Aprotinin

Aprotinin adalah protein kecil penghambat tripsin pankreas bovinae (BPTI), atau penghambat tripsin dasar pankreas bovinae, yang merupakan molekul antifibrinolitik yang menghambat tripsin dan enzim proteolitik terkait. Aprotinin digunakan sebagai obat yang diberikan melalui penyuntikan untuk mengurangi perdarahan selama bedah kompleks, seperti bedah jantung dan hati. Efek utamanya adalah memperlambat fibrinolisis, proses yang menyebabkan pemecahan bekuan darah. Tujuan penggunaannya adalah untuk mengurangi kebutuhan transfusi darah selama operasi, serta kerusakan organ akhir akibat hipotensi (tekanan darah rendah) sebagai akibat dari kehilangan banyak darah. Obat ini ditarik sementara di seluruh dunia pada tahun 2007 setelah penelitian menunjukkan bahwa penggunaannya meningkatkan risiko komplikasi atau kematian, hal ini dikonfirmasi oleh penelitian lanjutan. Penjualan aprotinin dihentikan pada bulan Mei 2008, kecuali untuk penggunaan penelitian yang sangat terbatas. Pada bulan Februari 2012, komite ilmiah Badan Pengawas Obat Eropa (EMA) membatalkan pendirian sebelumnya mengenai aprotinin, dan telah merekomendasikan agar penangguhan tersebut dicabut. Nordic menjadi distributor aprotinin pada tahun 2012.
Sejarah
Awalnya aprotinin bernama "penonaktivasi kalikrein". Aprotinin pertama kali diisolasi dari kelenjar parotis sapi pada tahun 1930. dan secara independen sebagai penghambat tripsin dari pankreas bovinae pada tahun 1936. Ia dimurnikan dari paru-paru bovinae pada tahun 1964. Karena menghambat enzim pankreas, ia awalnya digunakan dalam pengobatan pankreatitis akut, di mana kerusakan kelenjar oleh enzimnya sendiri dianggap sebagai bagian dari patogenesisnya. Penggunaannya dalam pembedahan besar dimulai pada tahun 1960-an.

BPTI adalah salah satu protein yang paling banyak dipelajari secara menyeluruh dalam hal biologi struktural, dinamika eksperimental dan komputasional, mutagenesis, dan jalur pelipatan. Ini adalah salah satu struktur kristal protein paling awal yang dipecahkan pada tahun 1970 di laboratorium Robert Huber, dan mode interaksi seperti substratnya diuraikan dalam konteks kompleks tripsin bovinae pada tahun 1974. Kemudian juga menjadi terkenal sebagai protein pertama yang strukturnya ditentukan oleh spektroskopi NMR; di laboratorium Kurt Wuthrich di ETH, Zurich, pada awal tahun 1980-an.

Karena merupakan protein kecil dan stabil yang strukturnya telah ditentukan pada resolusi tinggi pada tahun 1975, itu adalah makromolekul pertama yang menarik secara ilmiah yang disimulasikan menggunakan komputasi dinamika molekuler, pada tahun 1977 oleh J. Andrew McCammon dan Bruce Gelin, dalam kelompok Martin Karplus di Harvard. Studi tersebut mengonfirmasi fakta mengejutkan yang ditemukan dalam penelitian NMR bahwa bahkan rantai samping aromatik yang dikemas dengan baik di bagian dalam protein yang stabil dapat terbalik dengan cukup cepat (skala waktu mikrodetik hingga milidetik). Konstanta laju ditentukan oleh NMR untuk pertukaran hidrogen dari masing-masing kelompok peptida NH di sepanjang rantai, mulai dari terlalu cepat untuk diukur pada permukaan yang paling terbuka hingga berbulan-bulan untuk kelompok yang terikat hidrogen paling terkubur di bagian tengah lembaran β, dan nilai-nilai tersebut juga berkorelasi cukup baik dengan tingkat gerakan yang terlihat dalam simulasi dinamika.

BPTI penting dalam pengembangan pengetahuan tentang proses pelipatan protein, perakitan sendiri rantai polipeptida menjadi susunan spesifik dalam 3D. Masalah dalam mencapai pasangan yang benar di antara 6 rantai samping Cys terbukti sangat sulit untuk dua SS yang terkubur dan berdekatan di dekat ujung rantai BPTI, sehingga memerlukan perantara non-asli untuk melipat sekuens matang secara in vitro (kemudian ditemukan bahwa sekuens prekursor lebih mudah terlipat secara in vivo). BPTI adalah gambar sampul pada volume kompendium pelipatan protein oleh Thomas Creighton pada tahun 1992..

Kimia

Aprotinin adalah polipeptida globular monomerik (rantai tunggal) yang berasal dari jaringan paru-paru bovinae. Ia memiliki berat molekul 6512 Da dan terdiri dari 16 jenis asam amino berbeda yang tersusun dalam rantai sepanjang 58 residu yang terlipat menjadi struktur tersier yang stabil dan kompak dari tipe "kecil kaya SS", yang mengandung 3 disulfida, β-hairpin yang terpilin, dan α-heliks terminal-C.

Urutan asam amino untuk BPTI bovinae adalah RPDFC LEPPY TGPCK ARIIR YFYNA KAGLC QTFVY GGCRA KRNNF KSAED CMRTC GGA.

Stabilitas tinggi molekul ini disebabkan oleh 3 ikatan disulfida yang menghubungkan 6 anggota sisteina dari rantai (Cys5-Cys55, Cys14-Cys38 dan Cys30-Cys51).

Mekanisme kerja
Aprotinin adalah penghambat kompetitif beberapa serin protease khususnya tripsin, kimotripsin, dan plasmin pada konsentrasi sekitar 125.000 IU/ml, dan kalikrein pada 300.000 IU/ml. Tindakannya pada kallikrein menyebabkan penghambatan pembentukan faktor XIIa. Akibatnya, jalur koagulasi intrinsik dan fibrinolisis terhambat. Tindakannya pada plasmin secara independen memperlambat fibrinolisis.

Efikasi
Dalam bedah jantung dengan risiko tinggi kehilangan darah yang signifikan, aprotinin secara signifikan mengurangi perdarahan, mortalitas, dan lama rawat inap. Efek menguntungkan juga dilaporkan dalam bedah ortopedi berisiko tinggi. Dalam transplantasi hati, laporan awal manfaat dibayangi oleh kekhawatiran tentang toksisitas.

Dalam metaanalisis yang dilakukan pada tahun 2004, kebutuhan transfusi menurun sebesar 39% dalam bedah pintas arteri koroner (CABG). Dalam bedah ortopedi, penurunan transfusi darah juga dikonfirmasi.

Keamanan
Ada kekhawatiran tentang keamanan aprotinin. Anafilaksis (reaksi alergi berat) terjadi pada rasio 1:200 pada penggunaan pertama kali, tetapi serologi (pengukuran antibodi terhadap aprotinin dalam darah) tidak dilakukan dalam praktik untuk memprediksi risiko anafilaksis karena interpretasi yang benar dari tes ini sulit dilakukan.

Trombosis, mungkin akibat penghambatan sistem fibrinolitik yang terlalu aktif, dapat terjadi pada rasio yang lebih tinggi, tetapi hingga tahun 2006 hanya ada sedikit bukti untuk hubungan ini. Demikian pula, meskipun pengukuran biokimia fungsi ginjal diketahui kadang-kadang memburuk, tidak ada bukti bahwa hal ini sangat memengaruhi hasil. Sebuah studi yang dilakukan pada pasien bedah jantung yang dilaporkan pada tahun 2006 menunjukkan bahwa memang ada risiko gagal ginjal akut, infark miokard dan gagal jantung, serta strok dan ensefalopati. Penulis studi merekomendasikan antifibrinolitik lama (seperti asam traneksamat) yang risikonya tidak terdokumentasi. Kelompok yang sama memperbarui data mereka pada tahun 2007 dan menunjukkan temuan serupa.

Pada bulan September 2006, Bayer A.G. disalahkan oleh FDA karena tidak mengungkapkan selama kesaksian keberadaan studi retrospektif yang ditugaskan terhadap 67.000 pasien, 30.000 di antaranya menerima aprotinin dan sisanya antifibrinolitik lainnya. Studi tersebut menyimpulkan aprotinin membawa risiko yang lebih besar. FDA diberitahu tentang studi tersebut oleh salah satu peneliti yang terlibat. Meskipun FDA mengeluarkan pernyataan keprihatinan, mereka tidak mengubah rekomendasi mereka bahwa obat tersebut dapat bermanfaat bagi subpopulasi pasien tertentu. Dalam Pembaruan Saran Kesehatan Masyarakat tertanggal 3 Oktober 2006, FDA merekomendasikan agar "dokter mempertimbangkan untuk membatasi penggunaan Trasylol pada situasi di mana manfaat klinis dari berkurangnya kehilangan darah diperlukan untuk manajemen medis dan lebih besar daripada potensi risikonya" dan memantau pasien dengan cermat.

Pada tanggal 25 Oktober 2007, FDA mengeluarkan pernyataan mengenai uji coba acak "Konservasi darah menggunakan antifibrinolitik" (BART) pada populasi bedah jantung. Temuan awal menunjukkan bahwa, dibandingkan dengan obat antifibrinolitik lainnya (asam epsilon-aminokaproat dan asam traneksamat), aprotinin dapat meningkatkan risiko kematian. Pada tanggal 29 Oktober 2006, Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat mengeluarkan peringatan bahwa aprotinin dapat menyebabkan toksisitas ginjal dan kardiovaskular yang serius. Produsen, Bayer, melaporkan kepada FDA bahwa studi observasi tambahan menunjukkan bahwa obat ini dapat meningkatkan risiko kematian, kerusakan ginjal serius, gagal jantung kongestif, dan strok. FDA memperingatkan dokter untuk mempertimbangkan pembatasan penggunaan pada situasi di mana manfaat klinis dari berkurangnya kehilangan darah sangat penting untuk manajemen medis dan lebih besar daripada potensi risikonya. Pada tanggal 5 November 2007, Bayer mengumumkan bahwa mereka akan menarik Aprotinin karena sebuah studi di Kanada menunjukkan bahwa obat ini meningkatkan risiko kematian jika digunakan untuk mencegah pendarahan selama bedah jantung.

Dua studi yang diterbitkan pada awal tahun 2008, keduanya membandingkan aprotinin dengan asam aminokaproat, menemukan bahwa mortalitas meningkat masing-masing sebesar 32 dan 64%. Satu studi menemukan peningkatan risiko pada kebutuhan dialisis dan revaskularisasi.

Belum ada kasus penularan penyakit sapi gila melalui aprotinin yang dilaporkan, walaupun obat ini telah ditarik dari peredaran di Italia karena kekhawatiran akan hal ini.

Penggunaan in vitro
Aprotinin dapat diberi label dengan fluoresein isotiosianat. Konjugat tersebut mempertahankan sifat antiproteolitik dan pengikat karbohidratnya, dan telah digunakan sebagai reagen histokimia fluoresein untuk pewarnaan glikokonjugat (mucosubstances) yang kaya akan asam uronat atau sialat.

Temuan terkini
Satu studi ilmiah pada tikus melaporkan bahwa pengobatan dengan aprotinin mencegah gangguan pada sawar darah otak selama infeksi Cryptococcus neoformans. Studi lain pada kultur sel menunjukkan bahwa obat ini menghambat Replikasi SARS-CoV-2.

Referensi

Pranala luar
 The MEROPS online database for peptidases and their inhibitors: I02.001

Kategori:Antifibrinolitik
Kategori:Protein