Perubahan otak terkait Alzheimer bisa dimulai pada usia 40 tahun
Ilmuwan mungkin telah meningkatkan pemahaman kita tentang mekanisme otak di balik penyakit Alzheimer, setelah mengungkap proses yang mendahului penumpukan protein beracun yang merupakan ciri khas dari kondisi tersebut.
Dalam sebuah penelitian terhadap tikus, para ilmuwan di University of Southern California (USC) di Los Angeles mengungkap bagaimana kerusakan sel yang disebut pericytes dapat memicu penyakit materi putih, yang berhubungan dengan demensia.
Selain itu, temuan penelitian menunjukkan bahwa perubahan otak ini dapat terjadi sejak usia 40 tahun.
Penyakit materi putih ditandai dengan degenerasi materi putih. Ini adalah jaringan otak yang mengandung serabut saraf, struktur seperti benang yang membawa sinyal dari sel saraf, atau neuron, ke area lain di tubuh.
Pada penyakit materi putih, serabut saraf ini menjadi rusak, dan ini menyebabkan masalah dengan ingatan, pemikiran, dan keseimbangan.
Menurut penulis studi senior Berislav Zlokovic, dari Keck School of Medicine di USC, penyakit materi putih umum terjadi pada orang dewasa yang lebih tua, dan penelitian telah mengaitkan kondisi tersebut dengan penyakit pembuluh darah kecil otak, yang menurut mereka “berkontribusi pada hampir 50 persen kasus demensia. di seluruh dunia, termasuk penyakit Alzheimer. "
Namun, mekanisme pasti yang menyebabkan penyakit materi putih dapat menyebabkan demensia masih belum jelas. Namun studi baru dari Zlokovic dan koleganya menjelaskan beberapa hal.
Para peneliti baru-baru ini melaporkan temuan mereka di jurnal Pengobatan Alam.
Pericytes dan kesehatan materi putih
Studi tersebut berfokus pada peran pericytes, yaitu sel-sel yang melapisi dinding kapiler, atau pembuluh darah terkecil di tubuh.
Pertama, tim melakukan analisis postmortem pada otak orang yang menderita penyakit Alzheimer, dan mereka membandingkannya dengan otak orang dewasa yang sehat.
Para peneliti menemukan bahwa otak orang dengan penyakit Alzheimer memiliki pericytes 50 persen lebih sedikit daripada otak yang sehat, dan tingkat protein yang disebut fibrinogen - protein sirkulasi darah yang membantu penyembuhan luka - meningkat tiga kali lipat di daerah materi putih.
Dengan menggunakan MRI untuk mempelajari model tikus yang kekurangan pericytes, ditemukan bahwa sel-sel ini memainkan peran kunci dalam kesehatan materi putih.
Ketika tikus yang kekurangan pericyte berusia 12-16 minggu - yang setara dengan sekitar 40 tahun manusia - tingkat fibrinogen mereka sekitar 10 kali lebih tinggi di korpus kalosum, wilayah otak yang berperan dalam transmisi data kognitif dan sensorik dari satu sisi otak ke sisi lainnya.
Pada usia 36-48 minggu - setara dengan 70 tahun manusia - tikus yang kekurangan pericyte menunjukkan peningkatan kebocoran pembuluh darah sebesar 50 persen, tim melaporkan.
“Pengamatan kami menunjukkan bahwa sekali pericytes rusak, aliran darah di otak berkurang seperti saluran yang perlahan tersumbat,” kata rekan penulis studi pertama Angeliki Maria Nikolakopoulou, dari Zilkha Neurogenetic Institute di Keck School of Medicine.
Mengungkap 'awal dari demensia'
Untuk bagian penelitian selanjutnya, tim menilai kecepatan lari hewan pengerat menggunakan tes roda. Ketika mereka mencapai usia 12-16 minggu, tikus yang kekurangan pericyte ditemukan berjalan 50 persen lebih lambat daripada tikus kontrol.
“Tikus yang kekurangan pericytes berfungsi lebih lambat karena ada perubahan struktural pada materi putih mereka dan hilangnya konektivitas antar neuron,” catat Zlokovic.
Mengonfirmasi teori mereka dengan MRI, para peneliti menemukan bahwa pada usia 12-16 minggu, tikus yang kekurangan pericytes menunjukkan perubahan struktural pada materi putih.
"Pericytes dikompromikan sejak awal," jelas penulis studi co-first Axel Montagne, juga dari Zilkha Neurogenetic Institute. “Anggap saja sebagai rambut yang menyumbat saluran pembuangan dari waktu ke waktu. Setelah saluran tersumbat, retakan mulai terbentuk di 'pipa' atau pembuluh darah otak. Kerusakan materi putih dan koneksi otak terganggu. Itulah awal dari demensia. "
Montagne menambahkan bahwa temuan ini menunjukkan bahwa pada manusia, penyakit materi putih dapat dimulai sejak usia 40 tahun.
“Banyak ilmuwan,” catat Zlokovic, “telah memfokuskan penelitian penyakit Alzheimer mereka pada penumpukan racun amiloid dan protein tau di otak, tetapi penelitian ini dan penelitian lain dari lab saya menunjukkan bahwa masalah dimulai lebih awal - dengan pembuluh darah bocor di otak . ”
Pendekatan baru untuk mencegah demensia?
Ketika para peneliti menggunakan senyawa untuk mengurangi kadar fibrinogen dalam darah dan otak hewan pengerat, mereka menemukan bahwa volume materi putih dipulihkan hingga 90 persen, sedangkan konektivitas materi putih dipulihkan hingga 80 persen.
"Studi kami memberikan bukti bahwa menargetkan fibrinogen dan membatasi simpanan protein ini di otak dapat membalikkan atau memperlambat penyakit materi putih."
Berislav Zlokovic
Para peneliti percaya bahwa temuan mereka mungkin mengarah ke fibrinogen sebagai target untuk mencegah prekursor demensia ini, tetapi penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan strategi terbaik.
“Kita harus menemukan pendekatan yang tepat,” kata Zlokovic, menambahkan, “Mungkin fokus pada penguatan integritas sawar darah-otak bisa menjadi jawaban karena Anda tidak dapat menghilangkan fibrinogen dari darah pada manusia. Protein ini diperlukan di dalam darah. Kebetulan itu beracun bagi otak. "
