Kembaran digital membuka jalan menuju pengobatan penyakit inflamasi yang efektif
Penyakit inflamasi seperti artritis reumatoid memiliki mekanisme penyakit kompleks yang dapat berbeda dari pasien ke pasien dengan diagnosis yang sama.
Ini berarti bahwa obat yang tersedia saat ini memiliki sedikit efek pada banyak pasien. Dengan menggunakan apa yang disebut kembaran digital, para peneliti kini telah memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang protein ‘aktif dan nonaktif’ yang mengendalikan penyakit ini.
Penyakit inflamasi seperti artritis reumatoid memiliki mekanisme penyakit kompleks yang dapat berbeda dari pasien ke pasien dengan diagnosis yang sama. Ini berarti bahwa obat-obatan yang tersedia saat ini memiliki sedikit efek pada banyak pasien. Dengan menggunakan apa yang disebut kembaran digital, para peneliti di Karolinska Institutet kini telah memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang protein “on dan off” yang mengendalikan penyakit ini. Studi yang dipublikasikan di Cell Reports Medicine ini dapat menghasilkan terapi obat yang lebih personal.
Banyak pasien dengan penyakit inflamasi seperti artritis reumatoid, penyakit Crohn, dan kolitis ulseratif, tidak pernah merasa sehat sepenuhnya meskipun sudah mengonsumsi obat. Ini adalah masalah yang menyebabkan penderitaan dan biaya yang besar.
Pada penyakit inflamasi, ribuan gen mengubah cara mereka berinteraksi di berbagai organ dan jenis sel. Selain itu, proses patologis bervariasi dari satu pasien ke pasien lain dengan diagnosis yang sama, dan bahkan dalam pasien yang sama pada waktu yang berbeda.
Sangat sulit untuk mendiagnosis dan mengobati perubahan yang kompleks dan beragam seperti itu. Dalam sebuah proyek yang telah berlangsung selama lima tahun, para peneliti dari sejumlah lembaga termasuk Karolinska Institutet di Swedia telah mencoba memecahkan masalah ini dan menyesuaikan obat-obatan untuk masing-masing pasien dengan membangun dan memproses data kembaran digital mereka, yaitu model digital dari mekanisme penyakit unik setiap pasien.
Kini, kelompok peneliti tersebut telah menemukan solusi yang memungkinkan: perubahan dapat diatur dalam program molekuler. Program molekuler ini diatur oleh sejumlah kecil protein pengalih “hidup dan mati”, yang beberapa di antaranya merupakan target obat-obatan seperti inhibitor TNF. Namun, ini bukanlah pilihan terapi yang membantu semua orang.
“Analisis kami terhadap pasien yang merespons atau tidak merespons terapi TNF mengungkap protein pengalih yang berbeda pada individu yang berbeda,” kata penulis studi Mikael Benson, peneliti di Departemen Ilmu Klinis, Intervensi, dan Teknologi, Karolinska Institutet. “Penemuan penting lainnya adalah bahwa protein tersebut tidak mematikan penyakit tetapi lebih seperti sakelar redup yang menaikkan atau menurunkan program penyakit.”
Setiap proses fisiologis dapat dijelaskan dengan persamaan matematika. Teknik pemodelan digital canggih ini dapat disesuaikan dengan keadaan unik pasien dengan menganalisis aktivitas setiap gen dalam ribuan sel darah dan jaringan. Kembaran digital semacam itu dapat digunakan untuk menghitung hasil fisiologis jika suatu kondisi berubah, seperti dosis obat.
Kembaran digital telah mengungkapkan kepada para peneliti peluang baru untuk pengobatan penyakit serius yang efektif.
“Metode ini dapat dikembangkan untuk menyesuaikan kombinasi obat yang tepat untuk protein “on” bagi pasien secara individual,” lanjut Dr. Benson. “Program yang kami jelaskan akan tersedia bagi komunitas penelitian sehingga lebih banyak studi klinis dapat dilakukan pada pasien dengan berbagai penyakit imun.”
Dalam studi terkini, peneliti menggabungkan analisis model tikus penderita artritis reumatoid dan kembaran digital pasien manusia dengan berbagai penyakit inflamasi.
“Meskipun hanya sendi yang meradang pada tikus, kami menemukan bahwa ribuan gen mengubah aktivitasnya pada berbagai jenis sel di sepuluh organ, termasuk kulit, limpa, hati, dan paru-paru,” kata Dr. Benson. “Sejauh yang saya ketahui, ini adalah pertama kalinya sains memperoleh gambaran yang begitu luas tentang berapa banyak organ yang terpengaruh pada artritis reumatoid. Hal ini sebagian disebabkan oleh kesulitan mengambil sampel secara fisik dari begitu banyak organ yang berbeda.”
Penelitian ini dilakukan dengan kerja sama erat dengan Universitas Linköping di Swedia, Universitas Harvard, dan universitas lain di AS, Tiongkok, dan Korea. Rincian lebih lanjut dapat ditemukan di situs web kelompok tersebut di sdtc.se.
Penelitian ini didanai oleh banyak lembaga, termasuk Dewan Riset Swedia dan Masyarakat Kanker Swedia (lihat laporan untuk rincian lengkap). Mikael Benson adalah salah satu pendiri AB Mavatar, Joseph Loscalzo adalah salah satu pendiri Scipher Medicine. Tidak ada konflik kepentingan lain yang dilaporkan.
