Sel kanker paru-paru memanfaatkan antioksidan, endogen, atau makanan untuk menyebar di dalam tubuh. Caranya, dengan mengaktifkan protein yang disebut BACH1 serta meningkatkan penyerapan dan penggunaan gula. Simpulan tersebut adalah hasil dari studi yang dipublikasikan dalam jurnal ilmiah terkemuka Cell, membuka jalan bagi strategi terapi baru untuk kanker paru-paru. Sel-sel kanker, seperti yang diketahui, terpapar stres oksidatif yang disebabkan oleh radikal oksigen bebas dan dicirikan oleh penggunaan tinggi glukosa--salah satu dari banyak faktor yang mengatur kemampuan mereka untuk membelah dan bermetastasis. Para peneliti Swedia dan Amerika melaporkan dalam dua penelitian independen bahwa mereka telah menemukan bagaimana proses ketika sel-sel kanker bermetastasis ke bagian tubuh yang lain. Proses dimulai ketika sel-sel kanker berhasil mengurangi stres oksidatif mereka. Itu dapat terjadi dalam salah satu dari dua cara: sel-sel kanker dapat memperoleh antioksidan, seperti vitamin A, C, atau E dari makanan, atau mensintesis sendiri. Dalam sekitar satu dari setiap tiga kasus kanker paru-paru, sel-sel tumor memiliki mutasi khusus, terkait dengan gen NRF2 dan KEAP1, memungkinkan mereka untuk mulai memproduksi antioksidan mereka sendiri. Saat stres oksidatif mereda, proses mendasar dari penemuan baru ini terjadi: protein BACH1 distabilkan dan terakumulasi dalam sel kanker. Protein ini menekan beberapa pemicu awal dalam sel kanker yang merangsang mekanisme metastasis, termasuk yang memerintahkan sel kanker untuk meningkatkan metabolisme glukosa menjadi bahan bakar sel dan asam laktat, serta penimbunan glukosa dari aliran darah. Semakin tinggi tingkat penggunaan glukosa maka sangat meningkatkan kemampuan sel kanker untuk menyebar. "Tidak ada yang menyarankan, bagaimanapun, bahwa jumlah glukosa dalam darah ada hubungannya dengan ini, melainkan kemampuan sel-sel tumor untuk memanfaatkan glukosa yang penting untuk mempercepat metastasis," kata Martin Bergo, profesor di Departemen Biosains dan Nutrisi di Karolinska Institutet, yang memimpin studi Swedia. Kanker paru-paru adalah penyebab utama kematian terkait kanker di seluruh dunia. Aspek yang paling mengancam jiwa dari kanker paru-paru adalah metastasis. "Kami sekarang memiliki informasi baru yang penting tentang metastasis kanker paru-paru, sehingga memungkinkan bagi kami untuk mengembangkan perawatan baru, seperti yang didasarkan pada penghambatan BACH1," kata Profesor Bergo. "Dalam penelitian ini, kami menunjukkan bahwa metastasis agresif yang diinduksi oleh antioksidan dapat dihambat dengan menghentikan produksi BACH1 atau dengan menggunakan obat-obatan yang menekan kerusakan glukosa. Rekan Amerika kami menunjukkan bagaimana menghambat enzim lain: heme oksigenase, yang dihubungkan untuk BACH1, juga dapat mengekang proses metastasis." Profesor Bergo dan rekan-rekannya dari Swedia sebelumnya telah menunjukkan bahwa antioksidan, seperti vitamin E, dalam dosis suplemen mempercepat pertumbuhan tumor. Ketika studi pertama yang menunjukkan ini dipresentasikan pada tahun 2014, mereka menarik banyak perhatian media dan memicu perdebatan sengit, karena umumnya diyakini bahwa suplemen antioksidan memiliki efek menguntungkan pada kanker. Apa yang telah dilakukan para peneliti sekarang adalah untuk menjelaskan bagaimana antioksidan dapat mempercepat perjalanan penyakit--khususnya, dalam kasus penelitian ini, kanker paru-paru. "Ini adalah salah satu temuan paling menarik yang kami buat," kata Volkan Sayin, asisten profesor di Departemen Ilmu Klinis, Universitas Gothenburg, dan penulis koresponden. “Hasil kami juga memberikan penjelasan baru tentang apa yang disebut efek Warburg diaktifkan. Efek Warburg menggambarkan bagaimana sel kanker menyerap