Bisakah 'lendir desainer' menjadi obat masa depan?

Mikrograf cahaya kelenjar ludah manusia, sel-sel lendir, dan saluran

  • Lendir melapisi permukaan internal tubuh, di mana ia bertindak sebagai penghalang terhadap patogen dan sumber makanan bagi bakteri ramah.
  • Konstituen utamanya adalah musin — protein bertatahkan molekul gula dalam pola berbeda yang menentukan bagaimana lendir berinteraksi dengan mikroorganisme yang menguntungkan dan patogen.
  • Para ilmuwan kini telah menciptakan platform berbasis sel untuk memproduksi musin ini dengan sifat khusus sesuai pesanan.
  • Para peneliti dapat menggunakan platform untuk mengembangkan perawatan berbasis musin untuk infeksi virus dan bakteri.

Lendir adalah bahan berlendir dengan berbagai fungsi vital pada antarmuka antara tubuh dan dunia luar.

Ini melapisi sel-sel yang melapisi paru-paru, usus, dan saluran genital, di mana ia memberikan penghalang terhadap zat berbahaya dan bertindak sebagai pelumas.

Di usus, seperti di permukaan tubuh lainnya, lendir juga berfungsi sebagai penjaga gerbang, mengeluarkan patogen dan menerima mikroorganisme yang menguntungkan.

Konstituen utama lendir adalah musin, yang merupakan protein yang dihiasi dengan pola molekul gula yang khas.

Ini tidak hanya menyediakan sumber makanan bagi bakteri, tetapi juga dapat bertindak sebagai jangkar untuk menahan mereka di tempat ketika mereka mengikat molekul di dinding sel bakteri yang disebut adhesin.

Dengan mengikat adhesin patogen, musin yang disekresikan ke dalam cairan seperti air liur dan air mata dapat mencegah mikroba ini menggumpal. Lendir juga dapat melarutkan “biofilm” patogen.

Biofilm adalah kumpulan bakteri yang telah berkolaborasi membentuk lapisan tipis pada gigi dan permukaan jaringan lainnya. Dalam beberapa kasus, biofilm dapat berdampak negatif pada kesehatan.

Pola molekul gula pada musin memainkan peran penting dalam menentukan bagaimana tubuh berinteraksi dengan mikroorganisme.

Namun, musin sulit diisolasi dan dipelajari, jadi pemahaman kita tentang cara kerjanya terbatas.

Sekarang, tim peneliti telah mengembangkan cara untuk membuat musin manusia yang menampilkan pola molekul gula tertentu.

Sebuah tim yang dipimpin oleh para peneliti di Pusat Glikomik Kopenhagen sekarang dapat secara genetik memprogram kultur laboratorium sel ginjal embrionik manusia untuk menghasilkan musin yang mengikat adhesin bakteri tertentu.

Karya mereka muncul di Nature Communications.

Mucin dengan resep

Para penulis percaya bahwa dokter suatu hari nanti dapat meresepkan musin yang mendorong pertumbuhan spesies yang bermanfaat atau menghambat spesies penyebab penyakit.

“Jumlah penyakit yang luar biasa memiliki hubungan dengan flora usus, tetapi kita masih tahu sedikit tentang bagaimana kita dapat mengontrol flora usus dalam pengobatan penyakit. Di sinilah musin sintetis dapat membuka pilihan pengobatan baru,” kata Yoshiki Narimatsu, seorang profesor glikobiologi di Universitas Kopenhagen dan salah satu penulis utama studi tersebut.

“Pada akhirnya, orang bisa membayangkan menggunakan musin sebagai bahan prebiotik, yaitu sebagai molekul yang membantu bakteri baik di dalam tubuh,” tambahnya.

Para peneliti juga berspekulasi bahwa musin buatan dapat digunakan sebagai pengganti antibiotik untuk mengobati infeksi bakteri.

Misalnya, dokter dapat menyebarkan versi sintetis dari musin dalam air liur dan air mata untuk menghilangkan bakteri yang jika tidak akan membentuk biofilm berbahaya.

“Kami membayangkan bahwa alih-alih menggunakan antibiotik, Anda mungkin memproduksi, misalnya, obat tetes mata dengan musin yang biasanya menghilangkan bakteri dalam pengobatan infeksi mata,” kata Dr. Narimatsu.

Persaingan untuk virus flu

Lendir bahkan dapat digunakan untuk bersaing dengan virus flu biasa dan mencegahnya menginfeksi sel-sel yang melapisi hidung, tenggorokan, dan paru-paru.

Untuk menginfeksi sel-sel di saluran pernapasan, virus menempel pada molekul gula yang disebut asam sialat di membran sel.

Tetapi untuk melepaskan partikel virus yang baru dibuat dan melanjutkan infeksi, virus harus menggunakan enzim untuk memutuskan ikatannya dengan asam sialat.

“Mucins mengandung asam sialat dalam jumlah besar,” kata salah satu penulis utama Prof. Henrik Clausen kepada "Detonic.shop".

Asam ini tidak hanya mengikat partikel virus bebas, yang mencegahnya mengunci sel inang di hidung, paru-paru, atau keduanya — asam ini juga bersaing untuk penggunaan enzim yang membebaskan partikel virus baru.

“Dalam makalah ini, kami hanya mempelajari efeknya pada pelepasan virus, dan kami menemukan bahwa musin spesifik dengan asam sialat memblokir pelepasan virus influenza dan karenanya kemampuannya untuk menyebarkan dan menyebarkan infeksi,” Prof Clausen menjelaskan.