Oleh
Galih Pratiwi
Mahasiswa Program Studi Doktor Ilmu Farmasi, Fakultas Farmasi UGM
Gangguan neurodegeneratif (ND) merupakan serangkaian gangguan pada fungsi atau struktur sistem saraf. Kerusakan progresif yang berlangsung lama tersebut dapat menyebabkan ketidakmampuan dalam berpikir, bergerak, kognitif, dan memori. Penyakit Alzheimer (AD), penyakit Parkinson (PD), dan Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) merupakan penyakit neurodegenerative dengan prevalensi yang tinggi (Moradi dkk., 2020). Tantangan terkait terapi yang efektif pada ND masih menjadi fokus penelitian. Agen terapi yang mampu menembus sawar darah-otak atau blood brain barrier (BBB) menjadi salah satu fokus dalam pengobatan ND. Beragam penelitian terkait pengembangan obat untuk ND telah dilakukan, termasuk pada senyawa fitokimia dari tanaman obat. Berbagai penelitian mencoba mengidentifikasi fitokimia yang berpotensi memiliki aksi pada sistem saraf. Phytomedicine, telah muncul sebagai pilihan terapi yang menjanjikan karena asal usulnya yang alami, mekanisme aksi yang multitarget, dan profil toksisitas yang rendah. Phytomedicine, terdiri dari senyawa yang berasal dari tumbuhan seperti alkaloid, flavonoid, polifenol, dan terpenoid, menunjukkan sifat antiinflamasi, antioksidan dan antiapoptotik, sehingga potensial sebagai agen terapi penyakit neurodegeneratif.
Konstituen fitokimia aktif dari masing-masing tanaman terkadang tidak cukup untuk mencapai efek terapeutik yang diinginkan. Poliherbalisme, gabungan beberapa herbal dalam rasio tertentu, dinilai akan memberikan efek terapeutik yang lebih baik dan mengurangi toksisitas (Islam dkk., 2023). Eksplorasi terkait potensi berbagai fitokimia dalam terapi penyakit neurodegeneratif, berfokus pada kemampuan memodulasi jalur patologis utama. Herbal nanomedicines (HNM) adalah obat berukuran nano yang mengandung ekstrak, fraksi, atau komponen biomarker fitokimia (Teja dkk., 2022). HNM dianggap mampu meningkatkan bioavailabilitas dan mengurangi potensi toksisitas. Nanoteknologi menawarkan pendekatan transformatif, meningkatkan penghantaran dan kemanjuran senyawa herbal.
Gambar 1. Arah pengembangan nanoherbal untuk terapi penyakit neurodegenerative (Panda dan Mohapatra, 2024)( https://doi.org/10.1080/1061186x.2024.2391913 )
Senyawa dalam Herbal dan Nanoformulasinya
Beberapa tanaman obat di Indonesia berpotensi untuk dikembangkan sebagai agen terapi penyakit neurodegeneratif berbasis nanoteknologi. Antara lain Curcuma longa, Camellia sinensis, Centella asiatica, Uncaria gambir dan Allium sativum. Senyawa aktif yang terkandung di dalamnya yaitu curcumin, EGCG, katekin, kuersetin, dan allicin. Berikut merupakan beberapa senyawa fitokimia yang berpotensi dikembangkan sebagai nanoherbal.
- Curcumin (Curcuma longa) (Agrawal dkk., 2018)
- Aktivitas: Anti-inflamasi, antioksidan, anti-amyloid.
- Nanoformulasi: Nanopartikel lipid pembawa kurkumin telah menunjukkan peningkatan brain uptake dan penurunan pengendapan plak β-amyloid pada model AD. Hasil penelitian juga menunjukkan peningkatan retensi memori dan penurunan stres oksidatif.
