Sistem Penghantaran Obat Berbasis Polimer Untuk Terapi Kanker

Majalah Farmasetika – Kanker menjadi salah satu penyebab kematian kedua tertinggi di dunia, meskipun beberapa deteksi dini telah berkembang. Kemoterapi konvensional memiliki keterbatasan, yaitu non-spesifisitas yang dapat merusak sel normal, toksisitas parah, bioavailabilitas buruk, serta munculnya resistensi multiobat. Hal ini mendorong pengembangan sistem pelepasan obat secara lokal dan terkontrol berbasis polimer untuk meningkatkan efisiensi terapi pada pasien kanker

Peran Polimer Dalam Penghantaran Obat 

Kemoterapi adalah metode pengobatan yang umum, penggunaan molekul kecil sitotoksik sering kali menyebabkan efek samping berat karena sifatnya yang tidak selektif dan memengaruhi sel-sel sehat. Sebagai alternatif maka dikembangkanlah Sistem Penghantaran Obat berbasis polimer untuk mengatasi berbagai keterbatasan tersebut. Berikut adalah tiga tujuan utama dikembangkannya sistem berbasis polimer :

1. Meningkatkan kelarutan dan stabilitas bahan aktif farmasi (API).
2. Mengantarkan obat agar tepat ke lokasi jaringan target.
3. Meminimalkan efek samping dan toksisitas dari obat.

Sistem Penghantaran Berbasis Polimer Alami

Polimer alami adalahjenis polimer yang sangat diminati karena mudah untuk ditemukan, memiliki sifat biokompatibel, biodegradable, dan punya toksisitas rendah. Berikut beberapa contoh jenis polimer alami yang dapat diaplikasikan dalam terapi kanker.

1. Kitosan

Salah satu polikation alami yang memiliki sifat mukoadhesi dan peningkatan permeasi. Kitosan digunakan dalam pengobatan terapi kanker dengan memformulasikannya dalam bentuk nanopartikel untuk meningkatkan bioavailabilitas obat pada sel target.

2. Asam Hialuronat

Memiliki viskoelastisitas tinggi dan biokompatibilitas. Memiliki afinitas tinggi terhadap reseptor CD44 yang diekspresikan secara berlebihan pada sel kanker. Asam Hialuronat dapat memperpanjang waktu sirkulasi obat kanker.

3. Alginat

Jenis polimer yang dihasilkan dari rumput laut yang mudah diolah sehingga efektivitas biaya lebih murah. Alginat cocok untuk penghantaran obat secara oral karena sifatnya yang responsif terhadap pH.

4. Selulosa

Polimer alami yang mudah ditemukan di alam dan memiliki kekuatan mekanisnya yang sangat baik serta memerlukan modifikasi kimia untuk meningkatkan kelarutannya dalam air.

5. Gelatin

Turunan kolagen yang bersifat amfipilik dan berfungsi sebagai pembawa yang stabil untuk obat hidrofilik/lipofilik. Gelatin dapat didegradasi oleh enzim metalloprotease yang banyak terdapat di sel tumor. 

6. Dekstran

Salah satu jenis polimer berupa polisakarida netral sangat stabil dan cocok untuk penghantaran obat melalui rute oral karena dapat didegradasi oleh enzim di usus besar.

Sistem Penghantaran Berbasis Polimer Sintetis

Polimer sintetis menawarkan fleksibilitas lebih besar dalam modifikasi struktur dan sifat fisikokimia dibandingkan polimer alami.

1. Kopolimer Blok: PLGA adalah polimer yang disetujui FDA karena bioavailabilitasnya yang tinggi dan toksisitas sistemik yang rendah. PEG bersifat hidrofilik sehingga sering digunakan sebagai campuran untuk meningkatkan biokompatibilitas polimer lain. PEGylation memberikan stealth effect yang membantu obat menghindari sistem imun dan memperpanjang sirkulasi obat pada darah.
2. Dendrimer dan Polimer Hipercabang: Memiliki struktur tiga dimensi yang sangat teratur dengan banyak gugus fungsi terminal, memungkinkan enkapsulasi obat yang stabil dan penargetan yang lebih presisi.
3. Polimer Berfluorinasi: Penggunaan atom fluorin dapat meningkatkan stabilitas metabolik, memfasilitasi permeasi membran, dan meningkatkan afinitas pengikatan obat.

