Kemajuan dalam Platform Pelacakan Nanopartikel Polimer Rekayasa menuju Imunoterapi Kanker

Read Also

Dalam mengelola penyakit manusia, bentuk biologis vaksin memainkan peran penting dalam mengaktifkan respons imun adaptif dan bawaan dari inang. Vaksin umumnya digunakan sebagai pengobatan profilaksis untuk penyakit menular dan baru-baru ini digunakan sebagai agen terapeutik untuk kanker. Perkembangan terbaru dalam nano-vaksin kanker dan peran utamanya pada sistem imun inang telah membangkitkan minat di antara para engineers kimia dan biomedis dalam memproduksi vaksin berbasis nanomedicine yang ditargetkan untuk memperkuat pertahanan kekebalan tubuh untuk memperoleh respons anti-tumor. Untuk aplikasi prospektif, adjuvant nanopartikel seperti nanopartikel polimer telah ditunjukkan sebagai kendaraan penghantaran antigen yang menjanjikan untuk penghantaran vaksin bertarget spesifik lokasi. Dalam kombinasi dengan adjuvant terapeutik, agen penargetan, dan molekul imunoterapi, nanopartikel polimer menjadi kandidat fungsional potensial untuk terapi.

Kanker adalah salah satu penyakit paling mematikan dan membunuh jutaan orang setiap tahun di seluruh dunia. Menurut Global Cancer Observatory (GCO), sebuah platform berbasis web interaktif, sekitar 10 juta kematian akibat kanker dan 19,3 juta kasus kanker baru diperkirakan secara global pada tahun 2020. Ada berbagai pendekatan terapi kanker yang ada. Di antaranya, kemoterapi, foto- (termal, dinamis), radio-, dan imunoterapi adalah yang paling berkembang untuk menargetkan sel tumor di tempat mereka dan menginduksi kematian sel. Meskipun tanda-tanda kemajuan yang baik dalam pendekatan terapi kanker, resistensi obat, kekambuhan, respon terapeutik yang rendah, dan toksisitas non-spesifik dengan efek samping yang tidak diinginkan menjadi perhatian utama yang dicatat dalam terapi kanker saat ini. Munculnya dan keberhasilan strategi imunoterapi melalui penerapan nanomaterial menjanjikan bagi pasien dengan memperpanjang rentang hidup mereka. Pendekatan imunoterapi memiliki keuntungan dalam mengurangi beban keseluruhan tumor primer dan lesi metastatik. Saat ini, dokter menganggap imunoterapi sebagai pilihan pengobatan standar emas untuk banyak jenis kanker. Oleh karena itu, pengembangan berbagai antibodi rekayasa nano imunoterapi dan molekul terapeutik adalah fokus penelitian saat ini untuk pengobatan yang berhasil.

Saat ini, antibodi yang direkayasa digunakan untuk menginduksi stimulasi imunitas melalui pemblokiran immune checkpoints untuk menunjukkan respons antikanker. Penggunaan antibodi dalam kombinasi dengan pendekatan pengiriman selektif menggunakan berbagai nanomaterial polimer dengan sistem nanocarrier yang difungsikan akan menjadi pendekatan yang menguntungkan, dan ini dapat sangat meningkatkan keberhasilan pengobatan terhadap aplikasi klinis (Gambar). Peran imunomodulator multifungsi nanomedicine dalam imunoterapi kanker mensubsidi bidang nanomaterial dalam imunologi. Dengan demikian, perkembangan inovatif nanomedicine dan imunoterapi melalui sistem nanomaterial gabungan dapat meningkatkan fungsi imunomodulator pada tahap selanjutnya dari manipulasi vaksin polimer untuk penggunaan klinis. Kadang-kadang, penyakit autoimun dapat menunjukkan beberapa efek samping yang tidak terduga dalam imunoterapi kanker. Strategi imunoterapi kanker berbasis nanomaterial polimer terbukti lebih efektif melawan keganasan hematologis daripada tumor padat. Hal ini terutama karena efektivitasnya yang rendah dalam penetrasi tumor melalui matriks ekstraseluler abnormal, hambatan endotel, dan tumor microenvironments (TMEs) yang berbeda. Dengan mengembangkan nanomaterial polimer yang sangat efektif dengan penargetan TME yang tepat melintasi perbatasan endotel, dimungkinkan untuk meningkatkan kemanjuran imunoterapi kanker pada tumor padat.

Gambar Ilustrasi skema sistem nanocarrier polimer sebagai adjuvant untuk pengiriman vaksin kanker dan memicu kematian sel yang dimediasi oleh respon imun host in vivo.

Dalam beberapa tahun terakhir, nanopartikel polimer rekayasa telah banyak digunakan sebagai platform pengiriman obat baru untuk mencapai imunoterapi kanker yang aman dan efektif. Respon imun tumor dan efek penekanan tumor jangka panjang dapat dicapai melalui vaksin seperti agen imunoterapi, yang telah menarik klinisi untuk memanfaatkannya untuk efek menguntungkannya. Fungsi kekebalan anti tumor spesifik target dari nanopartikel polimer juga dapat ditingkatkan melalui pengenalan mutasi asam amino aromatik di daerah yang dikodekan secara genetik dari neoantigen spesifik target tumor (non-self-peptida). Dengan demikian, nanocarrier polimer dengan vaksin kanker berbasis neoantigen (cancer-specific differentially expressed antigens) telah banyak digunakan untuk imunoterapi melalui pengurangan autoimunitas sambil meningkatkan respons cytotoxic T lymphocyte (CTL). Demikian pula, dendritic cells (DCs) yang mengaktifkan penargetan antigen dan presentasi ligan untuk menaklukkan vaksin kanker yang bergantung pada neoantigen telah digunakan untuk meningkatkan fungsi terapeutik. Telah terbukti bahwa DC dan regulator imun interferon tipe-I (misalnya, IFN-γ) adalah molekul dominan yang menghubungkan imunitas bawaan dan adaptif pada pasien untuk penyerapan dan paparan sel T naif dalam aktivasi tumor spesifik. Tanggapan CTL. Beberapa laporan dalam pendekatan penghantaran obat berbasis nanomedicine kanker telah mengungkapkan fungsi nanopartikel polimer dalam aktivasi stimulator of interferon genes (STING) dan toll-like receptors (TLRs), sehingga meningkatkan sel T CD8+ pada model hewan praklinis melalui stimulasi jalur mekanistik STING. Dalam ulasan ini, kami menguraikan peran nanopartikel polimer yang direkayasa dalam pendekatan terapeutik multimodal untuk imunoterapi berbasis obat pada kanker. Pentingnya biomaterial sebagai nanovehicles dalam imunoterapi kanker telah diterapkan secara luas dalam memberikan agen antikanker multi-target ke tumor melalui strategi terkontrol. Pencapaian imunoterapi kanker dapat dicapai melalui penerapan faktor-faktor berikut: (1) penggunaan agen yang dapat mempresentasikan antigen spesifik kanker ke sel perangsang kekebalan seperti antigen-presenting cell (APC) dan DC, (2) pengiriman agen antikanker seperti molekul obat dan adjuvant untuk meningkatkan respon imun, dan (3) penggunaan biomolekul untuk memodulasi TME dan meningkatkan respon imun mereka terhadap imunoterapi antikanker. Oleh karena itu, dengan penggunaan sistem biomaterial rekayasa nano ini, kita berpotensi dapat menginduksi respon imun antikanker dalam berbagai kanker.