Nano medicine merupakan bidang kedokteran yang menghubungkan penggunaan partikel kecil yang disebut sebagai nanopartikel untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit tertentu. Sejarah pengobatan nano dimulai sejak tahun 1959 saat fisikawan Richard Feynman pertama kali memperkenalkan konsep nano teknologi. Kemudian pada tahun 1974 ilmuwan Jepang, Norio Taniguchi membuat istilah nano teknologi. 

Sepanjang tahun 1990-an penerapan nanoteknologi pada bidang medis menyebabkan hadirnya obat nano pertama yang menjadi tonggak sejarah dalam penggunaan obat nano. Para ilmuwan berfokus pada pengembangan nanopartikel untuk meningkatkan penyampaian obat. 

Nano partikel dapat direkayasa untuk menargetkan sel-sel tertentu dalam tubuh kemudian menjadikannya ideal untuk mengantarkan obat langsung ke jenis jaringan tertentu.  Dengan berjalannya waktu, bidang nano medis telah berkembang hingga mencakup pengembangan alat diagnostik dan teknik pencitraan yang memakai nanopartikel. Alat-alat tersebut dapat membantu mendeteksi penyakit pada tahap awal dan melihat perkembangan penyakit dengan lebih akurat. 

Sekarang ini, pengobatan nano merupakan bidang yang berkembang pesat dan bertransformasi ke dalam layanan kesehatan. Dalam waktu dekat, penggunaan nano partikel yang meluas dalam pengobatan dapat meningkatkan akurasi diagnostik dan memberikan pilihan terapi yang lebih tepat sasaran dan tepat untuk beberapa penyakit. 

Manfaat  

Beberapa keuntungan menggunakan obat nano dibandingkan obat molekul kecil tradisional, adalah sebagai berikut: 

• Penargetan obat yang dihantar 

Kemampuan untuk menargetkan sel tertentu dalam tubuh merupakan salah satu Keuntungan utama dari obat nano. Efek samping yang parah dapat ditimbulkan oleh obat tradisional yang tidak ditargetkan dan menyebar ke seluruh tubuh. Dalam beberapa kasus, dan nano medis terdiri dari nanopartikel yang membawa obat. Partikel nano tersebut dapat direkayasa untuk meningkatkan penghantaran obat ke sel target dengan maksud untuk membuat terapi menjadi lebih efektif dan kurang toksik. 

• Waktu paruh yang lebih lama 

Waktu paruh suatu obat merupakan lamanya waktu yang dibutuhkan oleh tubuh untuk mengeliminasi separuh dari obat tersebut. Obat bermolekul kecil seringkali mempunyai waktu paruh yang pendek, yang artinya obat tersebut harus sering diberikan untuk mempertahankan tingkat obat yang diinginkan dalam tubuh. Obat-obatan nano bisa dirancang untuk memiliki waktu paruh yang lebih lama, dengan tujuan untuk dapat diberikan lebih jarang. 

• Kelarutan yang ditingkatkan 

Beberapa obat mempunyai tingkat kelarutan yang terbatas dalam air, sehingga bisa mengurangi keampuhannya. Nanopartikel bisa dipakai untuk meningkatkan kelarutan obat tersebut sehingga lebih efisien.  

Jenis nanopartikel 

Beberapa jenis nanopartikel yang biasa digunakan untuk membuat obat nano adalah sebagai berikut : 

• Nanopartikel lipid 

Nano partikel yang paling sering digunakan yaitu liposom. Liposom  bisa menampung obat-obatan hidrofilik dan hidrofobik dimana ruang berair bagian dalam dapat diisi dengan molekul hidrofilik, sedangkan agen hidrofobik bisa dimuat dalam lapisan ganda lipid.  Permukaan liposom bisa dimodifikasi dengan menambahkan ligan seperti peptida, protein, karbohidrat, aptamers, antibodi, dan polimer. Modifikasi permukaan memungkinkan untuk menyempurnakan penyampaian dan untuk meningkatkan keampuhan obat nano berbasis liposom. 

