Sabtu, 11 Juli 2015

POTENSI NANONEFROPEDIATRIMEDICINE PADA GLOMERULONEFRITIS ANAK PASCA INFEKSI STREPTOCOCCUS SP. SEBAGAI INDUSTRI MASA DEPAN


Wujud cinta seorang cucu terhadap sang kakek dapat dibuktikan melalui berbagai amal salah satunya dengan melanjutkan perjuangan yang telah dirintis sebelum beliau berpulang ke pangkuan Tuhan Yang Maha Esa. Penulis bukan bermaksud untuk menyimpang dari judul lomba essay namun pendahuluan paragraf ini sengaja dibuat agar peribahasa tak kenal maka tak sayang tak sayang maka tak cinta dapat terhindarkan. Mendiang dr. Dahler Bahrun, Sp. A(K) yang membawakan kuliah glomerulonefritis anak pada Blok Nefrologi Program Studi Pendidikan Dokter Umum Fakultas Kedokteran Universitas Sriwijaya mewasiatkan kaderisasi ini melalui mimpi penulis sehingga ketika melihat info lomba penulisan essay dalam Forum Nanoteknologi Program Studi Teknik Kimia FT UNSRI di fanpage facebook segera berjuang menalaah kasus glomerulonefritis pada anak pasca infeksi Streptococcus sp. sebagai topik favorit. Oleh karena itu, ilmu dasar terkait ginjal meliputi anatomi, fisiologi, dan patologi anatomi sebagai gerbang inovasi aspek induksi produksi sel imun, pembuang cairan edema, minimalisasi permukaan kapiler glomerulus & protein, menaikkan tekanan onkotik, penambah kejut cairan intersitisial pada hipovolemia, tata laksana terapi medikamentosa, radiasi terpadukan dengan nano kuantum terhadap Streptococcus sp., dialisis, intervensi gravitasi skala mikro, dan aspek kedokteran komunitas dalam pendataan pola polimorfisme untuk diaplikasikan pada farmakogenomik pemberian antibiotik glomerulonefritis menjadi bahasan dalam essay ini.
Sebagai dasar pengembangan aplikasi teknologi nano pada penderita glomerulonefritis anak pasca infeksi Streptococcus sp. Berdasarkan buku Ilmu Penyakit Dalam karangan Harrison, teori terpilih sebanyak tiga gambar terlampir sebagai penjelas ilustratif untuk ilmu kedokteran dasar menjadi sajian di paragraf di bawah ini agar pengembangan teknologi nano bisa berpondasi yang kuat. Penulis telah mempelajari sebagian ilmu dasar ini di blok tiga hingga sembilan dalam tahun akademik 2014/2015 PSPD FK UNSRI. Gambar pertama merupakan arsitektur glomerulus. Untuk subgambar A, kapiler glomerulus terbentuk dari percabangan jaringan arteri ginjal, arteriol, yang menyebabkan arteri aferen, landasan kapiler glomerulus (seberkas), dan pengeringan arteriol eferen (dimodifikasi dari Buku Teks Hipertensi 5: 8-16, 1983). Subgambar B menunjukkan mikrograf pemindai elektron dari podosit yang melapisi permukaan luar kapiler glomerulus (panah menunjukkan tonjolan kaki). Subgambar C memperlihatkan endotelium berlubang pelapis kapiler glomerulus. Adapun subgambar D menunjukkan berbagai daerah normal glomerulus pada mikroskop cahaya. Gambar 1.A-C dimiliki oleh Dr. Vincent Gattone dari Universitas Indiana. Setelah mengetahui anatomi normal dari ginjal secara mikroskopis,  gambar kedua menunjukkan patologi anatomi dari glomerulonefritis pasca infeksi Streptococcus sp yang bersumber dari ABF/ Vanderbilt Collection. Seberkas glomerulus menunjukkan perubahan proliferatif dengan berbagai PMN (Poli Morfo Nuklear), dengan reaksi bulan sabit pada kasus yang berat pada subgambar 2.A. selanjutnya, deposito ini melokalisasi di mesangium dan sepanjang dinding kapiler dalam pola subepitel dan noda secara dominan untuk C3 dan pada tingkat lebih rendah untuk IgG seperti yang ada di subgambar 2.B. Terakhir, deposito subepitel  bentuk punuk terlihat dengan mikroskop elektron pada subgambar 2.C.  