Asam aminolevulinat

Asam aminolevulinat, juga disebut dengan Asam δ-Aminolevulinat atau asam 5-aminolevulinat (disingkat dALA, δ-ALA, atau 5ALA), adalah asam amino non-proteinogenik endogen, yang merupakan senyawa pertama dalam jalur sintesis porfirin, jalur yang mengarah ke heme pada manusia dan mamalia, serta klorofil pada tumbuhan.

5ALA digunakan dalam deteksi fotodinamik dan pembedahan kanker.Wagnières, G.., Jichlinski, P., Lange, N., Kucera, P., Van den Bergh, H. (2014). Detection of Bladder Cancer by Fluorescence Cystoscopy: From Bench to Bedside - the Hexvix Story. Handbook of Photomedicine, 411-426.
Kegunaan medis
Sebagai prekursor fotosensitizer, 5ALA juga digunakan sebagai agen tambahan untuk terapi fotodinamik. Berbeda dengan molekul fotosensitizer yang lebih besar, simulasi komputer memprediksi bahwa 5ALA mampu menembus membran sel tumor.

Diagnosis kanker
Deteksi fotodinamik adalah penggunaan obat fotosensitif dengan sumber cahaya dengan panjang gelombang yang tepat untuk mendeteksi kanker, menggunakan fluoresensi obat tersebut. 5ALA atau turunannya dapat digunakan untuk memvisualisasikan kanker kandung kemih melalui pencitraan fluoresensi.

Pengobatan kanker
Asam aminolevulinat sedang dipelajari untuk terapi fotodinamik (PDT) pada sejumlah jenis kanker. Saat ini, asam amino ini bukan pengobatan lini pertama untuk esofagus Barrett. Penggunaannya pada kanker otak saat ini masih dalam tahap eksperimental. Senyawa ini telah dipelajari dalam sejumlah kanker ginekologi.

Asam aminolevulinat diindikasikan pada orang dewasa untuk visualisasi jaringan ganas selama operasi glioma ganas (tingkat III dan IV Organisasi Kesehatan Dunia). Senyawa ini digunakan untuk memvisualisasikan jaringan tumor dalam prosedur bedah saraf. Studi sejak tahun 2006 telah menunjukkan bahwa penggunaan metode panduan ini secara intraoperatif dapat mengurangi volume residu tumor dan memperpanjang kelangsungan hidup bebas progresi pada orang dengan glioma ganas. Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat (FDA) menyetujui asam aminolevulinat hidroklorida (ALA HCL) untuk penggunaan ini pada tahun 2017.FDA Approves Fluorescing Agent for Glioma Surgery.June 2017

Delineasi kanker intraoperatif
Pemanfaatan asam aminolevulinat menjanjikan dalam bidang deliniasi kanker, khususnya dalam konteks bedah yang dipandu fluoresensi. Senyawa ini digunakan untuk meningkatkan visualisasi jaringan maligna selama prosedur pembedahan. Ketika diberikan kepada pasien, 5-ALA dimetabolisme menjadi protoporfirin IX (PpIX) secara istimewa pada sel kanker, yang menyebabkan fluoresensinya pada panjang gelombang cahaya tertentu. Fluoresensi ini membantu ahli bedah dalam identifikasi waktu nyata dan pengangkatan jaringan kanker secara tepat, mengurangi kemungkinan meninggalkan sel tumor yang tersisa. Pendekatan inovatif ini telah menunjukkan keberhasilan dalam berbagai jenis kanker, termasuk glioma otak dan tulang belakang, kanker kandung kemih, dan karsinoma sel skuamosa oral.

Efek samping
Efek samping dari pemberian obat ini bisa berupa kerusakan hati dan masalah saraf. Hipertermia bahkan kematian juga bisa terjadi.

Biosintesis
Pada eukariota non-fotosintetik seperti hewan, fungi, dan protozoa, serta kelas bakter Alphaproteobacteria, ia diproduksi oleh enzim ALA sintase, dari glisina dan suksinil-KoA. Reaksi ini dikenal sebagai jalur Shemin, yang terjadi di mitokondria.Ajioka, James; Soldati, Dominique, eds. (13 September 2007). "22". Toxoplasma: Molecular and Cellular Biology (1 ed.). Taylor & Francis. p. 415. 

Pada tumbuhan, alga, bakteri (kecuali kelas Alphaproteobacteria) dan archaea, ia diproduksi dari asam glutamat melalui glutamil-tRNA dan glutamat-1-semialdehida. Enzim yang terlibat dalam jalur ini adalah glutamil-tRNA sintetase, glutamil-tRNA reduktase, dan glutamat-1-semialdehida 2,1-aminomutase. Jalur ini dikenal sebagai jalur C5 atau Beale.Willows, R.D. (2004). "Chlorophylls". In Goodman, Robert M. Encyclopaedia of Plant and Crop Science. Marcel Dekker. pp. 258–262.  Pada sebagian besar spesies yang mengandung plastid, glutamil-tRNA dikodekan oleh gen plastid, dan transkripsi, serta langkah-langkah selanjutnya dari jalur C5, terjadi di plastid.Biswal, Basanti; Krupinska, Karin; Biswal, Udaya, eds. (2013). Plastid Development in Leaves during Growth and Senescence (Advances in Photosynthesis and Respiration). Dordrecht: Springer. p. 508. 

Pentingnya bagi manusia
Aktivasi mitokondria
Pada manusia, 5ALA merupakan prekursor heme. 5ALA yang disintesis secara biologis mengalami serangkaian transformasi di sitosol, dan akhirnya diubah menjadi protoporfirin IX di dalam mitokondria. Molekul protoporfirin ini berkelat dengan besi dengan adanya enzim ferokelatase untuk menghasilkan heme.

Heme meningkatkan aktivitas mitokondria sehingga membantu aktivasi siklus Krebs dan rantai transpor elektron pada sistem pernapasan, yang mengarah pada pembentukan adenosina trifosfat (ATP) untuk pasokan energi yang cukup bagi tubuh.

Akumulasi protoporfirin IX
Sel kanker kekurangan atau memiliki aktivitas ferokelatase yang berkurang, sehingga mengakibatkan akumulasi protoporfirin IX, suatu zat fluoresen yang mudah divisualisasikan.

Induksi heme oksigenase-1 (HO-1)
Heme berlebih diubah di dalam makrofag menjadi biliverdin dan ion fero oleh enzim HO-1. Biliverdin yang terbentuk selanjutnya dapat diubah menjadi bilirubin dan karbon monoksida. Biliverdin dan bilirubin merupakan antioksidan kuat dan mengatur proses biologis penting seperti peradangan, apoptosis, proliferasi sel, fibrosis, dan angiogenesis.

Pada tumbuhan
Pada tumbuhan, produksi 5-ALA adalah langkah yang mengatur kecepatan sintesis klorofil. Tumbuhan yang diberi makan oleh 5-ALA eksternal mengakumulasi sejumlah besar prekursor klorofil yakni protoklorofilida, yang menunjukkan bahwa sintesis zat antara ini tidak ditekan di mana pun dalam rantai reaksi. Protoklorofilida adalah fotosensitizer yang kuat pada tumbuhan. Penyemprotan 5-ALA yang terkontrol pada dosis yang lebih rendah (hingga 150 mg/L) dapat membantu melindungi tumbuhan dari stres dan mendorong pertumbuhan.

 Referensi 

Kategori:Biomolekul
Kategori:Antineoplastik
Kategori:Fototerapi
Kategori:Asam amino nonproteinogenik