Mikrofluida menjanjikan sebagai pilihan pengobatan yang lebih aman dan sederhana untuk penyakit kuning neonatus yang parah – Majalah Time.com

Penelitian oleh Oregon State University College of Engineering telah menghasilkan terapi potensial yang menjanjikan untuk penyakit kuning neonatal yang lebih aman, sederhana dan nyaman daripada transfusi darah yang saat ini diberikan kepada bayi yang menderita bentuk paling berbahaya dari kondisi tersebut.

Studi yang dipimpin oleh Adam Higgins, profesor bioteknologi, menunjukkan bahwa mikrofluida dan cahaya intensitas tinggi dapat memperbaiki penumpukan bilirubin dalam aliran darah yang berbahaya. Bilirubin adalah pigmen yang bertanggung jawab atas warna kulit kuning yang terkait dengan penyakit kuning dan, pada tingkat yang cukup tinggi, menempatkan bayi yang menderita pada risiko kerusakan saraf yang terkadang tidak dapat diubah atau bahkan kematian.

Temuan dipublikasikan di Biomicrofluidics.

Penyakit kuning neonatus adalah kondisi umum di antara bayi baru lahir, yang tubuhnya sibuk memecah sel darah merah yang digunakan di dalam rahim dan membuat yang baru saat bayi bertransisi untuk menghirup udara sekitar begitu berada di luar rahim.

Warna merah darah berasal dari protein yang disebut hemoglobin yang membawa oksigen, dan saat sel darah merah tersebut dipecah, hati memodifikasi hemoglobin menjadi bilirubin. Ketika hati bayi yang belum matang tidak dapat mengikuti semua bilirubin yang diproduksinya, pigmen bocor ke dalam aliran darah sebelum mengendap di kulit, menyebabkan penampilan kekuningan.

Sekitar dua pertiga dari semua bayi baru lahir mengalami beberapa tingkat penyakit kuning, biasanya kasus ringan. Sebagian besar waktu itu hilang dengan sendirinya atau dengan perawatan minimal, seperti memasukkan lebih banyak air ke dalam tubuh bayi.

Kasus lain, dengan kadar bilirubin yang lebih tinggi dalam darah, dapat memerlukan fototerapi seluruh tubuh – menggunakan cahaya untuk memicu reaksi kimia yang menghasilkan senyawa yang lebih mudah dikeluarkan daripada bilirubin. Dan dalam kasus yang paling parah, jarang terjadi di Amerika Serikat tetapi terjadi pada satu dari 100 kelahiran di sebagian besar dunia, bayi membutuhkan semua darah mereka diganti dengan darah donor, dua kali, dalam apa yang dikenal sebagai transfusi tukar ganda – a prosedur yang rumit, padat karya dan relatif berisiko.

Penelitian Oregon State bertujuan untuk memberikan alternatif yang lebih sederhana dan lebih aman: merawat darah pasien dengan mengedarkannya melalui perangkat eksternal yang dikenal sebagai fotoreaktor mikrofluida.

Mikrofluida adalah studi tentang bagaimana cairan berperilaku ketika mereka melakukan perjalanan melalui atau dibatasi dalam perangkat mikrominiatur yang dilengkapi dengan saluran dan ruang. Kekuatan permukaan yang bertentangan dengan kekuatan volumetrik mendominasi cairan pada skala mikro, yang berarti cairan bertindak jauh berbeda dari apa yang diamati dalam kehidupan sehari-hari.

Menggunakan darah manusia di laboratorium dan juga menggunakan model tikus, Higgins dan kolaborator di College of Engineering, Oregon Health & Science University dan University of Washington mempelajari efek lampu LED pada darah yang sangat kaya bilirubin yang dipompa melalui fotoreaktor mikrofluida. Reaksi katalis cahaya yang mereka lihat sama dengan reaksi yang dimungkinkan oleh fototerapi seluruh tubuh, tetapi bilirubin dalam darah ditargetkan secara langsung, sehingga menghasilkan efisiensi yang lebih besar.

“Temuan menunjukkan bahwa cahaya intensitas tinggi pada panjang gelombang 470 nanometer dapat digunakan untuk mengurangi kadar bilirubin dengan cepat tanpa menyebabkan kerusakan yang berarti pada DNA sel darah,” kata Higgins. “Pekerjaan kami dengan tikus Gunn menunjukkan bahwa perawatan fotoreaktor selama empat jam secara signifikan mengurangi kadar bilirubin – mirip dengan jenis pengurangan bilirubin yang terlihat pada transfusi tukar dan pada skala waktu yang sama. Model matematis yang kami kembangkan menunjukkan pendekatan pengobatan baru yang kami uji pada skala lab ini akan bekerja lebih baik daripada transfusi tukar pada skala klinis, dan tidak memerlukan darah donor.”

Langkah selanjutnya, kata Higgins, melibatkan peningkatan perangkat yang digunakan dengan tikus Gunn sehingga akan bekerja pada manusia yang baru lahir, yang kira-kira 10 kali lebih besar, dan mengukur kerusakan DNA darah pada model hewan praklinis, seperti monyet rhesus, yang dapat lebih dekat meniru penyakit kuning neonatal manusia.

“Tapi secara keseluruhan, sepertinya pengembangan lebih lanjut dari teknologi fotoreaktor berpotensi membawa pendekatan baru yang menjanjikan untuk mengobati kadar bilirubin yang sangat tinggi dalam darah bayi baru lahir,” katanya.

Sumber: Universitas Negeri Oregon