Imunoliposom Untuk Terapi Malaria

8/18/2019 Imunoliposom Untuk Terapi Malaria

1/14

PENGGUNAAN IMUNOLIPOSOM PADA TERAPI MALARIA

Disusun oleh:

Ervan Budiawan 1!"#"$!!

La%i%ah &o'runnada 1!""()*+

RM, A-un- Prana'a .A 1!""()"!

/.e0hususan Iunolo-i2

PROGRAM MAGISTER ILMU BIOMEDI.

3A.ULTAS .EDO.TERAN UNI4ERSITAS INDONESIA

5A.ARTA

)!1

TUGAS MATA .ULIA6

BIOTE.NOLOGI


2/14

PENGGUNAAN IMUNOLIPOSOM PADA TERAPI MALARIA

La'ar Bela0an-

Dewasa ini berbagai upaya pengembangan obat dan metode pengiriman obat ke tempat kerjanya

telah berkembang pada semua bidang penelitian klinis. Dalam banyak aspek, perkembangan

pesat ini didorong oleh kemajuan diberbagai pendekatan individual seperti kecenderungan

semakin kecilnya molekul obat, penggunaan produk-produk dari alam, kemajuan teknik dan

metode farmasi, terapi gen, stimulasi kekebalan tubuh, dan banyak lagi kemajuan-kemajuan

diberbagai aspek penyokong lainnya.

Sebagai akibat dari kemajuan di bidang kimia, teknologi material, biologi molekuler dan

imunologi, yang kolaborasi antara ilmu-ilmu tersebut telah membuka paradigma baru yang

mengarah pada pendekatan terapi mutakhir yang mendasari penggabungan konsep-konsep antar

bidang keilmuan tersebut secara sinergi. Salah satu contohnya adalah konsep imunoliposome,

yang menggabungkan penggunaan molekul kecil yang dikemas dalam nanocarrier liposomal

dengan teknik penargetan biologis.

Melalui pengembangan teknik drug delivery yang mutakhir ini, diharapkan kedepannya

eliminasi parasite adalah suatu hal yang mungkin dicapai, dengan pemberian obat yang lebih

efektif dan penggunaan dosis yang lebih adekuat, tanpa menimbulkan efek samping yang tidak

diinginkan.


3/14

Se7arah Peneuan Li8oso

Sejak Bangham dkk menemukan liposom lebih dari ! tahun yang lalu, liposom telah menjadi

alat transportasi farmaka yang menjanjikan dalam banyak bidang kedokteran, biologi, dan kimia.

"iposom adalah suatu pengantar yang disusun oleh lipid, terdiri dari satu atau lebih fosfolipid

bilayers konsentris, yang mengandung bagian hidrofobik di dalam dan diantara bilayers tersebut.

#osfolipid yang digunakan untuk membentuk liposom terdiri dari kelompok yang mengandung

kepala hidrofilik dan dua rantai hidrofobik, yang menyebabkan liposom memiliki kemampuan

untuk membawa obat baik obat yang bersifat hidrofilik maupun hidrofobik. $enis dan ukuran

liposom berkisar dari vesikel %&!! nm 'vesikel unilamellar kecil( untuk multilamelar dan

vesikula oligolamellar dengan diameter )& um. "iposom memiliki beberapa fitur menarik dandapat disiapkan dalam berbagai ukuran, digunakan untuk mengkapsulasi hampir semua jenis

bahan obat, dan larut dalam air. Dengan demikian, liposomakan membantu menghindari

masalah-masalah yang terkait dengan ukuran molekul obat yang berasal dari sifat kimia

organiknya.&

*roses-proses biologis dari liposom sangat ditentukan oleh ukurannya, yaitu liposom berukuran

nano terakumulasi di daerah patologis sebagai akibat dari peningkatan permeabilitas dan retensi

efek '+*( yang didasarkan pada fakta bahwa pembuluh darah di daerah patologis mengalamikebocoran, tidak seperti pada jaringan sehat yang normal. "iposom konvensional terdiri dari

fosfolipid dan kolesterol alami, yang penting untuk menurunkan permeabilitas membran dan

menciptakan stabilitas yang lebih baik 'kolesterol juga memodulasi interaksi protein-membran(.

