Terobosan Nanopartikel: Tim OSU Kirim Obat Melalui Blood–Brain Barrier untuk Menyasar Peradangan Hipotalamus

Para peneliti di Oregon State University (OSU) melaporkan terobosan penting dalam pengiriman obat ke otak: sebuah nanocarrier polimerik bertanda ganda yang dapat menembus blood–brain barrier (BBB) dan secara selektif menyerahkan obat ke mikroglia yang teraktivasi di hipotalamus. Temuan ini, yang telah diuji pada tikus, membuka jalur baru bagi terapi presisi untuk gangguan neurodegeneratif termasuk Alzheimer’s disease dan Parkinson’s disease serta kondisi terkait kanker seperti cachexia.

Inti penemuan adalah nanopartikel berbasis polimerik (misalnya copolymer PEG–PCL) yang dimodifikasi dengan dua peptida: satu peptida memfasilitasi lintasan melintasi BBB, sementara peptida kedua menargetkan mikroglia yang memicu peradangan. Nanocarrier tersebut membawa inhibitor IRAK4 (sebuah target anti-inflamasi) yang dilepaskan secara selektif setelah masuk ke dalam sel dimana mekanisme pelepasan dipicu oleh lingkungan biokimiawi sel yang khas (misalnya kadar glutathione tinggi) dalam mikroglia. Hasilnya pada model tikus menunjukkan penurunan ekspresi sitokin pro­inflamasi di hipotalamus serta perbaikan gejala metabolik yang terkait dengan cachexia. “Ini adalah pertama kali kami menunjukkan bahwa nanocarriers dapat mengantarkan inhibitor IRAK4 langsung ke hipotalamus pada tikus dengan cancer cachexia,” kata Profesor Oleh Taratula dari OSU, salah satu peneliti utama studi tersebut.

Mengapa Hipotalamus dan Mikroglia Penting

Hipotalamus mengatur banyak fungsi vital, termasuk nafsu makan, berat badan, dan homeostasis energi dan peradangan kronis di wilayah ini berkontribusi pada gangguan metabolik serta penurunan massa otot pada pasien kanker (cachexia). Mikroglia, sel imun resident di otak, memainkan peran kunci dalam memediasi respons inflamasi; target yang spesifik pada mikroglia memungkinkan intervensi yang lebih efektif tanpa mempengaruhi neuron dan sel glial lainnya secara luas. Upaya klinis sebelumnya sering gagal karena obat tidak mencapai otak dalam konsentrasi yang cukup atau menyebar terlalu luas setelah menembus BBB.

Hipotalamus pada otak (sumber : Newsroom, 2025)

Bagaimana Tim OSU Membuktikannya

Penelitian menggunakan rangkaian uji in vitro (model ko-kultur BBB–mikroglia) dan uji in vivo pada tikus. Di laboratorium, nanopartikel menunjukkan kemampuan menembus model BBB dan mengikat mikroglia yang teraktivasi. Dalam percobaan hewan, tikus dengan model cachexia yang menerima nanocarrier berisi inhibitor IRAK4 menunjukkan penurunan tanda-tanda peradangan hipotalamus, peningkatan asupan makanan, dan perbaikan berat badan serta massa otot dibanding kelompok kontrol. Data ini dilaporkan dalam jurnal Advanced Healthcare Materials dan didokumentasikan pula pada indeks ilmiah PubMed.

Potensi Terapeutik dan Jangka Panjang

Para penulis melihat aplikasi yang lebih luas: terapi untuk penyakit neurodegeneratif yang melibatkan peradangan (seperti Alzheimer dan Parkinson), gangguan autoimun otak, serta gejala yang dipicu oleh kanker. Karena pendekatan ini menargetkan molekul sinyal pro-inflamasi penting (IRAK4) langsung di mikroglia, ada potensi mengurangi efek sistemik obat dan meningkatkan keamanan terapi jangka panjang. Namun, para peneliti juga menekankan bahwa pergeseran dari model hewan ke klinik memerlukan studi keamanan, farmakokinetik, dan efikasi yang jauh lebih besar.

Keterkaitan dengan Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs)

Terobosan nanocarrier polimerik yang dikembangkan oleh para peneliti Oregon State University tidak hanya signifikan secara ilmiah, tetapi juga memiliki relevansi strategis terhadap beberapa Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs) yang ditetapkan oleh Perserikatan Bangsa-Bangsa. Penelitian ini berkontribusi langsung pada SDG 3: Good Health and Well-being dengan membuka peluang terapi yang lebih efektif dan presisi untuk penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer, Parkinson, dan gangguan inflamasi otak yang hingga kini masih menjadi beban kesehatan global. Kemampuan nanocarrier untuk menembus blood–brain barrier dan menargetkan mikroglia menawarkan pendekatan baru yang dapat meningkatkan kualitas hidup pasien melalui pengobatan yang lebih aman dan efisien.

Selain itu, riset ini juga selaras dengan SDG 9: Industry, Innovation, and Infrastructure, khususnya dalam aspek pengembangan teknologi kesehatan maju dan bio-nanomaterial. Inovasi dalam rekayasa nanopartikel, mekanisme pelepasan obat yang terukur, dan teknik penargetan sel imun otak mencerminkan kemajuan signifikan dalam infrastruktur riset biomedis global. 

Secara lebih luas, penelitian ini juga berkontribusi pada SDG 17: Partnerships for the Goals, karena mendorong kolaborasi antara akademisi, institusi riset, rumah sakit, dan industri. Upaya hilirisasi teknologi nanomedisin seperti ini biasanya membutuhkan jaringan kemitraan multidisiplin untuk membawa inovasi dari laboratorium menuju tahap klinis dan komersialisasi. Dengan demikian, terobosan OSU ini menjadi contoh konkret bagaimana kemajuan ilmu pengetahuan dapat mendorong tercapainya target-target global melalui inovasi yang berdampak nyata.

Kesimpulan

Penemuan OSU menandai kemajuan nyata dalam tantangan klasik obat–otak: bukan hanya menembus blood–brain barrier, tapi juga memastikan obat mencapai sel target yang relevan. Jika dikonfirmasi dalam studi lanjutan, teknologi nanocarrier bertanda ganda ini bisa merombak cara kita mendekati pengobatan penyakit otak — dari Alzheimer dan Parkinson hingga komplikasi metabolik kanker — dengan pendekatan yang lebih presisi dan kemungkinan efek samping yang lebih rendah. Namun, sampai uji klinis manusia menunjukkan keamanan dan manfaat, klaim terapeutik yang luas tetap hipotesis yang menggembirakan tetapi belum selesai dibuktikan.

Bagi institusi, peneliti, maupun mitra industri yang tertarik mengembangkan riset lanjutan di bidang nanoteknologi kesehatan, sistem penghantaran obat, dan inovasi terapi berbasis sains material, informasi mengenai program, layanan riset, dan peluang kolaborasi dapat diakses melalui laman FiNder U-CoE di finder.ac.id. Di sana, berbagai inisiatif riset dan hilirisasi teknologi sedang dibangun untuk menjembatani temuan laboratorium menuju solusi nyata bagi masyarakat.

Sumber

Artikel ini disusun berdasarkan rilis resmi Oregon State University (2025), publikasi ilmiah di jurnal Advanced Healthcare Materials edisi Mei 2025, serta liputan media sains Lab Manager, AZoNano, dan Axios pada tahun 2025. Sejumlah kajian pendukung mengenai mekanisme inflamasi dan nanocarrier juga merujuk pada publikasi di jurnal Molecules tahun 2023.