Para ilmuwan telah menunjukkan dengan tepat area di mana protein mengatur saluran ion natrium, dan dengan memasukkan materi genetik saluran tersebut ke dalam virus, mereka mampu mengurangi rasa sakit pada percobaan sel dan hewan.
Para peneliti di NYU College of Dentistry's Pain Research Center telah mengembangkan terapi gen yang mengobati nyeri kronis dengan secara tidak langsung mengatur saluran ion natrium tertentu, menurut sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Terapi inovatif, yang diuji pada sel dan hewan, dimungkinkan oleh penemuan wilayah yang tepat di mana protein pengatur berikatan dengan saluran ion natrium NaV1.7 untuk mengontrol aktivitasnya.
“Studi kami merupakan langkah maju yang besar dalam memahami biologi yang mendasari saluran ion natrium NaV1.7, yang dapat dimanfaatkan untuk meredakan nyeri kronis,” kata Rajesh Khanna, direktur NYU Pain Research Center dan profesor patobiologi molekuler di Kedokteran Gigi NYU.
Nyeri kronis adalah masalah kesehatan masyarakat yang signifikan yang mempengaruhi sekitar sepertiga populasi Amerika Serikat. Para ilmuwan sangat ingin mengembangkan obat pereda nyeri yang merupakan alternatif yang lebih efektif dan lebih aman daripada opioid.
Saluran ion natrium memainkan peran kunci dalam pembentukan dan transmisi rasa sakit, karena sangat penting bagi sel saraf, atau neuron, untuk berkomunikasi satu sama lain. Satu saluran ion natrium khusus yang disebut NaV1.7 muncul sebagai target yang menjanjikan untuk mengobati rasa sakit setelah penemuan pentingnya pada orang dengan kelainan nyeri genetik yang langka.
Di beberapa famili, mutasi pada gen yang mengkode NaV1.7 memungkinkan sejumlah besar natrium masuk ke sel, menyebabkan rasa sakit kronis yang hebat. Di famili lain, mutasi yang memblokir NaV1.7 mengakibatkan hilangnya rasa sakit sama sekali.
Para ilmuwan telah mencoba selama bertahun-tahun untuk mengembangkan perawatan nyeri untuk memblokir NaV1.7 secara selektif — dengan sedikit keberhasilan. Khanna mengambil pendekatan yang berbeda: alih-alih memblokir NaV1.7, tujuannya adalah mengaturnya secara tidak langsung menggunakan protein yang disebut CRMP2.
“CRMP2 'berbicara' ke saluran ion natrium dan memodulasi aktivitasnya, memungkinkan lebih banyak atau lebih sedikit natrium masuk ke saluran. Jika Anda memblokir percakapan antara Nav1.7 dan CRMP2 dengan menghambat interaksi antara keduanya, kami dapat mengetahui berapa banyak natrium yang masuk. Ini menenangkan neuron dan rasa sakit dikurangi,” kata Khanna, penulis senior studi PNAS.
Laboratorium Khanna sebelumnya mengembangkan molekul kecil yang secara tidak langsung mengatur ekspresi Nav1.7 melalui penargetan CRMP2. Senyawa tersebut telah berhasil mengendalikan rasa sakit pada sel dan model hewan, dan penelitian terus dilakukan untuk penggunaannya pada manusia. Namun terlepas dari keberhasilan senyawa tersebut, pertanyaan kunci tetap ada: mengapa CRMP2 hanya berkomunikasi dengan saluran ion natrium NaV1.7, dan bukan delapan saluran ion natrium lainnya dalam keluarga yang sama?
Dalam studi PNAS mereka, para peneliti menunjukkan dengan tepat wilayah tertentu di dalam NaV1.7 di mana protein CRMP2 berikatan dengan saluran ion natrium untuk mengatur aktivitasnya. Mereka mengetahui bahwa wilayah ini khusus untuk NaV1.7, karena CRMP2 tidak siap berikatan dengan saluran ion natrium lainnya.
“Hal ini membuat kami sangat bersemangat, karena jika kami mengeluarkan bagian tertentu dari saluran NaV1.7, regulasi CRMP2 akan hilang,” kata Khanna.
Untuk membatasi komunikasi antara CRMP2 dan NaV1.7, para peneliti membuat peptida dari saluran yang sesuai dengan wilayah tempat CRMP2 berikatan dengan NaV1.7. Mereka memasukkan peptida ke dalam virus terkait adeno untuk mengirimkannya ke neuron dan menghambat NaV1.7.
Menggunakan virus untuk mengangkut materi genetik ke sel adalah pendekatan terkemuka dalam terapi gen, dan telah menghasilkan pengobatan yang sukses untuk kelainan darah, penyakit mata, dan kondisi langka lainnya.
Virus yang direkayasa diberikan kepada tikus yang mengalami rasa sakit, termasuk kepekaan terhadap sentuhan, panas, atau dingin, serta neuropati perifer akibat kemoterapi. Setelah sepekan hingga 10 hari, para peneliti menilai hewan tersebut dan menemukan bahwa rasa sakit mereka berkurang.
“Kami menemukan cara untuk mengambil virus hasil rekayasa — yang mengandung sepotong kecil materi genetik dari protein yang kita semua miliki — dan menginfeksi neuron untuk mengobati rasa sakit secara efektif,” kata Khanna. "Kami berada di jurang momen besar dalam terapi gen, dan penerapan baru dalam nyeri kronis ini hanyalah contoh terbaru."
Para peneliti mereplikasi temuan mereka yang menghambat fungsi NaV1.7 di berbagai spesies, termasuk tikus dan sel primata dan manusia. Sementara lebih banyak penelitian diperlukan, ini adalah tanda yang menjanjikan bahwa pendekatan mereka akan diterjemahkan menjadi pengobatan untuk manusia.
“Ada kebutuhan yang signifikan untuk perawatan nyeri baru, termasuk untuk pasien kanker dengan neuropati akibat kemoterapi. Tujuan jangka panjang kami adalah untuk mengembangkan terapi gen yang dapat diterima pasien untuk mengobati kondisi menyakitkan ini dengan lebih baik dan meningkatkan kualitas hidup mereka,” kata Khanna.(scitechdaily)
