Arina.id – Salah satu penyebab kebutaan ialah gangguan degenarasi fotoreseptor atau kematian sel kepekaan cahaya pada mata. Hal itu menyebabkan melemahnya kemampuan visual utama pada mata, termasuk degenerasi makula terkait usia (AMD) dan retinitis pigmentosa (RP). Secara keseluruhan, gangguan-gangguan ini memengaruhi sekitar 200 juta orang di seluruh dunia.
Selain berdampak terhadap kemandirian dan kualitas hidup orang, kehilangan penglihatan atau kebutaan juga menciptakan beban ekonomi global yang diperkirakan mencapai lebih dari US$400 miliar per tahun, yang dihitung mulai dari pengeluaran layanan kesehatan dan produktivitas orang yang hilang.
Pada penyakit-penyakit ini, sel fotoreseptor retina berfungsi mendeteksi cahaya perlahan-perlahan mengalami gangguan yang terus memburuk hingga kematian. Namun, sebagian besar sirkuit saraf yang lebih dalam pada retina tetap utuh dan masih berfungsi. Masalahnya, tanpa fotoreseptor, sel-sel yang bertahan ini tidak lagi menerima sinyal cahaya untuk mengirim informasi visual ke otak.
Rangkaian sisa-sisa retina utuh tersebut dalam beberapa waktu ini telah menjadi target penting bagi para ilmuwan yang berusaha mengembalikan sensitivitas cahaya pada mata. Pendekatan penelitiannya meliputi terapi gen, yang hanya cocok untuk sebagian kecil pasien dengan mutasi tertentu, dan prostesis retina elektronik, yang dapat bersifat invasif, mahal, dan memerlukan pelatihan signifikan.
Dikutip dari sciencedaily, teknik biologi optogenetika dan obat responsif cahaya juga telah masuk ke dalam pengujian klinis. Obat yang responsif terhadap cahaya telah menunjukkan hasil uji keamanan cukup menjanjikan, meskipun untuk mengembalikan penglihatan mata seperti semula dengan tingkat penglihatan tinggi di bawah tingkat pencahayaan biasa tetap sulit.
Pendekatan baru melalui obat
Konsorsium riset yang dipimpin oleh Institut Bioengineering Catalonia (IBEC) kini telah mengembangkan kelas baru obat molekul kecil yang dapat di-fotoswitch–menjadi sakelar obat–dirancang untuk mengembalikan fungsi visual penting mata. Model penelitian obat ini adalah hewan tikus yang mengalami kebutaan. Temuan tersebut dipublikasikan dalam Journal of the American Chemical Society (JACS).
Senyawa ini dirancang untuk mengambil alih sebagian pekerjaan fotoreseptor. Obat ini dapat diberikan melalui injeksi ke mata, mirip dengan obat oftalmik lainnya, atau bahkan diaplikasikan sebagai tetes mata. Tidak ada metode yang memerlukan modifikasi genetik atau perangkat yang ditanamkan. Senyawa ini juga menunjukkan profil keamanan menjanjikan, menjadikannya kandidat potensial untuk terapi pemulihan penglihatan di masa depan.
“Molekul-molekul ini tidak menyembuhkan kebutaan, karena mereka tidak menangani penyebab degenerasi fotoreseptor. Namun mereka sangat efektif dalam mengembalikan penglihatan, dan melakukannya dengan pendekatan yang sangat sederhana dan berpotensi ramah pasien,” kata Pau Gorostiza, Profesor Riset ICREA di IBEC, pemimpin kelompok Nanoprobes dan Nanoswitch, anggota CIBER-BBN dan co-leader studi ini.
“Tujuan kami adalah memulihkan penglihatan menggunakan mekanisme molekuler yang sedekat mungkin dengan cara kerja retina sehat,” kata Rosalba Sortino, mantan mahasiswa PhD di Universitas Barcelona, saat ini peneliti postdoktoral di kelompok Gorostiza di IBEC dan penulis pertama bersama studi tersebut.
Ia melanjutkan; “alih-alih melewati pemrosesan retina, kami berusaha mengaktifkannya kembali tepat pada tingkat sirkuit retina yang sama dengan sel fotoreseptor yang hilang.”
Penemuan ini merupakan hasil dari sepuluh tahun penelitian. Proyek ini melibatkan tim yang dipimpin oleh Pedro de la Villa di Universitas Alcalá (UAH), bersama peneliti dari Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC-CSIC), Universitas Barcelona (UB), Institut Ramón y Cajal Riset Kesehatan (IRYCIS), Universitas Otonom Barcelona (UAB), dan Fundació Eduard Soler.
Mengembalikan fungsi visual pada hewan tunanetra
Teknik ini mengandalkan fotofarmakologi, sebuah pendekatan yang memungkinkan aktivitas obat dikendalikan secara reversibel menggunakan cahaya. Para peneliti mengubah struktur kimia obat dengan memasukkan saklar molekuler sensitif cahaya. Saat terkena cahaya, saklar mengubah aktivitas obat.