Gambar ketiga memperlihatkan glomerulus yang terluka oleh berbagai mekanisme dimulai dengan subgambar 3.A yang menunjukkan deposit imun yang berlangsung dapat mengendap dari peredaran dan mengumpul sepanjang membran basal glomerulus di ruang subendothelial atau dapat membentuk di bagian dalam sepanjang ruang subepitel, lalu subgambar 3.B memperlihatkan pewarnaan immunofluoresen glomerulus dengan label anti-IgG menunjukkan pewarnaan linear dari pasien dengan penyakit anti-membran basal glomerulus atau deposit imun dari pasien dengan glomerulonefritis membranosa, subgambar 3.C mengilustrasikan mekanisme cedera glomerulus memiliki patogenesis yang rumit. Deposit imun dan deposisi komplemen secara klasik menarik makrofag dan neutrofil ke dalam glomerulus. Limfosit T dapat ikut berpartisipasi dalam pola cedera juga. Terakhir, subgambar 3.D memperlihatkan amplifikasi mediator sebagai oksidan lokal dan protease memperluas peradangan ini, dan, tergantung pada lokasi target antigen dan polimorfisme genetik dari sumbernya, membran dasar yang rusak dengan baik proliferasi endokapiler atau ekstrakapiler. Kompleksnya ilmu dasar ginjal ini membuat kita semakin wajib bersyukur atas anugerah dari Tuhan Yang Maha Pemurah karena manusia belum mampu untuk memproduksi ginjal tiruan. Menjaga kesehatan ginjal dapat menjadi salah satu jalan nyata dalam menunjukkan rasa syukur seorang manusia atas karunia Tuhan yang satu ini. Aplikasi nanoteknologi terhadap aspek dasar ini dapat dilakukan terhadap metode pembelajarannya karena sebagian besar mahasiswa kedokteran masih banyak mengeluhkan tingkat kesulitan jumlah memori hapalan teoritis yang rentan hilang pasca dihafalkan sementara penerapan klinisnya masih 4-5 tahun ke depan. Formulasi bionic harddisk sebagai solusi terhadap memori yang sangat terbatas milik seorang manusia menjadi pengikis hambatan dalam menghafal lautan kosakata krusial dalam pembelajaran ilmu yang menjadi tulang punggung ilmu kedokteran. Sebagai pemecah masalah dan inovator masa depan, kita mendapat tantangan untuk dapat mengurangi penderitaan ini dengan menghadirkan sebuah penemuan seperti bionic harddisk dengan mekanisme gap junction sel neuron otak dengan granula tablet terlokasikan di liposom dari teknologi nano yang mengandung informasi di luar batas kemampuan yang diwajibkan untuk diingat oleh seseorang. Dengan induksi elektromagnetik yang ditranslasi ke kode-kode molekuler yang bersatu di granula tablet itu, penelanannya sebagaimana seseorang minum obat menjadi mekanisme spektakuler dalam proses pembelajaran kelas dunia terbarukan. Riset bersama FK PSPD, Teknik Informatika, Teknik Kimia, dan Sistem Informasi UNSRI bisa mengawali proyek potensial nobel 2030 ini sehingga industri prestasi akademis bangsa Indonesia dapat siap menghadapi era global.
