa Orthopaedic Journal mencatat bahwa pengobatan ini sangat efektif pada kanker tulang dan sarkoma jaringan lunak. Sarkoma jaringan lunak adalah kanker yang terbentuk di otot, lemak, saraf, lapisan sendi, pembuluh darah, dan tendon. Pada 1962, FDA menghapus racun Coley dari daftar obat yang disetujui, sehingga penggunaan racun ini untuk mengobati kanker menjadi ilegal. Saat ini operasi, radioterapi, dan kemoterapi menjadi andalan pengobatan kanker.
Meskipun terapi lain ini menjadi sorotan, para ilmuwan terus meneliti bagaimana hipertermia mengurangi tumor.
Selama beberapa dekade, mereka telah menghasilkan banyak pengetahuan tentang mengobati kanker dengan hipertermia. Mari kita lihat sekilas beberapa dasar biologi di balik terapi ini.
Apa yang Kita Ketahui Saat ini Tentang Panas dan Kanker
Tumor umumnya lebih asam daripada jaringan biasa dan mereka sering memiliki daerah hipoksia (pasokan oksigen tidak memadai). Sebuah studi di International Journal of Hyperthermia mencatat dua faktor ini membuat tumor resisten terhadap kemoterapi dan radiasi, tetapi lebih rentan terhadap tekanan panas.
Sebuah studi yang termasuk dalam jurnal Nanomedicine menemukan hipertermia menyebabkan apoptosis sel (kematian sel terprogram) dengan menyebabkan kerusakan mitokondria yang tidak dapat diperbaiki.
Hipertermia juga dapat memicu nekrosis sel (kematian sel yang tidak terkendali) dengan merusak membran sel dan men- denaturasi protein, menurut penelitian yang dipublikasikan di Cytometry Part A, jurnal International Society for Advancement of Cytometry.
Hipertermia dapat menginisiasi kedua jalur kematian sel ini pada satu tumor secara bersamaan. Jumlah nekrosis versus apoptosis yang terjadi pada tumor tergantung pada beberapa faktor, terutama tingkat panas yang diterapkan.
Apoptosis adalah proses yang jauh lebih “bersih” dan lebih terorganisir daripada nekrosis. Nekrosis merusak jaringan di sekitarnya, jadi penting bagi dokter untuk memilih intensitas dan durasi perawatan panas dengan hati- hati.
Dalam artikel ulasan mereka, berjudul “Gold Nanoparticles in Cancer Theranostics”, penulis mencatat bahwa sel kanker ganas cenderung mengurangi respons perlindungan sengatan panas, membuat mereka lebih rentan terhadap tekanan termal.
Tekanan termal membuat tumor lebih rentan terhadap terapi radiasi, membuat terapi ini lebih efektif. Sensitisasi ini terjadi melalui beberapa jalur seluler menurut penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal Cancers. Demikian pula, tekanan termal membuat timor lebih rentan terhadap kemoterapi.
Misalnya, satu studi in vitro dalam jurnal Scientific Reports menemukan bahwa ketika melanoma ganas diobati dengan hipertermia dan obat kemoterapi yang relevan secara kli- nis, hipertermia membuat lebih dari satu obat kemoterapi lebih efektif. Ini adalah berita ba- gus untuk mengobati sel tumor.
Pertanyaannya, bagaimana cara kita menargetkan sel tumor dengan hipertermia secara langsung agar tidak merusak jaringan sehat?
Beberapa metode saat ini bersifat invasif, terutama jika tumornya dalam. Untuk banyak metode, distribusi pemanasan seringkali tidak seragam. Selain itu, metode ini cenderung diarahkan pada tumor berdasarkan apa yang dapat dilihat dengan pemindaian dan mata manusia, tetapi tidak tepat pada tingkat sel.