gula dan mengubahnya menjadi energi dan asam laktat dalam kondisi aerob yang normal. Karena ini adalah salah satu yang paling jelas dari ciri khas kanker yang diketahui, hasil kami memberikan bagian baru yang penting dalam teka-teki onkologis." Studi Swedia dilakukan di Karolinska Institutet dan Universitas Gothenburg, sedangkan studi Amerika dilakukan di Universitas New York. Dua studi tersebut diterbitkan bersamaan di jurnal Cell. Peptoid: Strategi Pengobatan Baru Kanker Paru-Paru Sementara itu, Para peneliti dari Universitas Negeri Washington dan Laboratorium Nasional Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) menemukan strategi perawatan baru yang menargetkan sel-sel kanker paru-paru di skala nano, metode yang dapat secara efektif membunuh sel-sel bahkan pada dosis rendah. Penelitian yang dipimpin oleh Yuehe Lin, profesor di Sekolah Teknik Mekanik dan Material WSU, dan Chun-Long Chen, seorang ilmuwan peneliti senior di PNNL dan rekan fakultas bersama di Universitas Washington ini menggunakan tabung kecil yang terbuat dari molekul organik yang disebut peptoid untuk mengantarkan obat pembunuh kanker dengan cara yang ditargetkan. Nanotube, sekitar seratus ribu kali lebih tipis dari rambut manusia, digulung dari nanosheets seperti membran. Molekul obat, pewarna fluoresen, dan molekul penargetan kanker ditempatkan tepat di dalam nanotube, memungkinkan para peneliti melacak efisiensi pengiriman obat ke dalam sel kanker. Teknologi baru ini memungkinkan kedua obat--satu untuk kemoterapi dan yang lainnya untuk perawatan terapi fotodinamik yang kurang invasif--untuk dikirim langsung ke sel-sel kanker. Terapi fotodinamik menggunakan bahan kimia yang, ketika terkena cahaya, melepaskan spesies oksigen reaktif (ROS) yang membunuh sel kanker. Pendekatan dua obat para peneliti, memungkinkan penggunaan dosis obat kanker yang lebih rendah daripada menggunakan obat tunggal. Temuan yang mengarah pada pembunuhan sel kanker yang efektif dengan toksisitas rendah. "Dengan merekayasa nanotube dengan pewarna fluoresen dan molekul penargetan kanker dengan tepat, para ilmuwan dapat dengan jelas menemukan sel-sel tumor dan melacak bagaimana rejimen obat ini bekerja," kata Lin. "Kita juga bisa melacak bagaimana nanotube masuk dan mengirim obat di dalam sel kanker." Tim menguji nanotube pada sel-sel kanker paru-paru dan menemukan bahwa mereka mengirim obat kemoterapi doxorubicin langsung ke sel-sel kanker yang membelah dengan cepat, menghasilkan pembunuhan kanker yang sangat efisien dengan menggunakan lebih sedikit obat kemoterapi. "Ini adalah pendekatan yang menjanjikan untuk penargetan presisi dengan sedikit kerusakan pada sel-sel yang sehat," kata Lin. Sementara nanomaterial lainnya, seperti karbon nanotube, telah digunakan untuk mengirim dan melacak obat-obatan pembunuh kanker, para peneliti telah menemukan bahwa obat-obatan tersebut adalah racun bagi tubuh dan tidak mampu mengenali molekul dengan tepat. "Dengan menggunakan peptoid ini, kami dapat mengembangkan nanotube yang sangat dapat diprogram dan mekanisme pengiriman biokompatibel," kata Chen. "Kami juga memanfaatkan stabilitas tinggi peptoid dan pengemasannya yang terkontrol dengan baik untuk mengembangkan nanotube yang sangat stabil." "Karena struktur mereka yang unik, nanotube ini dapat dengan mudah dipasang untuk digunakan dalam terapi kanker dan tinggal di dalam tubuh lebih lama untuk perawatan," kata Lin.

Sumber:

1. BACH1 Stabilization by Antioxidants Stimulates Lung Cancer Metastasis. Cell, 2019; DOI: 10.1016/j.cell.2019.06.005

2. Nrf2 Activation Promotes Lung Cancer Metastasis by Inhibiting the Degradation of Bach1. Cell, 2019; DOI: 10.1016/j.cell.2019.06.003

3. Small, 2019; 15 (43): 1970231 DOI: 10.1002/smll.201970231