Ibarat ‘Kunci’ dan ‘Mangga’: Bagaimana Saintis Mencipta Antibodi untuk Pesakit

Penulis: Profesor Madya Dr Lim Theam Soon,
Pensyarah Kanan,
Institut Penyelidikan Perubatan Molekul, Universiti Sains Malaysia

Antibodi ialah protein semula jadi yang dihasilkan oleh sistem imun kita untuk mengenal pasti dan meneutralkan ancaman seperti bakteria, virus, atau sel yang tidak normal. Dalam perubatan moden, saintis boleh menghasilkan antibodi di makmal dan menggunakannya sebagai rawatan yang sangat berkesan untuk penyakit seperti kanser, penyakit autoimun, dan jangkitan. Antibodi yang dihasilkan di makmal ini dikenali sebagai antibodi rekombinan. Salah satu kaedah paling penting untuk menghasilkannya ialah teknik yang dipanggil paparan faj (phage display).

Paparan faj (phage display) mungkin kedengaran rumit, tetapi konsep asasnya sebenarnya mudah. Saintis menggunakan virus yang tidak berbahaya dan hanya menjangkiti bakteria, dikenali sebagai bakteriofaj atau faj, sebagai kenderaan untuk mencari antibodi terbaik. Faj ini bertindak seperti papan pameran, memaparkan cebisan antibodi di permukaannya sambil membawa “arahan” genetik untuk menghasilkan antibodi tersebut di dalamnya.

Proses ini bermula dengan pembinaan satu “perpustakaan” antibodi yang sangat besar. Bayangkan perpustakaan ini sebagai koleksi kunci yang amat banyak, di mana setiap kunci mempunyai bentuk yang sedikit berbeza. Cebisan antibodi ini boleh diperoleh daripada sel imun manusia, DNA yang direka di makmal, atau gabungan kedua-duanya. Setiap faj membawa satu cebisan antibodi di permukaannya, dan satu perpustakaan boleh mengandungi berbilion-bilion reka bentuk antibodi yang berbeza.

Langkah seterusnya ialah proses pemilihan, yang boleh diumpamakan seperti mencuba kunci pada satu mangga. “Mangga” tersebut ialah sasaran yang ingin dikenali oleh antibodi, contohnya penanda kanser atau protein virus. Perpustakaan faj ini dicampurkan dengan sasaran tersebut. Kebanyakan cebisan antibodi tidak sesuai dan akan dibuang. Hanya faj yang memaparkan antibodi yang boleh melekat pada sasaran akan dipilih. Faj yang terpilih ini kemudian dibiakkan menggunakan bakteria, menghasilkan lebih banyak salinan “kunci” yang berjaya.

Proses pemilihan ini diulang beberapa kali. Setiap pusingan akan menyingkirkan antibodi yang lemah dan mengekalkan antibodi yang lebih kuat, sehingga akhirnya diperoleh antibodi yang melekat dengan sangat kuat dan khusus pada sasaran. Proses ini menyerupai cara sistem imun manusia memperbaiki kualiti antibodi secara semula jadi semasa melawan jangkitan.

Selepas antibodi terbaik dikenal pasti, saintis akan mengkajinya dengan lebih terperinci. Mereka menilai sejauh mana kuat antibodi itu melekat, sama ada ia hanya menyasarkan sasaran yang betul, dan sama ada ia stabil. Pada peringkat ini, cebisan antibodi tersebut biasanya diubah menjadi antibodi bersaiz penuh yang menyerupai antibodi manusia semula jadi. Antibodi penuh ini kemudian dihasilkan dalam kuantiti yang besar menggunakan sel yang dibiakkan di makmal.

Salah satu kelebihan utama paparan faj ialah aspek keselamatan. Oleh sebab antibodi boleh direka supaya menyerupai antibodi manusia, risiko ia ditolak oleh sistem imun pesakit adalah lebih rendah. Ini menjadikannya sesuai untuk rawatan jangka panjang. Paparan faj juga membolehkan saintis memperhalusi antibodi, seperti meningkatkan keberkesanannya, memanjangkan tempoh ia berada dalam badan, dan memastikan ia stabil semasa penyimpanan.

Banyak ubat yang digunakan hari ini ditemui menggunakan teknologi paparan faj. Contohnya, rawatan untuk artritis, penyakit keradangan, dan beberapa jenis kanser bergantung kepada antibodi yang dihasilkan melalui kaedah ini. Paparan faj juga membantu pembangunan generasi baharu ubat berasaskan antibodi, seperti antibodi yang boleh mengikat dua sasaran serentak atau menghantar ubat terus ke sel yang berpenyakit.

Teknologi paparan faj ialah kaedah yang pintar dan cekap untuk menemui antibodi yang berguna. Dengan menggunakan virus yang tidak berbahaya sebagai alat saringan, saintis dapat mencari antibodi terbaik daripada berbilion pilihan dalam masa yang singkat. Teknologi ini telah memainkan peranan besar dalam kemajuan perubatan moden dan terus menyumbang kepada penghasilan rawatan yang lebih selamat dan berkesan untuk pesakit di seluruh dunia.

Kredit foto-technology Network

Rujukan:

Yeoh SG, Sum JS, Lai JY, W Isa WYH, Lim TS. Potential of Phage Display Antibody Technology for Cardiovascular Disease Immunotherapy. J Cardiovasc Transl Res. 2022 Apr;15(2):360-380. doi: 10.1007/s12265-021-10169-x.

Song BPC, Ch’ng ACW, Lim TS. Review of phage display: A jack-of-all-trades and master of most biomolecule display. Int J Biol Macromol. 2024 Jan;256(Pt 2):128455. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2023.128455.

Lai JY, Lim TS. Infectious disease antibodies for biomedical applications: A mini review of immune antibody phage library repertoire. Int J Biol Macromol. 2020 Nov 15;163:640-648. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.06.268.

Biodata Penulis:
Dr. Lim Theam Soon ialah Profesor Madya di Universiti Sains Malaysia (USM) dan seorang penyelidik dalam bidang biologi molekular, dengan kepakaran khusus dalam antibodi rekombinan dan teknologi paparan faj. Beliau menerima Latihan penyelidikan di Jerman, yang membentuk asas kepakaran beliau dalam kejuruteraan antibodi dan evolusi protein. Penyelidikan Dr. Lim menumpukan kepada pembangunan antibodi manusia untuk aplikasi diagnostik dan terapeutik, serta  teknik kejuruteraan protein moden.