Partikel Nano
Trik untuk benar-benar efektif hipertermia adalah untuk mendapatkan panas di dalam tumor tanpa memanaskan semua jaringan di sekitarnya, maka nanopartikel adalah kunci untuk kemampuan itu. Menggunakan nanopartikel dan sinar inframerah-dekat untuk menghasilkan panas pada tumor adalah tindakan minimal invasif, lebih seragam, dan jauh lebih tepat dalam menargetkan tumor pada tingkat sel.
Nanopartikel berukuran kecil, meskipun ukurannya bervariasi dari 1 hingga 100 nano- meter (nm), meskipun beberapa ilmuwan berpendapat bahwa nanopartikel dapat berukuran hingga 1.000 nm.
Jika salah satu rambut Anda diperbesar seukuran tiang telepon, maka partikel nano akan menjadi titik kecil dengan diameter selebar ketebalan selembar kertas.
Mereka terlalu kecil untuk dilihat tanpa mikroskop elektron, tetapi mereka dapat memberikan efek yang kuat tergantung pada bagaimana mereka digunakan.
Bagaimana Nanopartikel Masuk ke Tumor?
Pembuluh darah pada tumor berbeda dengan pembuluh darah pada organ tertentu. Tumornya tidak sehat, jaringannya normal, jadi pembuluh darah yang memberinya makan juga tidak normal atau sehat.
Pembuluh darah sehat yang membawa darah beroksigen ke dalam jaringan memiliki celah kecil di antara sel-sel endotel yang melapisi pembuluh darah. Bayangkan sedotan kecil dengan celah kecil di dalamnya. Sel-sel endotel ini dikelilingi oleh sel-sel otot polos. Bayangkan sedotan lain, yang jauh lebih kuat dan sedikit lebih besar, dengan sedotan yang lebih kecil di dalamnya.
Pada tumor, sedotan bagian dalam memiliki lubang yang jauh lebih besar dan tidak ada sedotan luar yang kuat di sekitarnya. Hasilnya adalah tumor diberi makan oleh pembuluh darah yang sangat bocor.
Tubuh Anda sebagian bergantung pada sistem limfatik untuk membersihkan limbah sel-sel mati dan proses tubuh lainnya. Bayangkan sebuah sistem yang sangat mirip dengan semua pembuluh darah Anda tetapi dengan peran yang berbeda.
Pada tumor, pembuluh limfatik tertekan, menyebabkan drainase limfatik yang buruk keluar dari tumor.
Pembuluh darah yang bocor dan drainase limfatik yang buruk menyebabkan efek yang memungkinkan partikel nano bergerak dari aliran darah ke tumor dan menumpuk di sana, menurut sebuah artikel ulasan yang diterbitkan dalam jurnal Cancer pada 2020.
Nanopartikel Emas Ideal untuk Terapi Fototermal
Nanopartikel emas adalah kandidat ideal untuk terapi fototermal, yang biasanya menggunakan sinar inframerah untuk memanaskan jaringan. Bentuk cahaya ini dapat menembus jauh ke dalam tubuh. Itu bagus, tetapi lebih baik lagi jika panasnya lebih intens di area tumor. Dalam skenario itu, Anda tidak perlu mengambil risiko merusak jaringan lain sebanyak itu.
Di situlah emas menjadi penting. Emas cukup biokompatibel karena merupakan logam inert.
Nanopartikel emas dapat menyerap energi cahaya dan panas hingga di atas 45 derajat Celcius.
Sinar inframerah-dekat (NIR) dalam kisaran 800 hingga 1.200 nanometer dapat diarahkan ke tubuh, di mana ia mengenai partikel nano, yang kemudian memanas. Anggap saja seperti microwave yang memanaskan kopi dingin Anda tetapi bukan cangkirnya. Tergantung pada ukuran dan bentuknya, nanopartikel emas dapat menyerap frekuensi cahaya yang berbeda dan dapat dirancang untuk penyerapan cahaya NIR secara maksimal.