Setelah mengetahui struktur dan fungsi dari glomerulus, pembelajaran kelainan ginjal berupa glomerulonefritis poststreptococcal akan menjadi lebih imajinatif karena penyakit ini adalah prototipe untuk glomerulonefritis proliferatif endokapiler akut. Insiden glomerulonefritis poststreptococcal menurun di negara-negara barat, dan itu biasanya secara sporadis. Berbagai kasus epidemi masih terlihat, meskipun jarang menurut buku teks penyakit dalam karangan alm. dr. Harrison revisi tahun 2010. Glomerulonefritis poststreptococcal akut biasanya mempengaruhi anak-anak usia 2-14 tahun, namun 10% dari kasus yang pasien yang lebih tua dari 40. Hal ini lebih umum pada laki-laki, dan kejadian keluarga atau orang yg hidup bersama sebg suami istri adalah setinggi 40%. Kulit dan tenggorokan infeksi dengan M jenis tertentu streptokokus (strain nefritogenik) mendahului penyakit glomerulus; M jenis 47, 49, 55, 2, 60, dan 57 yang terlihat berikut impetigo dan M jenis 1, 2, 4, 3, 25, 49, dan 12 dengan faringitis. Glomerulonefritis poststreptococcal karena impetigo berkembang 2-6 minggu setelah infeksi kulit dan 1-3 minggu setelah faringitis streptokokus.
Setelah diagnosis, dokter meyakinkan hasilnya melalui pemeriksaan patologi anatomi ke ahli patologi yang akan melakukan biopsi ginjal. Hasilnya seringkali menunjukkan hiperselularitas dari mesangial dan endotel sel, infiltrat glomerulus leukosit polimorfonuklear, deposit imun subendothelial granular IgG, IgM, C3, C4, dan C5-9, dan deposit subepitel yang muncul seperti punuk layaknya gambar kedua. Glomerulonefritis poststreptococcal adalah penyakit kekebalan melibatkan antigen streptokokus terduga, beredar kompleks kekebalan tubuh, dan aktivasi komplemen dalam hubungan dengan cedera termediasi sel. Tiga dari banyak calon antigen dari streptokokus nefritogenik yang telah diajukan selama bertahun-tahun tersebut adalah zymogen sebagai prekursor eksotoksin B, fosfat dehidrogenase gliseraldehida sebagai antigen pendahuluan, dan streptokinase.  Semuanya memiliki afinitas biokimia untuk membran basal glomerulus, dan di lokasi ini mereka dapat bertindak sebagai target untuk antibodi. Presentasi klasik gambaran nefritis akut dengan hematuria, piuria, sel darah merah gips, edema, hipertensi, dan gagal ginjal oliguria mungkin cukup berat sebagai RPGN (Rapidly Progressive Glomerulo Nephritis). Gejala sistemik sakit kepala, malaise, anoreksia, dan nyeri pinggang akibat pembengkakan kapsul ginjal dilaporkan dalam sebanyak 50% kasus. Lima persen dari anak-anak dan 20% orang dewasa memiliki proteinuria dalam kisaran nefrotik. Dalam minggu pertama gejala, 90% pasien akan memiliki CH50 depresi dan penurunan tingkat C3 dengan tingkat normal C4. Faktor positif arthritis (30-40%), cryoglobulins dan kompleks imun sirkulasi (60-70%), dan ANCA (Anti Neutrophil Cytoplasmic Antibodies) terhadap myeloperoxidase (10%) juga dilaporkan. Kultur positif untuk infeksi streptokokus yang secara tidak konsisten hadir (10-70%), namun peningkatan titer dari antistreptolisin O (ASO) (30%), anti-DNAase (70%) atau antibodi antihyaluronidase (40%) dapat membantu mengkonfirmasi diagnosis. Akibatnya, diagnosis glomerulonefritis poststreptococcal jarang membutuhkan biopsi ginjal. Sebuah penyakit subklinis dilaporkan dalam beberapa seri menjadi empat sampai lima kali yang biasa seperti nefritis klinis, dan berbagai kasus terakhir ini ditandai dengan hematuria mikroskopik asimtomatik dengan serum yang rendah tingkat pelengkap. Pengobatannya bersifat suportif  dengan kontrol hipertensi, edema, dan dialisis yang diperlukan. Pengobatan antibiotik untuk infeksi streptokokus harus diberikan kepada semua pasien dan kebersamaan mereka. Tidak ada peran untuk terapi imunosupresif, bahkan dalam pengaturan sabit. Glomerulonefritis poststreptococcal berulang jarang meskipun infeksi streptokokus diulang. Kematian dini jarang terjadi pada anak-anak tetapi tidak terjadi pada usia tua. Secara keseluruhan, prognosis bersifat baik, dengan gagal ginjal permanen yang sangat jarang (1-3%), dan bahkan kurang begitu pada anak-anak. Resolusi lengkap dari hematuria dan proteinuria pada anak-anak terjadi dalam 3-6 minggu awal terjadinya nefritis. Gambar keempat akan menyajikan algoritma ringkas patofisiologi penyakit ini.
