Manfaatkan Dahak untuk Kekebalan Paru-paru, Hasil Terobosan Teknologi

Manfaatkan dahak untuk menciptakan kekebelan paru-paru. Dengan teknologi biologi para ilmuwan menghasilkan terobosan yang ampuh. Imun atau kekebelan terbentuk dengan mengambil sel dari dahak pasien. Penyakit COPD pembunuh nomor tiga di dunia dan (mungkin) jadi pembunuh nomor satu yang dipicu pandemi #Viruscorona. 

Penulis/editor: Rayendra L Toruan

mmINDUSTRI.co.id – Proses uji klinis pasien yang paru-parunya bermasalah harus melewati  pemeriksaan menyeluruh agar efek obat dapat ditentukan setepat mungkin. 

Salah satu faktor penting yang perlu dicermati adalah respons sistem kekebalan pasien. 

Untuk itu, para peneliti yang bekerja di Fraunhofer Institute for Toxicology and Experimental Medicine ITEM menggunakan chip cytometry sebagai penetap prosedur yang bertujuan untuk mengkarakterisasi sel-sel kekebalan di dalam paru-paru. 

Teknik ini menawarkan keuntungan besar yang memungkinkan sampel berharga dari pasien disimpan di dalam lemari es selama berbulan-bulan.

Selanjutnya, para ahli menyelidiki parameter lebih rinci  jika masalah baru masih relevan selama uji coba berlangsung. Para ahli menggunakan bioteknologi untuk mengetahui respon atau reaksi kekebalan paru-paru apakah imun terhadap penyakit. 

Sekadar catatan kaki, bioteknologi merupakan teknologi yang memanfaatkan sistem biologis, organisme hidup atau bagian-bagiannya yang berguna untuk mengembangkan atau menciptakan produk yang berbeda dari sel yang sama. 

Contoh sederhana, memanggang roti tawar merupakan proses dengan menerapkan konsep bioteknologi, misalnya penggunaan ragi yang merupakan organisme hidup—setelah diaduk dengan bahan roti akan menghasilkan produk yakni roti. 

Demikian juga sistem kekebalan—dalam hal ini paru-paru—untuk mengetahuinya, para ilmuwan menggunakan pasukan sel yang sangat khusus untuk melawan dan memerangi infeksi dalam paru-paru. 

Untuk menghancurkan patogen, granulosit menghasilkan koktail molekul beracun, sel B melepaskan antibodi spesifik, dan makrofag menghilangkan benda  penyusup ke dalam paru-paru. 

“Kita menemukan sel-sel kekebalan yang sangat berbeda di dalam paru-paru bergantung pada jenis penyakit pasien,” ungkap  Dr. Saskia Carstensen, pendiri chip cytometry salah satu ahli biokimia andalan lembaga Fraunhofer ITEM di Hannover. 

“Kami mempelajari sel-sel dari sekresi bronkial yang kami ambil dari dahak pasien setelah batuk. Dari cairan lavage bronchoalveolar kami peroleh cairan melalui pembersihan dahak yang berasal dari paru-paru pasien. Kami gunakan larutan garam,” tutur Dr. Saskia Carstensen.

Untuk melakukan analisis, sampel (dahak) pasien diterapkan ke slide khusus—dalam hal ini, chip dengan ruang transparan. 

Sel-sel menempel di bagian bawah bilik dan kemudian diwarnai dengan menggunakan antibodi berlabel pewarna fluoresen yang mengikat secara khusus ke jenis sel kekebalan tertentu. 

Tindakan itu memungkinkan para peneliti untuk mewarnai misalnya dengan  granulosit dan makrofag yang berbeda warna. 

Analisis gambar mikroskopis diotomatisasi ke tingkat tinggi, dan hasilnya memungkinkan para peneliti untuk mengukur sel-sel kekebalan dalam sampel. 