Ukuran nanopartikel emas penting. Secara umum, nanopartikel logam yang lebih kecil lebih efisien mengubah energi cahaya menjadi energi panas daripada nanopartikel logam yang lebih besar.
Menurut penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Application of Nanomaterials in Biomedical Imaging and Cancer Therapy pada tahun 2021, biasanya ada dua metode untuk menginduksi hipertermia pada tumor.
Pertama, nanopartikel emas dapat dipanaskan hingga suhu tinggi (lebih tinggi dari 45 derajat Celcius) selama beberapa menit. Hal ini menyebabkan kematian sel melalui ablasi termal. Kelemahannya adalah ini bisa memicu darah berhenti mengalir melalui tumor dan tumor bisa berdarah. Hal ini akan menghambat pengobatan lebih lanjut dengan terapi sekunder.
Metode kedua menciptakan hipertermia ringan (42 hingga 43 derajat Celcius) di dalam tumor. Hal ini memicu kerusakan sel dan membuat pembuluh darah tumor lebih bocor. Metode ini memungkinkan terapi sinergis seperti kemoterapi dapat digunakan secara bersamaan.
Pasangkan Terapi Fototermal dengan Terapi Lain
Karena pembuluh darah yang memberi makan tumor tidak sehat, mungkin ada area tumor yang tidak memiliki suplai darah yang baik—inilah sebabnya daerah tumor tertentu mungkin hipoksia.
Nanopartikel mungkin tidak terakumulasi di daerah ini karena suplai darah kurang, yang berarti terapi fototermal saja tidak dapat menghancurkan semua sel kanker di tumor.
Yang penting, penelitian menunjukkan bahwa sel-sel tumor yang bertahan hidup yang terpapar panas dapat dengan cepat menjadi resisten terhadap tekanan termal, yang mengakibatkan kekambuhan dan penyebaran kanker (metastasis), menurut temuan dalam ulasan “Multifungsi Emas Nanopartikel dalam Diagnosis dan Perawatan Kanker.”
Dua poin di atas mengungkapkan mengapa penting bahwa dalam kasus di mana terapi fototermal tidak dapat sepenuhnya menghancurkan tumor, terapi ini dipasangkan dengan terapi sekunder seperti kemoterapi, radioterapi, atau imunoterapi.
Kesimpulan
National Cancer Institute mencatat bahwa hipertermia telah digunakan untuk mengobati jenis kanker stadium lanjut berikut: kanker usus buntu, kanker kandung kemih, kanker otak, kanker payudara, kanker serviks, kanker kerongkongan, kanker kepala dan leher, kanker hati, kanker paru-paru, melanoma, mesothelioma, sarkoma, dan kanker rektum.
Sebagai jenis hipertermia, terapi fototermal yang digunakan dalam kombinasi dengan terapi kanker lainnya memiliki potensi besar dalam mengobati tumor primer atau kanker metastatik untuk beberapa jenis kanker yang berbeda.
Sejumlah platform berbasis nanopartikel emas telah dinilai dalam uji klinis. Sementara hasilnya sejauh ini sebagian besar menggembirakan, tinjauan Multifunctional Gold Nanoparticles in Cancer Diagnosis and Treatment (Nanopartikel Emas Multifungsi dalam Diagnosis dan Pengobatan Kanker) mencatat banyak dari penelitian ini masih dalam uji klinis fase satu atau fase satu awal.
Karena para peneliti dan klinisi menyempurnakan pengobatan dengan terapi fototermal, harapannya adalah bahwa suatu hari ini akan menjadi pilihan yang tersedia bagi pasien kanker di mana pun. (jen)
Jacquelyn Waters menulis tentang kesehatan, sains, dan kedokteran. Dia memiliki minat khusus dalam semua hal ilmu saraf— dari ilmu saraf molekuler hingga psikologi. Dia memiliki 8 tahun pengalaman mengajar biologi perguruan tinggi dan menerima gelar master dalam ilmu biomedis dengan spesialisasi ilmu saraf dari Vanderbilt University.