• Nanopartikel polimer 

Obat nano polimer terdiri dari polimer biokompatibel/biodegradable dan agen terapeutik, yang dapat dengan langsung terkonjugasi ke polimer atau dibungkus dalam inti polimer. Polimer ini dapat bersifat alami contohnya seperti kitosan, pati, dekstran  dan sintetis  seperti polietilen glikol (PEG), asam polilaktat (PLA), poliglikosida (PGA), dan poli(asam laktat-ko-glikolat) (PLGA). Agen terapeutik dapat berbentuk molekul kecil, protein, antibodi dan aptamers asam nukleat. Tetapi polimer juga dapat menjadi senyawa terapeutik itu sendiri (contohnya glatiramer asetat).  Manfaat dari obat yang terkonjugasi atau dienkapsulasi menjadi polimer yaitu pelepasan terkontrol yang unggul, dan peningkatan bioavailabilitas. 

• Nanopartikel berbasis albumin 

Albumin protein serum telah hadir sebagai platform yang kuat untuk generasi obat nano baru. Apabila obat dilapisi dengan albumin, maka obat tersebut menjadi lebih stabil dan dapat bersirkulasi lebih lama di dalam darah. Hal tersebut terjadi karena lapisan albumin membuat obat menjadi tidak terlihat oleh sistem kekebalan tubuh sehingga akibatnya obat tersebut dieliminasi lebih lambat.  Di samping itu, lapisan albumin juga memungkinkan penghantaran obat yang ditargetkan pada beberapa jenis kanker. Nanopartikel berbasis albumin juga bisa digunakan untuk tujuan diagnostik. Agen kontras berlapis albumin paling sering digunakan dalam pengaturan diagnostik untuk memberikan visualisasi jaringan spesifik yang lebih baik dalam teknik pencitraan. 

• Nano partikel anorganik 

Banyak dari bahan anorganik, contohnya seperti logam dan silika, yang dapat berukuran nano. Diantaranya yaitu nanopartikel perak, emas, dan besi diamati secara luas untuk mengembangkan obat nano baru. Emas dan perak berukuran nano digunakan untuk meningkatkan regenerasi jaringan dan penyembuhan luka.  

Disamping itu, nano partikel emas juga memiliki sifat optik unik yang membuatnya berguna untuk tujuan pencitraan dan diagnostik. Nanopartikel besi oksida memiliki beberapa aplikasi dalam pengaturan diagnostik.  

Disamping itu, bahan ini juga dapat digunakan untuk terapi kanker hipertermia. Nano kompleks besi-karbohidrat banyak digunakan sebagai terapi penggantian zat besi dalam pengelolaan anemia defisiensi besi. 

Penyakit  yang diobati dengan pengobatan nano 

Ada beberapa obat nano yang sedang dikembangkan dan disetujui untuk pengobatan berbagai penyakit. Beberapa contoh di bawah ini merupakan obat nano yang digunakan secara klinis untuk mengobati kanker dan penyakit menular.  

• Kanker 

Penerapan pengobatan nano yang paling terkenal yaitu dalam pengobatan beberapa jenis kanker. Nanopartikel dapat digunakan untuk mengantarkan obat kemoterapi ke sel kanker, termasuk juga dapat meminimalkan kerusakan pada sel sehat yang sedang berkembang biak. Nano partikel yang digunakan dalam pengobatan kanker sebagian besar meliputi liposom, nanopartikel berbasis albumin, dan nanopartikel berbasis polimer. 

Nab-paclitaxel 

Nanoparticle albumin-bound (Nab)-paclitaxel merupakan nano formulasi obat kemoterapi paclitaxel. Ini digunakan untuk mengobati beberapa jenis kanker, termasuk kanker payudara, paru-paru, dan pankreas serta kanker paru-paru non-sel kecil. 