Setelah pemberian, senyawa ini cepat dieliminasi dari peredaran oleh makrofag dari sistem

retikuloendotelial '+S(. aktu paruh liposom konvensional di sirkulasi darah, dapat

ditingkatkan secara signifikan dengan menggunakan functionalized lipid dalam konstruksi dan

formulasi suatu liposom, sehingga liposom tersebut bertahan lebih lama dalam sirkulasi, dan

menunjukkan reaktivitas minimal terhadap protein serum serta kurang baik dalam hal

penyerapan oleh +S. Senyawa yang paling banyak digunakan sebagai stabili/er adalah

polietilen glikol '*+0( yang larut dalam air dan menunjukkan protein resistensi, toksisitas

rendah, non-imunogenisitas dan antigenisitas.1


4/14

0ambar &. Berbagai macam struktur lipid bilayer liposom.

2amun, meskipun potensi menjanjikan dari liposom untuk dapat digunakan secara luas dalam

pengobatan, perlu kiranya langkah-langkah konkret untuk meningkatkan biodistribusi,

farmakodinamik dan farmakokinetiknya, serta kemampuan targeting in vivo.&,1,3

.on7u-asi Li-and dan an'i%od9 8ada 8eru0aan li8oso: Iunoli8oso,

4ebanyakan penelitian mengenai liposom dengan target spesifik berhubungan dengan pemakaian

antibodi atau fragmen antibodi yang terikat pada permukaan liposom. "iposom seperti ini

disebut imunoliposom. 5munoliposom dapat memiliki target spesifik karena pada permukaan

liposom hanya akan bereaksi pada sel yang memiliki antigen yang spesifik dengan antibodi pada

permukaan liposom.&,1

Sebuah strategi menjanjikan untuk meningkatkan efek terapeutik agen farmaka di jaringan target

adalah dengan mengantarkan liposom ke daerah sasaran dan targetnya, dengan cara

menempelkan ligan ke permukaan liposom, yang akan mengenali antigen permukaan sel atau

reseptor dalam target jaringan.

*ada prinsipnya, setiap target yang mengikat satuan biologis dapat digunakan, dan antibodi atau

antibodi fragmen, vitamin, glikoprotein, peptida, oligonukleotida, polisakarida dan lain-lain telahmelekat pada liposom untuk efek ini. 4arena spesifisitas tinggi, liposom dengan antibodi melekat

pada permukaannya sebagai penargetan ligan, yang disebut imunoliposomes, telah muncul

sebagai salah satu kelas yang paling menjanjikan untuk medis aplikasi. Secara historis, contoh

pertama dari sebuah imunoliposome '5"( ditunjukkan melalui penggunaan 6orchilin yang dapat

diberikan secara spesifik pada infark miokard akut anjing.7


5/14

8ntibodi atau ligan lain dapat ditambahkan pada liposom baik sebelum atau setelah pembuatan

liposom. Binding dicapai baik melalui ikatan kovalen atau non kovalen dan berbagai strategi

kimia untuk menempelkan antibodi maupun fragmen antibodi. 8adapun cara singkat tentang

strategi penempelan ini dijelaskan sebagai berikut. "igan ditempelkan pada permukaan liposom

melalui jangkar hidrofobik dengan kelompok fungsional. "ipid dapat disintesis sebelum

penggabungan ke dalam liposom bilayer, dan reaksi dilakukan antara ligan dan jangkar diikuti

dengan mencampur ligan yang dihasilkan dengan konstituen lain dari liposom. 8tau, jangkar

mungkin akan sebelumnya tergabung dalam membran liposomal dan kemudian reaksi kopling

dilakukan pada permukaan kendaraan. $enis dan tempat lampiran dapat mempengaruhi

farmakokinetik dan oleh karena itu harus diperhitungkan untuk pengembangan obat. 3

