Molekul baru meniru aksi antikoagulasi organisme penghisap darah

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

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications, para peneliti menggambarkan molekul sintetis yang meniru efek senyawa dalam air liur makhluk penghisap darah. Yang penting, molekul baru tersebut juga dapat dinetralkan dengan cepat, sehingga pembekuan darah dapat kembali terjadi jika diperlukan setelah perawatan.

“Biologi dan evolusi telah mengembangkan strategi antikoagulasi yang sangat efektif beberapa kali,” kata penulis senior Bruce Sullenger, PhD, seorang profesor di departemen bedah, biologi sel, bedah saraf, dan farmakologi serta biologi kanker di Fakultas Kedokteran Universitas Duke. “Ini adalah model yang sempurna.”

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

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

Tantangan berikutnya adalah mengembangkan cara untuk membalikkan proses tersebut, yang diperlukan untuk penggunaan klinis guna memastikan orang tidak mengalami pendarahan. Dengan memahami sepenuhnya mekanisme aktivasi, para peneliti mampu menciptakan penawar racun yang dengan cepat membalikkan pembekuan darah.

"Kami pikir pendekatan ini mungkin lebih aman bagi pasien dan menyebabkan lebih sedikit peradangan," kata Yu.

Keunggulan lainnya adalah molekul ini merupakan molekul sintetis, tidak seperti heparin yang menjadi standar klinis selama 100 tahun terakhir. Heparin berasal dari usus babi, yang membutuhkan infrastruktur pertanian besar yang menghasilkan polusi dan gas rumah kaca.

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