Liposomal vincristine 

Liposomal vincristine biasa dipakai untuk mengobati leukemia limfoblastik akut (Ph-ALL) kromosom negatif Philadelphia yang telah memburuk atau pada pasien yang telah menerima setidaknya dua pengobatan kanker sebelumnya yang tidak bekerja dengan baik.

Irinotecan liposom PEGylated 

Ini merupakan nano formulasi obat kemoterapi irinotecan, obat kanker yang termasuk dalam kelompok 'inhibitor topoisomerase'.

Liposomal cytarabine 

Liposomal daunorubicin/cytarabine yaitu kombinasi tetap dari inhibitor topoisomerase antrasiklin daunorubicin dan inhibitor metabolik nukleosida cytarabine yang dikemas dalam liposom.

• Penyakit menular 

Nano partikel juga sedang dikembangkan untuk pengobatan infeksi virus, bakteri, dan jamur. Berikut beberapa contoh nanopartikel yang digunakan secara klinis untuk mengobati penyakit menular. 

Amfoterisin B liposom 

Amfoterisin B merupakan agen anti jamur dengan berbagai aktivitas melawan ragi dan kapang, serta parasit Leishmania spp. 

Cabotegravir/rilpivirine nano-suspensi pelepasan diperpanjang 

Ini merupakan obat antiretroviral suntik (LA) jangka panjang - terbuat dari nanokristal cabotegravir dan rilpivirine - untuk pengobatan HIV-1. 

Nanopartikel mRNA-lipid Vaksin COVID-19 

Vaksin COVID-19 nanopartikel mRNA-lipid dikembangkan dengan cepat dan, sejak disetujui pada bulan Desember 2020, vaksin ini sangat mengurangi dampak pandemi terhadap kehidupan kita sehari-hari.  

___________________________________  

Referensi : 

Feynman R. Nanotechnology: There’s Plenty of Room at the Bottom (transcript). The Annual meeting of the American Physical Society. December 29th 1959. 

Bayda S, Adeel M, Tuccinardi T, Cordani M, Rizzolio F. The History of Nanoscience and Nanotechnology: From Chemical-Physical Applications to Nanomedicine. Molecules. 2019 Dec 27. 

Medical Device Network. Nanotechnology in Medicine: Timeline. 

Ventola CL. The nanomedicine revolution: part 1: emerging concepts. P T. 2012 Sep;37(9):512-25. 

Mitchell MJ, Billingsley MM, Haley RM, Wechsler ME, Peppas NA, Langer R. Engineering precision nanoparticles for drug delivery. Nat Rev Drug Discov. 2021 Feb;20 (2):101-124. doi: 10.1038/s41573-020-0090-8. 

Rizzo LY, Theek B, Storm G, Kiessling F, Lammers T. Recent progress in nanomedicine: therapeutic, diagnostic and theranostic applications. Curr Opin Biotechnol. 2013 Dec;24(6):1159-66. doi: 10.1016/j.copbio.2013.02.020. 

Yartsev A. Half-life: definition. 

Zielińska A, Carreiró F, Oliveira AM, Neves A, Pires B, Venkatesh DN, Durazzo A, Lucarini M, Eder P, Silva AM, Santini A, Souto EB. Polymeric Nanoparticles: Production, Characterization, Toxicology and Ecotoxicology. Molecules. 2020 Aug 15;25(16):3731. doi: 10.3390/molecules25163731. 

Zhao H , Lin ZY , Yildirimer L , Dhinakar A , Zhao X , Wu J . Polymer-based nanoparticles for protein delivery: design, strategies and applications. J Mater Chem B. 2016 Jun 21;4(23):4060-4071. doi: 10.1039/c6tb00308g. 

Mignani S, Shi X, Ceña V, Majoral JP. Dendrimer- and polymeric nanoparticle-aptamer bioconjugates as nonviral delivery systems: a new approach in medicine. Drug Discov Today. 2020 Jun;25(6):1065-1073. doi: 10.1016/j.drudis.2020.03.009.