- Resveratrol (ditemukan pada anggur and buah beri) (Andrade dkk., 2018)
- Aktivitas: proteksi mitokondria, anti-inflamasi
- Nanoformulasi: Nanopartikel polimerik pembawa resveratrol terbukti meningkatkan fungsi motorik dan menurunkan stress oksidatif pada hewan uji model PD
- Ginsenosides (Panax ginseng)(Sana dkk., 2024)
- Aktivitas: Neurotropik, anti-inflamasi
- Nanoformulasi: Nanopartikel silika pembawa ginsenosides terbukti menghambat degenerasi neuron motorik dan meningkatkan koordinasi motorik pada model ALS
- Berberine (Coptis chinensis) (Moradi dkk., 2020)
- Aktivitas: Anti-amyloid, anti-inflamasi
- Nanoformulasi: nanoemulsi berberin menunjukkan penurunan signifikan pada level β-amyloid dan neuroinflamasi pada model AD
Keuntungan Aplikasi Nanoteknologi dalam Obat Herbal
Nanoteknologi terbukti mengatasi keterbatasan penghantaran dan stabilitas senyawa fitokimia (Islam dkk., 2023; Moradi dkk., 2020; Panda dan Mohapatra, 2024). Beberapa keuntungan aplikasi nanoteknologi antara lain:
- Meningkatkan bioavailabilitas
Beberapa senyawa herbal memiliki kelarutan yang rendah, absorbsi dan efikasi sistemik yang terbatas. Nanocarrier seperti sistem berbasis lipid dan nanopartikel polimerik, terbukti meningkatkan kelarutan dan bioavailabilitasnya.
- Peningkatan Brain Targeting
BBB menjadi hambatan utama dari agen terapi untuk masuk ke sistem saraf pusat (SSP). Aplikasi nanocarriers memungkinkan untuk obat dapat melewati BBB dengan mekanisme like receptor-mediated endocytosis atau dengan modifikasi permukaan menggunakan ligan BBB-permeable.
- Pelepasan Obat Terkendali
Nanoformulasi memungkinkan pelepasan terkendali senyawa aktif, menjaga konsentrasi terapeutik untuk waktu tertentu dan meminimalkan toksisitas sistemik.
- Mencegah Degradasi Senyawa Aktif
Enkapsulasi dalam nanocarrier dapat melindungi senyawa herbal dari degradasi enzimatik dan lingkungan, sehingga mempertahankan bioaktivitasnya.
Gambar 2. Nanoformulasi untuk meningkatkan efektivitas senyawa fitokimia (Moradi dkk., 2020)
( https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00238 )
Studi Klinik dan Pra-klinik
Beberapa penelitian pra-klinik dan klinik terkait nanoherbal untuk ND telah banyak dilakukan. Pada AD nanopartikel kurkumin secara signifikan menurunkan plak amyloid dan memperbaiki fungsi kognitif pada hewan uji (Agrawal dkk., 2018). Nanoformulasi polifenol teh hijau juga menunjukkan efektivitas penurunan stress oksidatif dan pembentukan plak amyloid (Bitu Pinto dkk., 2015). Nanopartikel pembawa resveratrol meningkatkan ketahanan saraf dopaminergic dan mengurangi kelemahan motorik pada model PD. Nanoformulasi tertarget disfungsi mitokondria juga menunjukkan efek sinergis dengan jalur anti-inflamasi (Andrade dkk., 2018). Nanoemulsi EGCG meningkatkan neuroproteksi dengan menurunkan eksitotoksisitas glutamate pada kondisi ALS. Nanopartikel pembawa ginsenoside meningkatkan ketahanan saraf motorik dan menghambat perkembangan ALS (Sana dkk., 2024).