8ntibodi maupun ligan dapat ditempelkan pada liposom baik sebelum maupun sesuadah

pembuatan liposom. 5katan antibodi atau ligan pada permukaan liposom dapat dicapai baik

melalui ikatan kovalen dan nonkovalen, serta melalui berbagai macam interaksi dan teknik kimia

lainnya. "igan dapat di tempelkan pada permukaan liposom melalui gugus jangkar hidrofobik

melalui gugus fungsional. 4omponen lipid fdapat disintesis terlebih dahulu sebelum inkorporasi

lipid ke dalam bilayer liposom, dilanjutkan dengan reaksi pengikatan ligan ke gugus jangkar lalu

dilanjutkan dengan pencampuran antara ligan yang terbentuk dengan seluruh komponen liposom.

atau alternatif lain, yaitu dimana gugus jangkar terlebih dahulu di inkorporasikan pada

membrane liposom lalu kemudian di lanjutkan dengan reaksi coupling pda permukaan

vehikulum. 6ipe dan tempat penempelan dapat mempengaruhi farmako kinetik karenanya harus

betul-betul diperhatikan dalam proses pengembangan obat baru. Coupling ligan ke permukaan

liposom biasanya dilakukan melalui ikatan thioether, contohnya melauli reaksi gugus thiol

dengan gugus maleimida. gugus sulfhidril yang dijumpai dalam banyak protein tekadang harus

dibentuk kembali melalui pemecahan ikatan disulfida yang ada maupun melalui penambahan

agen-agen crosslinking yang heterobifungsi. N-hydroxysuccinimidyl 3-(2-

pyridyldithio)propionate 'S*D*( dan succinimidyl-S-acetylthioacetate 'S868( adalah senyawayang paling sering dipakai. Sebagai contoh, paska modifikasi dengan S*D* suatu protein

akhirnya dapat direduksi dengan dithiothreitol untuk membentuk ikatan disulfida. Begitu pula

melalui konjugasi ujung gugus -S9 dengan jangkar fungsional yang mempunyai gugus sulfhidril.

8ntibodi juga bisa ditempelkan pada membran liposom sterically stabili/ed long-circulation

yang paralel dengan atau tanpa ujung distal dari rantai poliethilen glicol '*+0(. *enggunaan


6/14

*+0 ini secara nyata menyebabkan binding yang lebih efisien. Modifikasi dari berbagai rantai

*+0 akan menyebabkan coupling ligan. Dengan adanya modifikasi ini menyebabkan coupling

dengan efisiensi tinggi dan pembentukan ikatan kovalen yang stabil. Meskipun demikian,

fungsionalisasi dan thiolasi dari seluruh antibodi dapat terjadi secara random pada berbagai

lokasi dan menyebabkan orientasi random dari antibodi pada permukaan imunoliposom yang

dapat menyebabkan clearance yang lebih cepat dari sirkulasi. 3,7

0ambar 1. Berbagai jenis struktur imunoliposom

*enggunaan metode hydra/ide *+0 '9/-*+0( yang didasarkan pada oksidasi karbohidrat pada

fragmen #c pada antibodi lengkap dengan aldehide reaktif lalu membentuj ikatan hidra/one

dengan gugus hydra/ida pada ujung distal *+0. Metode lainnya juga dapat berupa crosslinking

asam karbo:ilat pada permukaan nanocarrier amina primer dari ligan tersebut. Begitu pula

penggunaan cysteine tambahan pada ;terminus pada fragmen 8b juga masih mungkin

8ntibodi juga dapat ditempel pada *+0 terminus dari liposom menggunakan derivat *+0

amphifilik melalui residu fosfolipidnya dan mengikat gugus amino primer berligan.