Dengan strategi ini, tim menciptakan keluarga senyawa yang dikenal sebagai prosthe6. Molekul-molekul ini menargetkan neuron ON-bipolar dan memulihkan gerakan mata sakkadis (refleks optokinetik) pada larva ikan zebra yang buta, sebuah model yang umum digunakan untuk penelitian ketajaman penglihatan.
Para peneliti juga menemukan bahwa pengobatan ini dapat mengembalikan perilaku penghindaran cahaya bawaan pada model tikus yang mengalami degenerasi makula terkait usia dan retinitis pigmentosa.
Tikus sehat secara naluriah lebih menyukai lingkungan yang gelap dan menghindari ruang yang terang cahaya. Perilaku ini sepenuhnya bergantung pada fungsi sistem visualnya. Tikus buta kehilangan preferensi itu karena mereka tidak dapat mendeteksi perbedaan antara terang dan gelap.
Namun, setelah menerima prosthe6, tikus buta kembali secara spontan memilih area gelap. Perilaku itu menunjukkan bahwa mereka mampu mendeteksi cahaya dan menggunakan informasi visual untuk membimbing tindakan mereka. Tidak perlu latihan.
Efek ini juga terjadi pada tingkat pencahayaan yang mirip dengan yang ditemukan di dalam atau di luar ruangan pada saat langit mendung. Hal ini menunjukkan bahwa pengobatan tersebut mengembalikan persepsi cahaya fungsional dengan cukup kuat untuk menghasilkan perilaku alami yang dipandu secara visual.
Dua senyawa khususnya, prosthe6-12 dan prosthe6-15, menghasilkan hasil yang sangat menjanjikan. Perilaku visual yang dipulihkan muncul setelah disuntik ke mata dan juga setelah pemberian topikal sebagai tetes mata.
Menggantikan Fungsi Fotoreseptor yang Hilang
Prosthe6 bekerja dengan menargetkan sel bipolar ON, neuron retina yang biasanya menerima informasi dari fotoreseptor, sel yang bertanggung jawab mendeteksi cahaya.
“Dalam penglihatan yang sehat, sel bipolar ON memainkan peran kunci dalam meneruskan informasi tentang keberadaan cahaya ke seluruh rangkaian visual. Pada penyakit mata degeneratif, meskipun fotoreseptor hilang, sebagian besar sirkuit dasar ini tetap utuh namun tidak aktif. Ini menciptakan peluang terapeutik besar,” kata de la Villa, salah satu pemimpin studi tersebut.
Senyawa tersebut menargetkan protein (mGlu6) dalam sirkuit retina yang masih bertahan ini. Dengan cara ini, prosthe6 dapat secara efektif menggantikan sebagian fungsi yang biasanya diberikan oleh fotoreseptor yang hilang.
Ketika cahaya mencapai mata, molekul-molekul berubah bentuk. Perubahan itu memicu sinyal di dalam retina dengan cara yang menyerupai proses visual normal. Para peneliti menggambarkan senyawa tersebut sebagai “prostesis molekuler” karena memungkinkan retina merespons cahaya kembali tanpa perangkat keras yang ditanam atau mengalami modifikasi genetik.
Fitur penting lainnya adalah kemampuannya berfungsi di bawah pencahayaan biasa. Berbeda dengan beberapa pendekatan optogenetik, mereka tidak memerlukan perangkat yang memperkuat atau mengirimkan cahaya khusus. Molekulnya kecil dan larut dalam air, serta merespons penampakan cahaya atau cahaya putih yang umum, termasuk pencahayaan dalam ruangan normal dan cahaya siang hari, tanpa perlu sumber cahaya khusus.
Temuan ini muncul tak lama setelah publikasi uji klinis pertama obat fotofarmakologis untuk pemulihan penglihatan (yang menargetkan protein yang tidak terkait). Tonggak ini menunjukkan bahwa fotofarmakologi mulai bergerak dari penelitian eksperimental menuju potensi penggunaan klinis.
Teknologi prosthe6 dilindungi oleh paten, dan para peneliti kini mempelajari keamanan serta formulasinya dengan tujuan memperpanjang penelitian yang mengkaji berapa lama fungsi visual yang dipulihkan bisa bertahan setelah menggunakan obat tersebut.
Tim juga bekerja sama dengan Eyelumina, sebuah perusahaan bioteknologi rintisan (spin-off) yang sedang berkembang dengan mengamankan investasi untuk mendukung pengembangan translasi dan uji klinis di masa depan.
“Mengubah ini menjadi terapi adalah proses yang panjang dan melelahkan,” kata Gorostiza. “Namun hasilnya menunjukkan bahwa ada kemungkinan realistis mengembalikan penglihatan berkualitas tinggi dengan obat-obatan, secara non-invasif, reversibel, dan dengan mekanisme yang independen dari gangguan retina spesifik atau mutasi genetik untuk menjangkau mayoritas pasien.”
Jika pendekatan ini pada akhirnya terbukti berhasil pada manusia, hal ini dapat menjadi alternatif yang mudah diakses secara luas dan terjangkau dibandingkan teknologi pemulihan penglihatan saat ini. Ini bisa sangat penting bagi orang dengan degenerasi retina lanjut yang saat ini tidak memiliki pilihan pengobatan efektif.
Comments are closed.