Berlandaskan penjelasan dua paragraf sebelumnya, penulis terinspirasi untuk mengajukan beberapa ide menggunakan teknologi nano dalam produksi obat penyembuhan glomerulonefritis pasca infeksi Streptococcus sp. mengadopsi artikel dalam Jurnal Nanomedicine Vol. 9 berjudul Aplikasi Apoferritin dalam Skala Nano karangan Zbynek Heger dkk, yang menyebutkan bahwa nano sebagai disiplin ilmu yang terus berkembang masih mencari struktur dengan sifat yang sempurna yang dapat digunakan sebagai transporter multifungsi. Potensi besar yang dikaitkan dengan bahan sintetis seperti fullerene, nanopartikel silika berongga berpori dan tabung nano berdinding tunggal. Namun, bahan yang alami untuk tubuh manusia lebih dapat diterima oleh organisme sehingga menarik untuk diteliti. Ferritins adalah protein alami organisme hidup yang paling di seluruh evolusi dan mungkin menjadi pilihan transporter mungkin. Banyak aplikasi telah menunjukkan kemungkinan ferritins besi bebas, disebut apoferritins sebagai platform untuk berbagai keperluan pengobatan nano. Di artikel lain yakni tentang nanopartikel kandang sintetis untuk pengiriman obat karangan Stephanie Deshayes & Ruxandra Gref terdapat potensi untuk merevolusi pengiriman obat tetapi terbataskan oleh peledakan pasar terlalu cepat sehingga molekul kandang bisa menjebak kargo dan merancang pembawa nano yang baru alias nanopartikel kandang. Sistem ini dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori utama yaitu sistem nano terinspirasikan makhluk hidup seperti partikel mirip virus, feritin, penggoncang protein kecil, dan sistem supramolekul host-tamu sintetis yang membutuhkan teknik untuk benar-benar membentuk rakitan nano supramolekul. Kemajuan terbaru dalam nanopartikel kandang untuk pengiriman obat berfokus khusus pada aplikasi biomedis.
Penambah kejut cairan intersitisial pada hipovolemia yang mengadaptasi sebuah paradigma nano trombosit yang merupakan megakaryocyte tak berinti diturunkan ditemukan dalam darah penjaga hemostasis atau pembekuan untuk mencegah komplikasi perdarahan. Penurunan angka trombosit atau kekurangan dalam fungsi trombosit dapat menyebabkan berbagai kondisi perdarahan akut atau kronis dan perdarahan. Di sisi lain, pengaturan kacau dan hiperaktif dari proses pembekuan dapat menyebabkan trombosis dan oklusi pembuluh darah. Ada bukti yang signifikan bahwa di luar hemostasis dan trombosis, trombosit berperan penting dalam skenario mekanistik penyakit lain seperti peradangan yang terjadi pada glomerulonefritis dengan mediasi beberapa interaksi sel-sel dan sel-matriks, serta membantu lingkungan mikro penyakit melalui sekresi beberapa faktor larut. Oleh karena itu, mengurangi fungsi-fungsi mekanistik trombosit dapat memberikan jalan yang unik untuk mengembangkan strategi trombosit nano pada penyakit ini.