*erkembangan yang paling mutakhir ialah pengembangan metode penggunaan antibody binding

protein rekombinan yang diperoleh dari protein 0 streptococcus melalui mutagenesis site-


7/14

directed . "ipoprotein ini dapat di inkorporasikan pada liposom melalui pencampuaran sederhana

dan dapat berfungsi sebagai binding site guna membentuk imunoliposom yang fungsional.1,3

Pen--unaan iunoli8oso dala ine0si 8arasi'i0

5munoliposom telah dipakai secara nyata untuk memerangi leishmaniasis terutama karena fakta

bahwa permukaan makrofag memiliki reseptor #c yang mengikat bagian #c dari antibodi seperti

imunoglobulin '5g(. Selain itu, antibodi juga telah terbukti memiliki efek antileishmanial apabila

diberikan bersamaan dengan S80. 4arenanya, ketika antibodi tersebut digabungkan ke liposom

atau liposom mengandung obat anti-leishmanial, peningkatan keberhasilan penargetan pada

makrofag, ditambah dengan aktivitas anti-leishmanial sinergis, sangat mungkin memberikan

keberhasilan terapi. Dasgupta dkk. mengevaluasi kegunaan kombinasi liposom dengan 5g0 tanpa

obat apapun dalam pengobatan leishmaniasis visceral. "iposom-5g0 ternyata memiliki tingkat

efektifitas 1 sampai 3 kali lebih aktif daripada pemberian liposom tanpa 5g0 dalam

mengeleminasi berbagai strain "eishmania donovani dari makrofag. *eningkatan ini terjadi

terutama disebabkan obat lebih spesifik menarget makrofag karena adanya penargetan pada #c

reseptor. 2amun, dalam penelitian tersebut peneliti tidak menilai pengaruh 5g0 digabungkan ke

liposom yang mengandung obat anti-leishmanial, yang seharusnya dapat meningkatkan kinerja

penargetan dan efek obat secara sinergis. Dalam studi lain, Mukherjee et al. mempelajari pengaruh liposomal do:orubicin dalam pengobatan leishmaniasis visceral ketika digabungkan

dengan antibodi spesifik "eishmania. Menariknya, liposomal do:orubicin yang ditambah dengan

antibodi ternyata secara signifikan lebih aktif dan jauh lebih baik toksisitasnya daripada

do:orubicin bebas dan liposomal do:orubicin.&,7,

Malaria : Masalah Resis'ensi dan Ee0'ii'as O%a'

Malaria adalah infeksi akut dan


8/14


9/14

di hepar.Dalam pembuluh darah, obat antimalaria tersebut bersirkulasi terutama dalam bentuk

terikat dengan protein plasma dan secara cepat dari sirkulasi, dengan rata-rata waktu paruh

sekitar & jam sampai beberapa jam saja.>,A

leh karena sempitnya waktu paruh, hal ini dikompensasi dengan melipat ganda kan dosisdengan memperhatikan sempitnya rentang dosis ma:imum, dan dosis toksik yang dapat

menyebabkan masalah, namunpun demikian, pemberian obat dengan dosis yang rendah akan

memicu munculnya evolusi parasit, menjadi resisten obat, terutama pada daerah endemis

malaria.

6antangan pemberian obat adalah pencapaian dosis yang adekuat dari agen terapetik ke situs

target tertentu pada waktu yang tepat dan dengan cara yang aman. Sejumlah mekanisme yang

dewasa ini berkembang termasuk controlled release, termasuk patch transdermal, implan, sisteminhalasi, sistem bioadhesive, dan nanoencapsulation, akan tetapi harus dipertimbangkan

spesifitasnya. 8pabila kita memperhitungkan kekhususan sel darah merah, maka lipid-

nanocarriers telah menjadi salah satu metode yang paling menjanjikan dalam pendekatan

pengiriman obat antimalarial ke target. @,>,A

bat-obat yang didesign agar secara spesifik mentarget hanya sel darah merah terinfeksi

seharusnya dapat mengurangi jumlah dosis yang diberikan, bertahan lebih lama di dalam

peredaran darah, menghindari degradsi cepat, dan meningkatkan kontak obat dengan parasit padadosis lethalnya. nanovektor liposomal yang membawa antibodi spesifik di permukaannya

'imunoliposome, 5"*( telah digunakan secara luas untuk membawa obat karena sifatnya yang

non toksik dan biodegradable.