“Chip cytometry tidak hanya memungkinkan peneliti untuk membedakan jenis sel satu sama lain, juga mampu melihat apakah sel-sel diaktifkan, termasuk dalam subkelompok apa,” urai Dr. Saskia Carstensen.

Chip cytometry dikembangkan oleh Zellkraftwerk, sebuah perusahaan rintisan di  kota Hannover, Jerman. Perusahaan ini bekerjasama dengan perusahaan Amerika Canopy Biosciences. 

Pada awalnya, perusahaan Zellkraftwerk menggunakan sel darah untuk memvalidasi teknologi. Selanjutnya, Dr. Saskia Carstensen mengadaptasinya untuk membentuk  sel menjadi kekebalan di dalam paru-paru. 

“Sel-sel yang terdapat dari dahak pasien sering kali diaktifkan sebelumnya, sehingga membuat sel-sel itu lebih sulit untuk diproses daripada sel darah,” kata Dr. Saskia Carstensen pakar biokimia itu. 

Bahan dari dalam paru-paru juga sulit untuk dianalisis meski ukurannya jauh lebih besar daripada sel darah. Apakah peradangan dapat diukur? 

Selama penggarapan proyek percontohan, tim Dr. Saskia Carstensen menunjukkan bahwa chip cytometry dapat disesuaikan dengan sel-sel kekebalan yang ditemukan di dalam paru-paru. 

Para peneliti memicu peradangan pada subjek tes yang sehat dengan meminta mereka menghirup iritan yang meniru komponen khusus dari permukaan membran bakteri. 

Kemudian para ahli memeriksa sputum dan cairan lavage bronchoalveolar subjek dan menggunakan chip cytometry untuk melacak respon imun paru-paru. 

Tim peneliti menemukan peningkatan jumlah granulosit neutrofil dan monosit khusus– yaitu sel yang berdiferensiasi menjadi makrofag di  dalam paru-paru. 

“Kami telah menunjukkan bahwa kami dapat mendeteksi peradangan dan mengukurnya,” jelas Dr. Saskia Carstensen ahli biokimia itu.

Proyek penelitian kekebalan paru-paru ini menyoroti keuntungan yang ditawarkan chip cytometry jika dibandingkan dengan metode karakterisasi sel tradisional. 

Tidak seperti penghitungan sel diferensial, di mana jenis sel yang berbeda dihitung secara manual di bawah mikroskop, chip cytometry melakukan analisis secara otomatis. 

Alat baru ini juga memiliki keunggulan dibandingkan dengan metode standar lain, flow cytometry  yang sampelnya dibuang setelah dilakukan analisis. 

Sebaliknya, chip cytometry dapat disimpan di lemari es dan digunakan untuk analisis lebih lanjut dan proses pewarnaan.

Salah satu focus tim penelitian yang sangat intensif  adalah menentukan efektivitas obat baru yang diteliti untuk memerangi penyakit paru obstruktif kronik. 

Pasien dengan sindrom progresif ini menderita batuk, dahak, dan sesak napas yang meningkat dan belum ditemukan pengobatan kausal. 

Selain memengaruhi sekitar 6,8 juta orang di Jerman menderita chronic obstructive pulmonary disease (COPD)  menjadi penyebab kematian paling umum ketiga di dunia. 

Penyakit paru obstruktif kronik yakni COPD adalah jenis penyakit paru-paru progresif yang dapat dicegah dan diobati. 

COPD ditandai dengan gejala pernapasan jangka panjang dan keterbatasan aliran udara. Gejala utama termasuk sesak napas dan batuk, yang mungkin atau mungkin tidak menghasilkan lendir. 

“Kami bertindak sebagai laboratorium pusat untuk uji klinis multisenter dan menyimpan sampel di biobank. Teknologi buata kami cocok untuk mengamati efek obat untuk mengobati COPD selama uji klinis,” tandas  Dr Saskia Carstensen ahli biokimia itu.