Pencegahan kenaikan LDL &VLDL melalui adaptasi pemberian topikal dari siRNAs ganda menggunakan nanopartikel lipid fusogenik untuk mengobati psoriasis plak seperti psoriasis, kelainan kulit autoimun kronis dengan dampak negatif yang cukup besar pada kualitas hidup pasien. Penelitian yang melibatkan ilmuwan biomolekuler, biokimia, dan klinisi ini dilakukan untuk menunjukkan efisiensi dari sistem pengiriman topikal baru dalam transportasi dua siRNAs untuk pengobatan psoriasis seperti plak merancang dan mengembangkan fusogenik nukleat partikel asam lemak baru yang diinggriskan sebagai Fusogenik Nucleat Acid Particle (F-NALP) sistem yang mengandung dua asam nukleat terapi, anti-STAT3 siRNA (siSTAT3) dan anti-TNF (Tumor Necrosis Factor) α siRNA (siTNF-α). Lipid kationik amfifilik asing dengan rantai asam oleil disintesis dan digunakan dalam sistem pembawa nano. Khasiat terapi F-NALPs dinilai dengan menggunakan model plak psoriatik seperti imiquimod terinduksi. Hasilnya adalah ukuran hidrodinamik dan potensi permukaan F-NALPs yang 102 ± 6 nm dan 32,14 ± 6,21 mV, masing-masing. F-NALPs disampaikan fluorescein isothiocyanate-siRNA ke kulit sedalam 360 m. F-NALPs membawa siSTAT3 dan siTNF-α secara signifikan (p <0,05) berkurang ekspresi STAT3 dan mRNA TNF-α dan IL-23 dan Ki-67 protein dibandingkan dengan solusi, dan unggul dibandingkan dengan Topgraf® (Glaxo Smith Kline Farmasi Limited, Maharashtra, India). F-NALPs efisien dapat membawa siSTAT3 dan siTNF-α ke dalam dermis dan kombinasi dari dua asam nukleat sinergis dapat mengobati plak psoriasis. Plak terakumulasi dari glomerulonefritis diharapkan dapat memperoleh intervensi yang seanalogi dengan kasus psoriasis walaupun hambatan kontrasitas lokasi mereka cukup besar dan dibutuhkan transporter seperti laparoskop atau endoskop nano yang terdeskripsikan di paragraf keempat sebelumnya.
Apabila intervensi medikamentosa gagal, alternatif potensial yang menarik penulis ialah radiasi terpadukan dengan nano kuantum terhadap Streptococcus sp. teradopsi keracunan besi superparamagnetic oksida nanopartikel paling fleksibel dan aman di berbagai aplikasi biomedis karya Jiang Y dan Zeng G. Dalam dekade terakhir, upaya besar telah dilakukan untuk menyelidiki potensi efek samping biologis dan masalah keamanan terkait  yang penting untuk pengembangan generasi berikutnya dan untuk kemajuan lanjutan dalam penelitian translasi. Perkembangan terakhir dalam studi toksisitas berfokus pada hubungan antara sifat-sifat fisikokimia dan tanggapan mereka diinduksi beracun biologis untuk pemahaman yang lebih baik dari toksikologi. Berdasarkan jurnal NASA terbitan tahun 1993, harapan inovasi selanjutnya tatalaksana GNAP adalah melalui intervensi gravitasi skala mikro. Tumor yang notabenenya merupakan kondisi yang lebih parah daripada radang saja bisa terobati, radang yang lebih kecil keganasannya berarti memiliki peluang tersembuhkan juga. Molekul biokimia yang memiliki atom dengan elektron sebagai partikel subatomiknya memiliki beberapa gaya, seperti gaya sentripetal yang apabila mendapat manuver putaran sebagaimana yang disebutkan di jurnal di atas akan mengalami perubahan sehingga ikatan intermolekulernya lebih mudah untuk diputuskan agar kompleks biomolekuler yang terlibat dalam sistem imunitas seperti cluster of differentiation menjadi terpacu untuk bekerja. Efek mekanis molekuler ini penulis hipotesiskan akan mempengaruhi enzim-enzim metabolik dan imunologik yang mengalami denaturasi akibat ikatan kimia yang terkacaukan ini pun dapat kita risetkan berdasarkan teori ini. Namun, hambatan data keberadaan laboratorium canggih Indonesia layaknya yang dilakukan oleh NASA menjadi tantangan untuk pengembangan tata laksana spesial ini. Alternatif paling realistis adalah pemanfaatan permainan putar-putaran TK yang perlu diteliti lebih spesifik demi didapatkannya ukuran kecepatan yang pas, jumlah putaran, maupun besaran-besaran mekanis lainnya untuk didapatkannya gaya sentrifugal yang dibutuhkan. Gelombang molekuler dari pembacaan ayat-ayat suci al-Qur’an yang meningkatkan memori akan membantu akselerasi produksi sel-sel T memori yang telah tersentrifugasi tadi menarik untuk dikembangkan lebih lanjut penyelidikannya.
