Molekul baru meniru efek antikoagulan dari organisme penghisap darah

Alam telah memberikan kutu, nyamuk, dan lintah cara cepat untuk mencegah pembekuan darah sehingga mereka dapat mengambil makanan dari inangnya. Kini kunci dari metode ini telah digunakan oleh tim peneliti dari Duke University sebagai antikoagulan potensial yang dapat digunakan sebagai alternatif heparin selama angioplasti, dialisis, pembedahan, dan prosedur lainnya.

Dalam makalah yang diterbitkan di jurnal Nature Communications, para peneliti mendeskripsikan molekul sintetis yang meniru efek senyawa dalam air liur makhluk penghisap darah. Yang terpenting, molekul baru ini juga dapat dinetralkan dengan cepat, sehingga pembekuan dapat dilanjutkan kembali jika diperlukan setelah perawatan.

“Biologi dan evolusi telah mengembangkan strategi antikoagulasi yang sangat efektif beberapa kali lipat,” kata penulis senior Bruce Sullenger, Ph.D., profesor di departemen bedah, biologi sel, bedah saraf, dan farmakologi serta biologi kanker di Duke University School Kedokteran. “Ini adalah model yang ideal.”

Sullenger dan rekan-rekannya di Duke University dan University of Pennsylvania, termasuk penulis utama Haixiang Yu, Ph.D., anggota laboratorium Sullenger, memulai dengan pengamatan bahwa semua organisme penghisap darah telah mengembangkan sistem serupa untuk menghambat pembekuan darah. Antikoagulan dalam air liur mereka menggunakan proses dua fase: ia mengikat permukaan protein pembekuan tertentu dalam darah inang dan menembus inti protein untuk menonaktifkan sementara pembekuan selama makan.

Organisme penghisap darah menargetkan protein berbeda di antara lebih dari dua lusin molekul yang terlibat dalam koagulasi, namun tim peneliti berfokus pada pengembangan molekul yang menargetkan trombin dan faktor Xa dalam darah manusia, sehingga mencapai fungsi antikoagulasi bifasik terhadap protein ini.

Tantangan berikutnya adalah mengembangkan cara untuk membalikkan proses tersebut, yang diperlukan dalam penggunaan klinis untuk memastikan bahwa orang tidak mengalami pendarahan. Dengan memahami sepenuhnya mekanisme aktivasi, para peneliti mampu menciptakan obat penawar yang memulihkan koagulasi dengan cepat.

“Kami yakin pendekatan ini mungkin lebih aman bagi pasien dan mengurangi peradangan,” kata Yu.

Keuntungan lainnya adalah ia merupakan molekul sintetik, tidak seperti standar klinis saat ini selama 100 tahun terakhir, heparin. Heparin berasal dari usus babi, yang membutuhkan infrastruktur peternakan besar yang menghasilkan polusi dan gas rumah kaca.

“Ini adalah bagian dari semangat baru saya—meningkatkan kontrol pembekuan darah untuk membantu pasien sekaligus mempertimbangkan iklim,” kata Sullenger. “Komunitas medis mulai menyadari bahwa ada masalah besar di sini dan kita perlu mencari alternatif selain menggunakan hewan untuk membuat obat.”