Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Reaktor Nuklir untuk Terapi Kanker

Saat ini istilah fisika medis atau kedokteran nuklir mungkin sudah cukup umum di kalangan masyarakat. Semakin berkembangnya fasilitas radiodiagnosis dan radioterapi di berbagai rumah sakit telah memberikan pilihan baru bagi para pasien dalam memilih jenis pengobatan yang mungkin dijalani. Radioterapi merupakan salah satu teknik terapi noninvasif dengan memanfaatkan kemampuan radiasi pengion untuk menghancurkan sel-sel kanker.

Terapi penangkapan neutron atau Neutron Capture Therapy (NCT) adalah salah satu jenis radioterapi yang menggunakan radiasi yang dihasilkan oleh penangkapan neutron oleh unsur non-radioaktif yang telah disuntikkan ke dalam tubuh pasien dan terakumulasi di sel kanker. Pada metode NCT ini, senyawa yang disuntikkan awalnya tidak bersifat radioaktif, tetapi senyawa tersebut diaktifkan dengan menggunakan neutron setelah terakumulasi di area yang diinginkan, barulah kemudian dihasilkan partikel radioaktif yang akan menghancurkan sel kanker. Target utama metode NCT adalah kanker otak terutama Glioblastoma Multiforme.

Diagram proses Neutron Capture Therapy (sumber: http://www.jaea.go.jp/jaeri/english/press/991025/fig03.html).

Diagram proses Neutron Capture Therapy (sumber: http://www.jaea.go.jp/jaeri/english/press/991025/fig03.html).

Ada beberapa aspek yang harus dipertimbangkan dalam NCT, di antaranya yang paling penting adalah unsur yang digunakan, sediaan pembawa obat (drug carrier), serta sumber neutron dalam proses terapi.

Unsur pada Senyawa Obat

Unsur yang digunakan untuk NCT adalah unsur yang memiliki kemampuan tinggi dalam menangkap neutron. Reaksi penangkapan neutron tersebut diharapkan mampu menghasilkan jenis partikel serta energi yang tepat untuk menghancurkan sel-sel kanker. Boron-10 adalah unsur yang banyak digunakan untuk NCT  sehingga sering disebut sebagai metode BNCT. Reaksi penangkapan neutron oleh boron-10 menghasilkan partikel alfa dan litium-7 yang merupakan partikel dengan rentang ukuran sekitar 10 mikron, atau kira-kira sama dengan diameter satu sel. Dengan memanfaatkan karakteristik ini diharapkan radiasi yang dihasilkan dari reaksi penangkapan neutron oleh boron akan menghancurkan sel kanker secara optimal dan terlokalisasi sehingga mengurangi efek radiasi pada sel normal di sekitarnya.

Skema reaksi penangkapan neutron oleh boron-10 yang menghasilkan partikel alfa dan litium-7 (sumber: http://web.mit.edu/nrl/www/bnct/info/description/description.html).

Skema reaksi penangkapan neutron oleh boron-10 yang menghasilkan partikel alfa dan litium-7 (sumber: http://web.mit.edu/nrl/www/bnct/info/description/description.html).

Selain boron-10, saat ini para peneliti juga tengah mengkaji kemungkinan penggunaan unsur gadolinium-157 yang memiliki kemampuan penangkapan neutron lebih besar, yaitu sekitar 65 kali kemampuan penangkapan neutron boron-10. Hal ini memungkinkan pengurangan dosis neutron yang diberikan pada pasien untuk mendapatkan hasil ionisasi radiasi yang relatif sama. Gadolinium sendiri sudah digunakan di bidang medis sebagai agen kontras-diagnosis MRI sehingga diharapkan di masa yang akan datang metode NCT dan diagnosis MRI dapat dilakukan secara simultan. Akan tetapi, reaksi penangkapan neutron oleh gadolinium juga menghasilkan radiasi gamma yang memiliki jangkauan cukup jauh sehingga kemungkinan sel normal di sekitar sel kanker terkena efek radiasi menjadi lebih besar. Berbagai penelitian dilakukan di berbagai negara untuk mengoptimalkan penggunaan gadolinium sebagai agen NCT sebelum benar-benar diterapkan dalam praktik medis.

Drug Carrier

Pembawa obat atau drug carrier memegang peranan yang sangat penting demi berhasilnya suatu terapi, termasuk NCT. Drug carrier yang digunakan diharapkan memiliki karakteristik yang mampu memaksimalkan akumulasi obat pada sel kanker dengan akumulasi seminimal mungkin di sel normal sekitarnya, terutama saat dilakukan iradiasi neutron. Salah satu jenis drug carrier yang digunakan pada berbagai jenis terapi adalah liposom. Liposom terdiri dari dua lapisan fosfolipid, yaitu golongan senyawa lemak yang merupakan bagian dari sel membran makhluk hidup sehingga memiliki toksisitas yang rendah jika disuntikkan ke dalam tubuh manusia. Liposom juga bersifat biokompatibel sehingga mudah didegradasi dalam tubuh dan tidak memicu respon imun.

Selain penggunaan liposom, pemanfaatan antibodi maupun antigen, kombinasi dengan asam amino serta beberapa senyawa lain dengan karak

Liposom sebagai salah satu drug carrier yang banyak digunakan sebagai pembawa obat dalam radioterapi maupun kemoterapi (sumber: Wikipedia).

Liposom sebagai salah satu drug carrier yang banyak digunakan sebagai pembawa obat dalam radioterapi maupun kemoterapi (sumber: Wikipedia).

teristik yang tepat juga banyak dikembangkan di bidang farmasi sebagai drug carrier dikarenakan pentingnya akumulasi yang maksimal dari senyawa obat yang digunakan.

Sumber Neutron

Setelah membahas senyawa obat dan drug carrier yang tepat untuk NCT, pada bagian ini akan dibahas tentang sumber neutron yang digunakan dalam proses terapi. Hingga saat ini sumber neutron yang digunakan pada NCT adalah neutron yang berasal dari reaktor nuklir. Beberapa fasilitas reaktor yang telah digunakan untuk praktik klinis NCT antara lain: reaktor riset di Universitas Kyoto, Jepang; reaktor klinis FRi1 di Helsinki, Finlandia; reaktor RA-6 CNEA di Bariloche, Argentina; reaktor riset medis di Brookhaven National Laboratory, serta reaktor riset Massachusetts Institute of Technology. Dari fasilitas reaktor riset ini biasanya dibangun sebuah ruangan khusus untuk pengobatan pasien dan juga eksperimen oleh para peneliti menggunakan hewan percobaan dengan berbagai jenis kanker lainnya sebelum diterapkan pada praktik medis.

Fasilitas BNCT di Helsinki University Central Hospital, Finlandia yang menggunakan reaktor nuklir sebagai sumber neutron.

Fasilitas BNCT di Helsinki University Central Hospital, Finlandia yang menggunakan reaktor nuklir sebagai sumber neutron.

Alternatif lain aplikasi metode NCT adalah dengan menggunakan sumber neutron berbasis akselerator (pemercepat partikel). Neutron yang dihasilkan oleh akselerator partikel memiliki karakteristik yang berbeda dengan neutron yang dihasilkan oleh reaktor nuklir. Untuk mendapatkan karakteristik neutron yang sesuai dengan yang dibutuhkan untuk metode NCT para peneliti memodifikasi beberapa parameter seperti jenis target yang akan bertumbukan dengan partikel dari akselerator, energi partikel yang dihasilkan dari akselerator, dan jenis moderator untuk mendapatkan energi neutron yang tepat.

Sebuah akselerator partikel juga bersifat compact dengan ukuran lebih kecil sehingga memungkinkan untuk dibangun dekat dengan fasilitas terapi ataupun rumah sakit dibandingkan dengan mendirikan fasilitas terapi dekat reaktor nuklir. Terlebih lagi setelah terjadinya kecelakaan nuklir di reaktor Fukushima, Jepang, baru-baru ini, tampaknya sumber neutron berbasis akselerator partikel akan menjadi lebih populer di kalangan masyarakat terkait keselamatan radiasi. Diharapkan dalam waktu dekat NCT berbasis akselerator partikel ini dapat dioptimalkan dan bisa benar-benar diterapkan dalam praktik klinis.

Bahan bacaan:

Penulis:
Novriana Dewi, mahasiswi S3 teknik nuklir di University of Tokyo, Jepang.
Kontak: novriana.08_at_gmail_dot_com.