Data pasien ginjal Indonesia khususnya wilayah Sumatera Selatan yang dipublikasikan saat ini belum penulis temukan secara pasti. Teknologi informasi berbasis nano diharapkan bisa mengatasi kesulitan ini melalui kebutuhan waktu yang sedikit dalam pengunggahan data rekam medik maupun pelaporan kasus para dokter ginjal anak sehingga riset dapat dikembangkan lebih pesat di masa depan. Nanoinformation sebagai penunjang kedokteran komunitas dalam pendataan pola polimorfisme untuk diaplikasikan pada farmakogenomik pemberian antibiotik. Peran insinyur elektro, informatika, material, maupun bidang keilmuan terkait lainnya sangat menentukan kesuksesan program ini sehingga sekolah-sekolah teknik dan kedokteran harus bersinergis dalam mengkukuhkan stabilitas proyek medis ini sehingga proyek rekayasa medis seperti pelayanan cuci darah jarak jauh di masa depan diharapkan dapat terjadi dengan kontrol via internet yang nantinya didiskusikan lebih lanjut dengan rekan dari elektro via robotika terprogram di client PC oleh sang urolog yang berhadapan dengan PC server, pasien dapat menikmati layanan cuci darah seolah-olah sang urolog berada di dekatnya. Jarum konvensional yang umumnya menyakitkan pasien diinovasikan dengan radiasi pancaran gelombang elektron untuk mengirimkan manipulasi filtrasi, reabsorpsi, dan augmentasi abnormal yang membuatnya terpaksa harus cuci darah lewat induksi ionik pada transport transmembran pada podosit, tubulus ginjal, dan korpuskulum renal yang didiagnostik menggunakan CT scan berstandar mikroskop elektron terpadu dalam software prototipe ini.
Gerbang inovasi tata laksana hingga kedokteran komunitas berbasis nano kuantum pada glomerulonefritis pediatri pasca infeksi Streptococcus sp. harus secara komprehensif diselidiki demi tuntasnya pengurangan kasus ini. Industri kesehatan sebaiknya menginvestasikan riset dan pengembangannya secara konsisten dalam nanomedicine secara global. Anak Indonesia bebas glomerulonefritis dengan teknologi nano, bisa!

Lampiran Gambar
GAMBAR 1. Arsitektur glomerulus.
 
GAMBAR 2
Glomerulonefritis pasca infeksi Streptococcus sp.
GAMBAR 3
Glomerulus terluka oleh berbagai mekanisme

Gambar 4. Patofisiologi Glomerulonefritis
Gambar 5. Teleelektrodialisis terilustrasikan

Referensi
Nanomed Journal Vol. 8, No. 10, Pages 1709-1727, DOI 10,2217 / nnm.13.113 (Doi: 10,2217 / nnm.13.113), Christa L Modery-Pawlowski1, Hsiao-Hsuan Kuo2, William M Baldwin2 & Anirban Sen Gupta, Srujan Marepallyl, Cedar HA Boakye, Apurva R Patel, Chandraiah Godugu, Ravi Doddapaneni, Pinaki R Desai2 & Mandip Singh, disampaikan 5 Juni 2013; direvisi diserahkan 14 Oktober 2013, Vol. 9 berjudul Aplikasi Apoferritin dalam Skala Nano karangan Zbynek Heger dkk,

Harrison. 2010. Nephrology & Acid Base. New York. Mc Graw  Hill
NASA Journal Journalists. 1993. Microgravity in Kidney Stone. Florida. NASA Publisher

Bahrun, Dahler. 2010. Penyakit Glomerulus pada Anak. Palembang. FK UNSRI Press

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar