Peneliti di Washington University School of Medicine di St. Louis, bekerja sama dengan ilmuwan di Northwestern University, telah mengembangkan nanoterapi hidung non-invasif yang mengaktifkan sistem kekebalan untuk menyerang tumor otak agresif pada tikus. Dengan mengirimkan asam nukleat sferis yang memicu jalur kekebalan STING langsung dari hidung ke otak, pendekatan ini menghapus tumor glioblastoma pada model tikus ketika dikombinasikan dengan obat-obatan yang meningkatkan aktivitas sel T, menurut studi di Proceedings of the National Academy of Sciences.
Glioblastoma, tumor otak ganas paling umum, memengaruhi sekitar tiga dari setiap 100.000 orang di Amerika Serikat dan berkembang pesat, dengan penyakit ini hampir selalu terbukti fatal. Ia berkembang dari astrosit, jenis sel otak, dan sangat sulit diobati karena sulit mengirimkan obat melintasi penghalang darah-otak.
Dalam studi praklinis baru, peneliti di Washington University School of Medicine di St. Louis dan Northwestern University melaporkan alternatif menjanjikan: asam nukleat sferis yang dibangun pada inti nanopartikel emas yang mengaktifkan jalur kekebalan STING ketika diserahkan sebagai tetes hidung. Pekerjaan ini, yang dipimpin oleh penulis korespondensi bersama Alexander H. Stegh, PhD, dari Washington University, dan Chad A. Mirkin, PhD, dari Northwestern University, dijelaskan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.
Jalur STING —singkatan dari stimulator of interferon genes— membantu memicu pertahanan kekebalan ketika sel mendeteksi DNA asing, dan telah menjadi target utama untuk mengubah tumor "dingin" seperti glioblastoma menjadi tumor "panas" yang merespons imunoterapi. Studi sebelumnya menunjukkan bahwa obat yang dirancang untuk mengaktifkan STING dapat mempersiapkan sistem kekebalan untuk menyerang glioblastoma, tetapi agen ini terurai cepat di tubuh dan biasanya harus disuntikkan langsung ke tumor, sering memerlukan prosedur invasif berulang.
"Kami ingin mengubah kenyataan ini dan mengembangkan pengobatan non-invasif yang mengaktifkan respons kekebalan untuk menyerang glioblastoma," kata Stegh, menurut Washington University. Ia menambahkan bahwa hasil tim menunjukkan bahwa nanostruktur yang dirancang dengan tepat yang dikenal sebagai asam nukleat sferis dapat mengaktifkan jalur kekebalan yang kuat di dalam otak dengan aman dan efektif.
Untuk mengatasi keterbatasan agonis STING yang ada, peneliti bekerja dengan Mirkin, yang menemukan asam nukleat sferis —struktur nano di mana untai DNA atau RNA disusun rapat di sekitar inti nanopartikel. Bersama-sama, tim merancang kelas baru asam nukleat sferis dengan inti nanopartikel emas yang dilapisi fragmen DNA pendek yang mengaktifkan jalur STING pada sel kekebalan spesifik. Untuk pengiriman ke otak, mereka memilih hidung sebagai rute masuk.
Terapi intranasal telah dieksplorasi sebagai cara untuk menargetkan obat ke otak, tetapi, menurut Washington University dan ScienceDaily, tidak ada terapi nano yang sebelumnya menunjukkan kemampuan untuk mengaktifkan respons kekebalan terhadap kanker otak melalui rute ini. "Kami benar-benar ingin meminimalkan pasien yang harus menjalani [suntikan tumor langsung] ketika mereka sudah sakit, dan saya pikir kami bisa menggunakan platform asam nukleat sferis untuk mengirimkan obat ini secara non-invasif," kata penulis pertama Akanksha Mahajan, PhD, peneliti pascadoktor di laboratorium Stegh.
Tim menandai asam nukleat sferis dengan label molekul yang terlihat di bawah cahaya inframerah dekat untuk melacak pergerakannya. Pada tikus dengan glioblastoma, nanotetes yang diberikan ke saluran hidung bergerak sepanjang jalur saraf utama yang menghubungkan daerah wajah ke otak. Setelah di otak, nanomedisin terkonsentrasi pada sel kekebalan di dalam dan sekitar tumor dan juga menunjukkan aktivitas di kelenjar getah bening terdekat, sambil sebagian besar menghindari distribusi ke organ lain, menurut peneliti.
Analisis sel kekebalan di dan dekat tumor menunjukkan bahwa terapi mengaktifkan jalur cGAS–STING dan menciptakan mikro lingkungan tumor yang lebih pro-inflamasi yang diperkaya dengan sel T efektor dan makrofag pro-inflamasi, konsisten dengan studi PNAS yang mendasarinya.
Ketika nanoterapi intranasal dikombinasikan dengan obat yang dirancang untuk mengaktifkan limfosit T —seperti inhibitor checkpoint kekebalan— satu atau dua dosis membasmi tumor glioblastoma pada model tikus dan menginduksi kekebalan jangka panjang yang mencegah kanker kembali, menurut Washington University dan laporan PNAS. Pengobatan gabungan menghambat pertumbuhan tumor lebih efektif dan menghasilkan kelangsungan hidup lebih lama daripada terapi penargetan STING yang sedang diuji saat ini pada model serupa.
Stegh memperingatkan bahwa hanya menyalakan jalur STING tidak mungkin menyembuhkan glioblastoma sendirian karena tumor menggunakan mekanisme ganda untuk melemahkan atau mematikan respons kekebalan. Kelompoknya sekarang mengeksplorasi cara untuk menambahkan kemampuan pengaktifan kekebalan lebih lanjut ke nanostruktur sehingga beberapa target terapeutik dapat ditangani dalam satu pengobatan.
Studi ini, yang diterbitkan dalam edisi November 2025 Proceedings of the National Academy of Sciences, didukung oleh hibah dari National Cancer Institute dan program National Institutes of Health lainnya, serta oleh yayasan yang berfokus pada penyakit dan pendanaan pusat kanker institusional, menurut Washington University dan ScienceDaily. Pengungkapan mencakup kepemilikan saham Stegh di Exicure Inc., yang mengembangkan platform terapeutik asam nukleat sferis, dan kepemilikan saham Mirkin di Flashpoint Therapeutics, yang mengembangkan terapeutik berbasis SNA. Stegh dan Mirkin juga merupakan co-inventor pada paten yang menggambarkan nanokonjugat SNA yang dirancang untuk melintasi penghalang darah-otak.
