Pengobatan pasien dengan Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) telah memasuki era baru karena hasil yang menggembirakan mengenai Antisense Oligonucleotides (ASO) telah tersedia dan terapi ASO pertama untuk ALS telah disetujui oleh FDA. Selain itu, ada harapan tidak hanya bahwa ALS dapat dihentikan tetapi juga gejalanya dapat dibalik. 

Hingga saat ini, menurunkan derajat ASO tampaknya berhasil terutama pada bentuk ALS familial yang lebih jarang. Namun, upaya pertama untuk memperbaiki kesalahan penyambungan pada ALS sporadis sedang dilakukan, serta uji klinis untuk menguji gangguan pada pengubah genetik.

Memahami Antisense 

ASO adalah rangkaian pendek nukleotida – bahan kimia penyusun kode genetik kita – yang dirancang untuk berinteraksi dengan RNA. RNA bertindak sebagai pembawa pesan, membawa instruksi yang ditemukan dalam gen (DNA) ke pembuat protein sel (ribosom). Karena instruksi yang dijabarkan oleh nukleotida messenger RNA (mRNA) dapat diterjemahkan menjadi protein, maka ini dikenal sebagai rangkaian “sense”. ASO, sebaliknya, mendapatkan namanya karena para ilmuwan membangunnya dengan cara “antisense” yang saling melengkapi. 

Karena desainnya yang saling melengkapi, ASO mencari dan menempel pada rangkaian mRNA tertentu, sehingga memungkinkan peneliti untuk menargetkan terapi secara tepat. Setelah ASO berikatan dengan mRNA, ASO dapat melakukan salah satu dari dua hal berikut: “merobohkan” mRNA atau memodulasi penyambungannya. 

ASO Knockdown 

Sebagian besar ASO yang sedang dikembangkan untuk mengobati ALS adalah apa yang oleh para ilmuwan disebut sebagai “ASO knockdown”. Ketika jenis ASO ini berikatan dengan mRNA (biasanya mRNA dibuat dari gen yang bermutasi), ASO menandai mRNA untuk dihancurkan sebelum dapat diubah menjadi protein beracun. Tanpa produksi protein beracun, neuron memiliki peluang lebih besar untuk tetap sehat, membantu memperlambat atau bahkan menghentikan perkembangan ALS. 

ASO Knockdown mengeliminasi protein beracun yang bermutasi dengan mencegahnya diproduksi.

ASO Modulasi Splice

Alih-alih menghentikan pembuatan protein beracun, ASO modulasi splice berupaya meningkatkan produksi protein normal dengan memperbaiki kesalahan yang terjadi selama perakitan mRNA.  

Ketika instruksi suatu gen disalin dari DNA ke RNA, instruksi tersebut berisi informasi penting yang disebut ekson dan informasi non-penting yang disebut intron. “Draft pertama” RNA yang dirangkai, dikenal sebagai pra-mRNA, berisi ekson dan intron. Kemudian, selama proses yang disebut penyambungan RNA, sel mengedit instruksi dengan menghilangkan intron yang tidak penting. Setelah intron dihilangkan, ekson digabungkan untuk membentuk instruksi akhir (mRNA) yang digunakan untuk membuat protein. 

Terkadang, sel membuat kesalahan selama proses pengeditan ini, sehingga memengaruhi protein yang diproduksi. ASO modulasi splice bekerja dengan mengikat mRNA dan membantu sel memotong semua intron dengan benar sehingga protein normal dihasilkan. 

ASO Modulasi Splice memperbaiki mRNA yang tidak mengikat sempurna sehingga protein normal dihasilkan

ASO dan ALS Familial 

Penemuan dan pengurutan lebih dari 40 gen berbeda yang terkait dengan ALS telah memberikan para peneliti daftar awal kemungkinan target terapi antisense. Sejauh ini, ASO yang menargetkan empat gen ini berada dalam berbagai tahap perkembangan: C9orf72, penyebab genetik paling umum dari ALS; SOD1, penyebab paling umum kedua dari ALS familial; FUS dan ATXN2. 

ASO dan ALS Sporadis 

Dengan mempelajari ALS familial, para peneliti telah mengungkap peran penting produksi dan pemrosesan RNA dalam pengembangan dan perkembangan ALS. Dengan pengetahuan ini muncul harapan bahwa ASO juga dapat digunakan untuk mengobati ALS sporadis. Sebagian besar penelitian ini berpusat pada protein pengikat RNA yang disebut TDP-43.  

