Pengiriman Antibodi Mudah: Inovasi MIT Ubah Cara Pengobatan Pasien

Terapi antibodi telah menjadi salah satu pilar penting dalam pengobatan berbagai penyakit serius, mulai dari kanker hingga gangguan autoimun. Namun, salah satu kendala utamanya adalah cara pemberiannya yang mayoritas dilakukan secara intravena (melalui infus), yang menuntut pasien untuk datang ke rumah sakit dan menghabiskan berjam-jam untuk setiap sesi pengobatan. Tentu saja, ini bukan hanya tidak nyaman, tapi juga membebani pasien dan sistem kesehatan, apalagi di negara kepulauan seperti Indonesia.

Kabar baiknya, para insinyur dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) baru-baru ini membuat langkah maju yang signifikan untuk mengubah paradigma ini. Mereka berhasil menemukan cara baru untuk memformulasi ulang antibodi sehingga bisa disuntikkan dengan jarum suntik standar, serupa dengan suntikan vaksin atau insulin. Inovasi ini memungkinkan pembuatan partikel padat dari antibodi yang sangat terkonsentrasi, yang kemudian disuspensikan dalam larutan. Dengan metode ini, hanya sekitar 2 mililiter larutan saja yang dibutuhkan per dosis, sebuah volume yang sangat kecil dibandingkan dengan kebutuhan sebelumnya.

Era Baru Terapi Antibodi: Dari Infus Intravena ke Suntikan Subkutan

Selama ini, pengobatan dengan antibodi terapeutik, seperti rituximab untuk beberapa jenis kanker, biasanya hadir dalam bentuk larutan berbasis air. Masalahnya, larutan ini diformulasikan dengan konsentrasi rendah, berkisar antara 10 hingga 30 miligram antibodi per mililiter larutan. Akibatnya, setiap pasien membutuhkan setidaknya 100 mililiter per dosis, volume yang terlalu besar untuk disuntikkan dengan jarum suntik biasa.

Kondisi ini memaksa pasien untuk rutin mengunjungi rumah sakit, bahkan bisa menghabiskan waktu berjam-jam untuk setiap sesi infus. Bayangkan saja, bagaimana repotnya jika pasien tersebut adalah lansia yang mobilitasnya terbatas, atau mereka yang tinggal jauh dari fasilitas kesehatan. Di Indonesia, yang akses layanan kesehatannya masih belum merata, tantangan ini semakin terasa berat.

Mengapa Injeksi Antibodi Tradisional Sulit Dilakukan?

Untuk membuat antibodi bisa disuntikkan melalui jarum standar, konsentrasinya perlu ditingkatkan secara drastis, setidaknya hingga 300 miligram per mililiter. Namun, upaya untuk hanya mengkonsentrasikan formulasi yang sudah ada justru akan membuat larutan menjadi sangat kental, melebihi batas kekuatan yang bisa ditoleransi oleh injektor atau bahkan tidak mungkin disuntikkan ke tubuh pasien. Patrick Doyle, Profesor Teknik Kimia dari MIT, menjelaskan bahwa "Anda tidak bisa mengkonsentrasikan formulasi yang ada ke konsentrasi ini. Mereka akan sangat kental dan akan melebihi ambang batas kekuatan yang bisa Anda suntikkan ke pasien."

Dari Volume Besar ke Konsentrasi Tinggi: Tantangan dan Solusi MIT

Sebelumnya, pada tahun 2023, laboratorium Doyle sempat mengembangkan metode untuk menghasilkan formulasi antibodi terkonsentrasi tinggi dengan mengenkapsulasi mereka ke dalam partikel hidrogel. Meskipun berhasil, proses tersebut memerlukan sentrifugasi, sebuah langkah yang cukup rumit dan sulit untuk ditingkatkan skalanya dalam proses manufaktur berskala besar. Tantangan inilah yang mendorong para peneliti untuk mencari pendekatan yang lebih sederhana dan efisien.

Inovasi Revolusioner: Partikel Antibodi Padat Siap Suntik

Dalam studi terbaru mereka yang diterbitkan di jurnal Advanced Materials, tim MIT mengambil pendekatan yang sama sekali berbeda. Mereka menciptakan tetesan-tetesan yang tersuspensi dalam sebuah emulsi, mirip dengan campuran minyak dan cuka. Dalam kasus ini, tetesan yang mengandung antibodi yang larut dalam larutan berair disuspensikan dalam pelarut organik bernama pentanol.

Tetesan-tetesan ini kemudian dapat didehidrasi, meninggalkan antibodi padat yang sangat terkonsentrasi — sekitar 360 miligram antibodi per mililiter larutan. Partikel-partikel ini juga mengandung sejumlah kecil polietilen glikol (PEG), sebuah polimer yang membantu menstabilkan partikel. Setelah partikel padat ini terbentuk, pelarut organik di sekitarnya dihilangkan dan diganti dengan larutan berair (air yang mengandung garam terlarut dan sedikit polimer penstabil), mirip dengan larutan yang kini digunakan untuk menginfus antibodi terapeutik.