Polimer Responsif Stimulus 

Sistem ini dirancang untuk melepaskan obat hanya ketika terpapar pemicu tertentu di lokasi tumor:

1. Responsif pH: Memanfaatkan lingkungan tumor yang bersifat asam (pH < 6.5) untuk memicu pelepasan obat.
2. Responsif Redoks: Memanfaatkan perbedaan konsentrasi Glutation (GSH) yang jauh lebih tinggi di dalam sel tumor dibandingkan di luar sel untuk memutus ikatan disulfida pada pembawa obat.
3. Responsif Suhu, Hipoksia, dan Enzim: Menggunakan perubahan suhu tubuh, kondisi rendah oksigen pada tumor, atau kehadiran enzim spesifik untuk mengontrol pelepasan kargo obat.

Pengembangan Molecularly Imprinted Polymers (MIP) Pada Terapi Kanker

MIP adalah teknologi yang menciptakan situs pengikatan spesifik dalam matriks polimer yang komplementer dalam ukuran dan fungsi dengan molekul obat (template).

1. Kapasitas Pemuatan Tinggi: Situs spesifik ini meningkatkan jumlah obat yang dapat dibawa ke sel jaringan target sehingga efektivitas terapi dapat lebih optimal.
2. Kontrol Pelepasan: Memungkinkan kontrol kinetika pelepasan obat yang lebih baik, termasuk profil pelepasan orde nol.
3. Perlindungan Obat: Melindungi bahan aktif dari degradasi enzimatik selama transit dalam tubuh sehingga obat dapat terakumulasi secara optimal pada organ target.

MIP berfungsi sebagai reseptor buatan yang mengenali penanda spesifik pada sel kanker. Hal ini memungkinkan “penargetan ganda” di mana polimer mengenali sel kanker sekaligus membawa obat kemoterapi. Salah satu produk untuk terapi kanker berbasis polimer nanopartikel dari bahan alami yang disetujui FDA dan beredar di pasaran adalah Abraxane®. Obat ini dikategorikan sebagai sistem penghantaran obat berbasis bahan alami (albumin) yang membawa obat antikanker (paclitaxel). Albumin dikategorikan sebagai salah satu jenis polimer berbasis protein yang berasal dari jaringan alami. Meskipun menjanjikan, pengembangan MIP-DDS untuk terapi kanker masih berada pada tahap awal (infancy) dan masih terbatas pada karakterisasi material dan uji pelepasan obat in vitro. MIP-DDS menawarkan potensi besar untuk revolusi terapi kanker melalui penghantaran obat yang cerdas dan tertarget. Pengembangan MIP-DDS ini juga diharapkan dapat dikembangkan di Indonesia untuk terapi kanker karena sistem penghantaran obat ini memiliki kapasitas pemuatan yang tinggi, kontrol pelepasan serta melindungi obat dari degredasi enzimatik dengan memanfaatkan berbagai jenis polimer obat.

Kesimpulan

Drug Delivery System berbasis polimer menawarkan masa depan yang cerah untuk terapi kanker yang lebih efektif dan kurang toksik melalui pelepasan terkontrol, penargetan spesifik, dan peningkatan profil farmakokinetik. Meskipun banyak kemajuan telah dicapai, tantangan dalam mengatasi hambatan biologis secara tuntas masih menjadi fokus utama untuk aplikasi klinis yang lebih luas di masa yang akan datang dalam pengobatan terapi kanker.

Daftar Pustaka

Bodoki, A. E., Iacob, B. C., & Bodoki, E. (2019). Perspectives of molecularly imprinted polymer-based drug delivery systems in cancer therapy. Polymers, 11(12). https://doi.org/10.3390/polym11122085

Ding, L., Agrawal, P., Singh, S. K., Chhonker, Y. S., Sun, J., & Murry, D. J. (2024). Polymer-Based Drug Delivery Systems for Cancer Therapeutics. Polymers, 16(6). https://doi.org/10.3390/polym16060843

Ogay, V., Mun, E. A., Kudaibergen, G., Baidarbekov, M., Kassymbek, K., Zharkinbekov, Z., & Saparov, A. (2020). Progress and prospects of polymer-based drug delivery systems for bone tissue regeneration. Polymers, 12(12), 1–25. https://doi.org/10.3390/polym12122881

Wong, K. H., Lu, A., Chen, X., & Yang, Z. (2020). Natural ingredient-based polymeric nanoparticles for cancer treatment. Molecules, 25(16), 1–24. https://doi.org/10.3390/molecules25163620