Tes Melanoma di Rumah: Plester Mikroneedle untuk Menggantikan Biopsi

Pengujian melanoma suatu hari nanti dapat dilakukan di rumah menggunakan plester kulit dan strip tes dua garis — mirip dengan tes COVID-19 di rumah, menurut para peneliti di Universitas Michigan.

Sebuah patch silikon baru dengan jarum berbentuk bintang mikroskopis, disebut ExoPatch, telah mampu membedakan melanoma dari kulit sehat pada tikus.

Tempelan dan uji tersebut merupakan langkah maju menuju pengujian melanoma yang cepat dan dapat dilakukan di rumah, membantu pasien mendeteksi bentuk kanker kulit yang paling agresif sejak dini — tanpa biopsi atau pengambilan darah.

"Jarum berbentuk bintang membuat tusukan lebih mudah dan tidak terlalu menyakitkan, tetapi jarum tersebut sangat kecil sehingga hanya menembus lapisan kulit paling atas — epidermis — dan tidak menusuk pembuluh darah,"
kata Sunita Nagrath, seorang profesor teknik kimia di Universitas Michigan dan salah satu penulis studi yang diterbitkan dalam jurnal Biosensors and Bioelectronics.

Jarum mikro ExoPatch, panjangnya hanya 0,6 mm dan lebar ujung kurang dari 100 nanometer (0,0001 mm), dilapisi dengan gel yang menangkap eksosom—gelembung kecil yang disekresikan oleh sel—dari cairan interstisial yang mengisi ruang antarsel di epidermis.

Sebelumnya, eksosom dianggap hanya "sampah" yang dibuang oleh sel. Faktanya, eksosom mengandung fragmen DNA dan RNA yang digunakan sel untuk bertukar sinyal. Eksosom sel kanker dapat membantu penyebaran tumor dengan mempersiapkan jaringan untuk menerima sel tumor sebelum mereka tiba. Mendeteksi eksosom ini memungkinkan kanker dideteksi lebih awal daripada metode yang ada saat ini.

Gel yang melapisi ExoPatch mengandung protein yang disebut annexin V, yang menarik eksosom dan menempelkannya ke permukaan jarum mikro. Setelah dilepas dari kulit, patch direndam dalam asam, yang melarutkan gel dan melepaskan eksosom ke dalam larutan. Strip uji kemudian dicelupkan ke dalam larutan:

• Jika sampel mengandung eksosom melanoma, dua pita akan muncul,

• Jika tidak, ada satu strip,
  seperti yang terjadi pada tes COVID-19.

"Seseorang dengan kulit putih dan tahi lalat perlu mengunjungi dokter setiap enam bulan untuk menjalani biopsi guna memastikan apakah tahi lalat tersebut kanker atau bukan.
Dengan tes ini, Anda dapat melakukannya di rumah, mendapatkan hasilnya langsung, dan jika hasilnya positif, Anda dapat berkonsultasi dengan dokter kulit,"
ujar Nagrath.

Sebagai langkah awal pembuktian konsep ini, para peneliti menguji ExoPatch pada sampel jaringan babi, yang ketebalan dan komposisinya mirip dengan kulit manusia. Menggunakan mikroskop, mereka menemukan bahwa jarum mikro tersebut menembus sekitar 350 hingga 600 nanometer ke dalam kulit. Sebagai perbandingan, epidermis pada lengan bawah manusia memiliki ketebalan sekitar 18.300 nanometer.

Untuk menguji apakah ExoPatch dapat menangkap eksosom melanoma dari kulit, tim menguji sampel kulit tikus: setengahnya dari hewan sehat, setengahnya lagi dari tikus yang disuntik dengan sebagian tumor melanoma manusia. Setelah 15 menit aplikasi, ExoPatch ditempatkan di bawah mikroskop berdaya tinggi.

"Ketika saya melihat gambar mikroskopisnya, saya senang melihat betapa baik eksosom menempel pada jarum mikro dan berada dalam kisaran ukuran 30-150 nanometer, seperti yang kami perkirakan,"
kata Scott Smith, mahasiswa pascasarjana teknik kimia di Universitas Michigan dan salah satu penulis studi tersebut.

Setelah memastikan eksosom menempel pada ExoPatch, para peneliti melarutkan gel dan mengalirkan sampel melalui strip uji. Uji ini berhasil membedakan sampel melanoma dari jaringan sehat — intensitas strip kedua 3,5 kali lebih tinggi pada sampel melanoma.

ExoPatch memulihkan 11,5 kali lebih banyak protein eksosomal dari sampel melanoma dibandingkan dengan jaringan sehat, menunjukkan kemampuannya untuk menangkap eksosom kanker secara selektif.

Langkah selanjutnya adalah studi percontohan pada manusia, diikuti dengan uji klinis untuk menerapkan teknologi ini. Selain melanoma, lapisan gel ExoPatch dapat dimodifikasi untuk mendeteksi eksosom yang disekresikan oleh kanker lain yang terkait dengan tumor padat, seperti kanker paru-paru, payudara, usus besar, prostat, dan otak.

"Ini adalah patch pertama yang dirancang untuk menangkap eksosom spesifik penyakit dari cairan di bawah kulit.
Potensi pendekatan ini sangat besar,"
ujar Nagrath.