Proses Produksi yang Lebih Efisien dan Skalabel

Proses perakitan ini dapat dilakukan dengan cepat menggunakan pengaturan mikrofluida dan tidak memerlukan sentrifugasi. Ini adalah poin penting yang akan memungkinkan proses ini untuk diskalakan dengan lebih mudah menggunakan perangkat emulsifikasi yang sesuai dengan regulasi GMP (good manufacturing practice). Doyle menambahkan, "Pendekatan pertama kami sedikit lebih kasar, dan ketika kami mengembangkan pendekatan baru ini, kami mengatakan bahwa itu harus sederhana jika ingin lebih baik dan skalabel." Kemudahan skalabilitas ini membuka jalan bagi produksi massal yang efisien, sehingga terapi ini bisa menjangkau lebih banyak pasien.

Keunggulan Terapi Antibodi Melalui Injeksi Subkutan

Penelitian ini tidak hanya berhenti pada pengembangan metode baru, tetapi juga menguji kelayakan partikel antibodi ini untuk penggunaan praktis. Para peneliti berhasil mengontrol ukuran partikel—dari sekitar 60 hingga 200 mikron diameter—hanya dengan mengubah laju aliran larutan yang membentuk tetesan.

• Kemudahan Akses dan Injeksi: Menggunakan partikel berdiameter 100 mikron, mereka menguji kemampuan suntik larutan menggunakan alat uji kekuatan mekanis. Hasilnya menunjukkan bahwa kekuatan yang dibutuhkan untuk menekan plunger jarum suntik yang berisi larutan partikel kurang dari 20 newton. Talia Zheng, mahasiswa pascasarjana MIT dan penulis utama studi, menyatakan bahwa "Itu kurang dari setengah gaya maksimum yang biasanya ditargetkan, jadi ini sangat mudah disuntikkan." Kemampuan ini berarti pasien tidak perlu lagi pergi ke rumah sakit. Mereka bisa mendapatkan injeksi di klinik kesehatan terdekat, atau bahkan oleh perawat di rumah, sangat memudahkan pasien lansia atau mereka yang memiliki keterbatasan mobilitas.
• Dosis Tepat dan Efisien: Dengan jarum suntik berukuran 2 mililiter, ukuran yang umum untuk injeksi subkutan, lebih dari 700 miligram antibodi target dapat diberikan sekaligus. Jumlah ini cukup untuk sebagian besar aplikasi terapeutik, memastikan efektivitas pengobatan tidak berkurang.
• Stabilitas dan Penyimpanan: Aspek penting lainnya adalah stabilitas. Para peneliti juga menunjukkan bahwa formulasi mereka tetap stabil di bawah pendinginan setidaknya selama empat bulan. Stabilitas ini krusial untuk distribusi dan penyimpanan obat, terutama di daerah dengan infrastruktur rantai dingin yang mungkin terbatas.

Implikasi untuk Kesehatan di Indonesia

Bagi Indonesia, inovasi ini memiliki potensi dampak yang sangat besar. Dengan wilayah yang luas dan kondisi geografis yang beragam, akses terhadap layanan kesehatan yang merata masih menjadi tantangan. Terapi antibodi yang bisa diberikan secara subkutan akan sangat meringankan beban pasien dan fasilitas kesehatan:

• Meningkatkan Aksesibilitas: Pasien di daerah terpencil tidak perlu lagi menempuh perjalanan jauh ke kota besar untuk mendapatkan infus. Cukup ke puskesmas atau klinik terdekat, atau bahkan diberikan oleh tenaga medis yang berkunjung ke rumah.
• Efisiensi Biaya dan Waktu: Mengurangi kebutuhan rawat inap atau kunjungan berulang ke rumah sakit akan menghemat biaya transportasi dan waktu pasien, serta mengurangi beban kerja staf medis.
• Meningkatkan Kualitas Hidup Pasien: Kemudahan pengobatan memungkinkan pasien untuk menjalani kehidupan yang lebih normal tanpa terlalu sering terikat jadwal di rumah sakit, sebuah peningkatan signifikan dalam kualitas hidup, terutama bagi mereka yang berjuang melawan penyakit kronis.
• Menjawab Tantangan Populasi Lansia: Seiring bertambahnya usia populasi global, termasuk di Indonesia, membuat proses pengobatan lebih nyaman dan mudah diakses bagi kelompok ini adalah suatu keharusan. Talia Zheng juga menekankan pentingnya mengatasi kebutuhan populasi lansia.

Langkah Selanjutnya Menuju Aplikasi Klinis

Saat ini, para peneliti berencana untuk menguji partikel antibodi mereka untuk aplikasi terapeutik pada model hewan. Selain itu, mereka juga sedang bekerja untuk meningkatkan skala proses manufaktur agar dapat memproduksi cukup banyak untuk pengujian skala besar. Penelitian ini didanai oleh MIT Undergraduate Research Opportunities Program dan Departemen Energi AS, menunjukkan komitmen terhadap pengembangan inovasi medis yang transformatif. Harapannya, dalam waktu tidak terlalu lama, terobosan ini bisa benar-benar mengubah cara pengobatan antibodi secara global, termasuk membawa harapan baru bagi jutaan pasien di Indonesia.