"iposom adalah suatu struktur tertutup dari lipid bilayer sintetik yang berdiameter beberapa ratus

nanometer yang dapat meningkatkan pengiriman molekul bioaktif, yang berfungsi sebagai

sirkulasi microreservoirs untuk mencapai tujuan pelepasan obat yang bertahap dan lebih lama.

*enempelan ligan tertentu pada permukaan liposom telah secara luas dianggap sebagai pembawaobat dalam terapi dan enkapsulasi liposom telah diuji untuk pengiriman senyawa obat ke

targetnya pada malaria mencit. *enggabungan liposomal nanovessels dengan urutan asam amino

*. berghei telah terbukti sangat meningkatkan penargetan obat ke hati yang menunjukkan bahwa

liposom nano vessel dapat menjadi vektor yang memadai untuk menyalurkan obat antimalarial

ke target parasit yang berada dalam fase infeksi hepatosit.


10/14

2amunpun demikian, belum terdapat penggunaan yang nyata dalam tujuan untuk mengeradikasi

malaria. Beberapa studi telah menggunakan pendekatan liposomal dan imunoliposomal dalam

konsep strategi baru pemberian obat-obat malaria secara spesifik. Dalam studi awal yang

mendasari trend ini, digunakan kloroCuin yang dienkapsulasi dengan liposom dan imunoliposom

yang dikonjugasi dengan antibodi spesifik terhadap sel darah merah dan sel darah merah yang

terinfeksi, untuk menterapi infeksi *. berghei pada mencit. Dalam studi tersebut diperolah data

yang cukup menjanjikan, yaitu terdapat peningkatan efektifitas obat oelh karena enkapsulasi,

terutama terhadap sel darah merah yang terinfeksi. Setelah studi selesai dilakukan, terlihat jelas

adanya penurunan yang signifikan dari angka parasitemia pada mencit dan angka kesembuhan

yang lebih nyata bahkan terhadap infeksi dengan strain yang resisten obat. Diyakini bahwa hasil

ini diperoleh karena efek spesifiknya penetrasi obat ke eritrosit dan etrosit terinfeksi saja.A,&!

2amunpun demikian, karena studi dilakukan pada model, yaitu mencit, maka data-data yang

menunjukkan hal yang sama pada manusia, terutama infeksi pada sel manusia belum begitu

diketahui.

0ambar 3. *erbedaan efektifitas free drugs dan liposomal drug dalam terapi malaria pada mencit


11/14

5nfeksi *lasmodium tahap awal adalah target terapi yang ideal karena obat yang ditujukan

kepada parasit memiliki waktu lebih lama untuk membunuh parasit sebelum melengkapi

perkembangannya, meskipun permeabilitas eritrosit yang terinfeksi untuk ion dan nonelektrolitkecil, termasuk beberapa obat, tidak meningkat sampai enam jam setelah infeksi. Selama

pematangan parasit menghidrolisis hemoglobin dalam vakuola pencernaan, yang kemudian

menjadi sasaran banyak obat amfifilik yang bebas melintasi membran B; dan menumpuk di

intraseluler. 8kibatnya, sebagian besar obat antimalarial mulai mempengaruhi sel yang terinfeksi

relatif terlambat di siklus hidup parasite intraeritrosit, saat efeknya mungkin sering sudahterlalu

singkat untuk mematikan *lasmodium.&!

Meskipun strategi penggunaan imunoliposom sebagai carier obat anti malaria sangatmenjanjikan dari sisi efektifitas dan spesifisitas, bukan berarti langkah ini tidak memiliki

hambatan. *rotein eksternal dari eritrosit terinfeksi mempengaruhi interaksi liposom-membran.

*ada keadaan tertentu, desain imunoliposom direkayasa untuk merangkum obat antimalaria

untuk masuk khusus ke eritrosit, sehingga akan lebih berhati-hati mengenai komposisi liposomal

nanocapsule, yang akan menentukan enkapsulasi obat dan partisi dalam vesikel, dan pemilihan

target pasangan antibodi < antigen. alaupun berorientasi pengikatan antibodi melalui tiol bebas

atau seluruh antibodi melalui gugus karbohidrat mereka di wilayah #c adalah prioritas yang

menjamin keterikatan antigen untuk mengikat daerah tertentu dan dengan demikian menargetkan

efisiensi ikatan tersebut. Menggunakan p9 gradien metode aktif pemuatan dan "* formulasi

tinggi lemak jenuh yang mampu mempertahankan gradien proton, telah diperoleh efisiensi

enkapsulasi hampir &!!= dan retensi intraliposomal tinggi tingkat 2A= selama beberapa jam.