TDP-43 adalah target yang menggiurkan bagi para peneliti karena gumpalan abnormal protein ini (juga dikenal sebagai agregat) ditemukan di hampir semua (97%) orang yang hidup dengan ALS. Biasanya, TDP-43 membantu menjaga sel-sel di sistem saraf pusat tetap sehat dengan mengatur proses produksi protein dari dalam nukleus (struktur pusat yang berisi DNA sel). 

Pada ALS, TDP-43 keluar dari nukleus, berubah bentuk dan menggumpal menjadi agregat di sitoplasma sekitarnya. Hal ini tidak hanya berarti bahwa TDP-43 tidak dapat menjalankan fungsi sehatnya seperti biasanya, namun agregat tersebut juga menghalangi proses seluler normal lainnya dan menjadi racun bagi sel, sehingga menyebabkan degenerasi saraf. 

BACA JUGA:

• Bagaimana Anestesi Menyebabkan Kerusakan Otak
• Bell's Palsy dan Komplikasinya: Apa yang perlu diketahui?
• Shaken Baby Syndrome: Gejala dan Dampaknya pada Bayi

Memperbaiki Kesalahan mRNA 

Salah satu peran penting yang dimainkan TDP-43 dalam neuron adalah mengarahkan proses penyambungan RNA. Ketika TDP-43 menghilang dari nukleus, potongan informasi yang biasanya telah diedit dari pra-mRNA dimasukkan. 

Jadi, meskipun gen itu sendiri benar-benar normal (tidak ada mutasi), kesalahan terjadi pada urutan mRNA karena tidak adanya TDP-43. Kesalahan ini sering kali menghasilkan versi protein penting yang lebih pendek dan tidak berfungsi seperti stathmin-2 dan UNC13A yang dapat mendorong perkembangan dan perkembangan ALS. 

Berdasarkan pengetahuan ini, para peneliti sedang mengembangkan ASO modulasi splice yang mereka harap akan memperbaiki kesalahan dalam mRNA, mengembalikan tingkat protein normal, dan membantu memperlambat atau menghentikan degenerasi saraf. 

Salah satu contohnya adalah QRL-201 yang bertujuan untuk mengembalikan kadar dan fungsi stathmin-2 pada penderita ALS. 

Para peneliti telah menemukan bahwa hampir semua penderita ALS memiliki kadar protein ini di bawah normal. Stathmin-2 sangat penting untuk menjaga hubungan antara neuron motorik dan otot. Tanpa stathmin-2, neuron motorik terputus dari otot, menyebabkan kelumpuhan yang merupakan ciri khas ALS. 

Studi praklinis menunjukkan bahwa QRL-201 membantu meningkatkan stathmin-2 ke tingkat normal dan membalikkan sejumlah proses neurodegeneratif pada neuron motorik yang dikembangkan di laboratorium yang dipengaruhi oleh agregasi TDP-43. Studi QRL-201 fase 1 pertama pada manusia yang berbasis di Kanada diharapkan selesai pada Mei 2025. 

Tabel: Jenis-jenis pengembangan ASO untuk ALS

Studi tentang ASO telah mengubah bidang penelitian ALS secara signifikan dan memberikan contoh pertama pendekatan pengobatan presisi untuk ALS. Strategi baru ini menimbulkan banyak kegembiraan dan jelas merupakan cara baru untuk mendekati ALS. Namun, bahkan hasil terbaik yang ada saat ini hanyalah memperlambat penyakit dan tidak menyembuhkannya, serta efek jangka panjangnya belum diketahui secara pasti. 

Banyak pertanyaan yang masih belum terjawab, dan penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami sepenuhnya keuntungan dan potensi kerugian pengobatan ASO untuk ALS. Namun, terdapat harapan baru bahwa ALS bukan lagi penyakit yang tidak dapat disembuhkan dan bahwa dampak negatif dari penyakit ini tidak hanya dapat dihentikan namun juga dibalik ketika pengobatan dimulai sejak dini.

Referensi:

• Antisense Therapy for ALS, ALS Association.
• Van Daele SH, Masrori P, Van Damme P, Van Den Bosch L. The sense of antisense therapies in ALS. Trends Mol Med. 2024 Jan.
• Potential of antisense oligonucleotide therapies for amyotrophic lateral sclerosis, Akihiro Sugai