Tantangan Pengembangan dan Arah Masa Depan Herbal Nanomedicines (HNM)
Produksi HNM dalam skala komersial menjadi menantang jika dikaitkan dengan efektivitas biaya dan proses manufaktur yang berkualitas tinggi serta kompleksitas regulasi. Integrasi senyawa herbal dengan nanoteknologi masih menjadi tantangan tersendiri dalam regulasi. Pengujian keamanan dan efektivitas yang komprehensif sangat diperlukan dalam ijin pemasaran. Selain itu, masalah keamanan dalam penggunaan jangka panjang masih menjadi perhatian khusus. Potensi toksisitas dan akumulasi nanopartikel pada jaringan masih membutuhkan evaluasi lebih lanjut untung menjamin keamanan penggunaan jangka panjang.
Masa depan HNM dapat diarahkan dalam beberapa kajian. Terapi nanoherbal yang dipersonalisasi memungkinkan untuk dilakukan dengan memanfaatkan kemajuan dalam genomik dan diagnostik, yang menargetkan profil genetik atau molekuler tertentu. Selain itu, melalui nanoherbal hasil pengobatan dapat ditingkatkan dengan menggabungkan beberapa senyawa herbal atau mengintegrasikannya dengan terapi konvensional dapat memberikan efek sinergis. Pada terapi tertarget SSP, pengembangan nanocarrier multifungsi yang mampu secara bersamaan menghantarkan obat, memantau efek terapi, dan tertarget, memiliki potensi yang sangat besar.
Kesimpulan
Herbal nanomedicines merupakan terobosan yang menjanjikan dalam terapi penyakit neurodegeneratif. Dengan mengatasi keterbatasan senyawa fitokimia, nanoteknologi meningkatkan penghantaran, stabilitas, dan efektivitas terapi senyawa herbal. Dengan penelitian dan validasi klinis yang berkelanjutan, pendekatan inovatif ini dapat merevolusi pengelolaan kondisi seperti AD, PD, dan ALS.
Daftar Pustaka
Agrawal, M., Saraf, Swarnlata, Saraf, Shailendra, Antimisiaris, S.G., Chougule, M.B., Shoyele, S.A., dkk., 2018. Nose-to-brain drug delivery: An update on clinical challenges and progress towards approval of anti-Alzheimer drugs. Journal of Controlled Release, 281: 139–177.
Andrade, S., Ramalho, M.J., Pereira, M. do C., dan Loureiro, J.A., 2018. Resveratrol Brain Delivery for Neurological Disorders Prevention and Treatment. Frontiers in Pharmacology, 9: 1261.
Bitu Pinto, N., da Silva Alexandre, B., Neves, K.R.T., Silva, A.H., Leal, L.K.A.M., dan Viana, G.S.B., 2015. Neuroprotective Properties of the Standardized Extract from Camellia sinensis (Green Tea) and Its Main Bioactive Components, Epicatechin and Epigallocatechin Gallate, in the 6-OHDA Model of Parkinson’s Disease. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2015: 161092.
Islam, A., Mishra, A., Ahsan, R., dan Fareha, S., 2023. Phytopharmaceuticals and Herbal Approaches to Target Neurodegenerative Disorders. Drug Research, 73: 388–407.
Moradi, S.Z., Momtaz, S., Bayrami, Z., Farzaei, M.H., dan Abdollahi, M., 2020. Nanoformulations of Herbal Extracts in Treatment of Neurodegenerative Disorders. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 8.
Panda, P. dan Mohapatra, R., 2024. Herbal nanoparticles: a targeted approach for neurodegenerative disorder treatment. Journal of Drug Targeting, 32: 1233–1246.
Sana, S.S., Chandel, A.K.S., Raorane, C.J., Aly Saad Aly, M., Kim, S.-C., Raj, V., dkk., 2024. Recent advances in nano and micro formulations of Ginsenoside to enhance their therapeutic efficacy. Phytomedicine, 134: 156007.
Teja, P.K., Mithiya, J., Kate, A.S., Bairwa, K., dan Chauthe, S.K., 2022. Herbal nanomedicines: Recent advancements, challenges, opportunities and regulatory overview. Phytomedicine: International Journal of Phytotherapy and Phytopharmacology, 96: 153890.