2amun, sifat fisikokimia bervariasi dari sekarang dan masa depan antimalarial obat akan

menentukan lokasi mereka dalam struktur liposomal menyerukan strategi enkapsulasi

disesuaikan dengan masing-masing senyawa tertentu.>,A,&!

*embawa obat antimalaria harus memberikan obat yang optimal paruh di sirkulasi, mekanisme

absorbs yang memadai, pembatasan dari efek obat dalam sel non-target, pengiriman khusus

untuk jaringan yang benar, dan inisiasi tepat waktu dan penghentian tindakan terapeutik.

Mengingat kepentingan dalam penargetan intraeritrositik *lasmodium sedini dalam siklus


12/14

hidupnya mungkin dan kurangnya strategi untuk obat shuttle ke dalamnya, pendekatan alternatif

harus dieksplorasi.

.esi8ulan

*enggunaan imunoliposom secara adekuat melalui jalur parenteral diharapkan mampu

memberikan hasil terapi yang lebih baik, terutama pada infeksi berat malaria, malaria dengan

komplikasi dan kasus malaria berat dimana pengobatan per oral sulit dilakukakan. Dalam

langkah eradikasi dimasa yang akan datang sangat mungkin penggunaan single dose, dan

pemberian obat-obat toksik secara spesifik pada sel darah merah yang interfeksi saja. 6erobosan

ini memungkinkan penggunaan obat-obat baru dengan indeks terapetik sempit mengingat sangat

spesifiknya targeting yang dibantu oleh antibodi spesifik. *enggunaan kandidat imunoliposom

stabil BM&137 akan menjadi lebih efisien di kemudian hari mengingat adanya kemampuan

liposom untuk mencegah obat dalam bentuk bebas bersirkulasi di dalam darah, sehingga akan

meningkatkan daya bunuh intra eritrosit melalui targeting spesifik.

8ntigen yang ditemukan pada sel darah merah dapat digunakan sebagai penanda untuk

mentarget pemberian obat anti malaria, dengan menggunakan antigen tersebut diharapkan dapat

menjamin penempelan liposom pada sel darah merah yang terinfeksi. leh karena antigen yang

diharapkan juga ada baik pada eritrosit yang terinfeksi maupun tidak, maka diharapkan

imunoliposom dapat berperan ganda, yaitu sebagai pembawa agen terapetik maupun agen

profilaktik.

Dengan demikian diharapkan kedepannya, penggunaan imunoliposom dengan nanovektor akan

memberikan langkah terapi yang memberikan efektifitas terapi maksimal, baik menggunakan

obat-obat malaria jenis baru, maupun terapi kombinasi.


13/14

4epustakaan

&. Date, 8. 8., $oshi, M. D., *atravale, E. B. '1!!@(. *arasitic diseasesF liposomes and

polymeric nanoparticles versus lipid nanoparticles. 8dvanced drug delivery reviews,A'?(, !-1&.

1. Moles, +., GrbHn, *., $imIne/-DJa/, M. B., Eiera-Morilla, S., 8ngulo-Barturen, 5.,

BusCuets, M. 8., #ernKnde/-BusCuets, L. '1!&(. 5mmunoliposome-mediated drug

delivery to *lasmodium-infected and non-infected red blood cells as a dual

therapeutic


14/14

&!. 8ditya, 2. *., Eathsala, *. 0., Eieira, E., Murthy, . S. ., Souto, +. B. '1!&3(.

8dvances in nanomedicines for malaria treatment. 8dvances in colloid and interface

science, 1!&, &-&@.

Imunoliposom Untuk Terapi Malaria

Documents

Transcript of Imunoliposom Untuk Terapi Malaria