Bisakah perubahan jalur energi otak menyebabkan depresi?
Penelitian baru telah mengidentifikasi mutasi pada kode DNA yang dapat mempengaruhi metabolisme energi. Ia juga menemukan hubungan dengan gangguan depresi mayor.
Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menggambarkan depresi sebagai "penyebab utama kecacatan di seluruh dunia".
Ini mempengaruhi lebih dari 300 juta orang di seluruh dunia.
Para ahli percaya bahwa banyak faktor yang berkontribusi pada gangguan depresi mayor (MDD).
Ini termasuk genetika, faktor lingkungan termasuk penyalahgunaan, fisiologi otak, dan sistem kekebalan.
Satu teori adalah bahwa gangguan metabolisme energi di otak dapat menyebabkan seseorang mengembangkan MDD.
Secara konseptual, ini relatif mudah diikuti. Otak memiliki kebutuhan energi yang jauh lebih tinggi daripada organ lain. Gangguan apa pun pada sistem yang disetel dengan cermat ini dapat memiliki konsekuensi yang drastis.
Berita Medis Hari Ini baru-baru ini melaporkan sebuah studi di mana para peneliti menghapus gen tersebut Sirt1 di neuron rangsang otak depan pada tikus jantan. Hasilnya adalah penurunan tajam jumlah mitokondria dalam sel-sel ini, disertai dengan gejala mirip depresi.
Mitokondria, yang disebut pembangkit tenaga sel, adalah kompartemen khusus yang mengubah makanan yang kita makan menjadi energi kimia yang dibutuhkan sel kita untuk berfungsi. Setiap sel memiliki banyak mitokondria untuk memastikan pasokan energi yang lancar.
Jika kita mengurangi jumlahnya atau mengganggu jalur metabolisme yang rumit, sel bisa mati karena kekurangan energi.
Dalam makalah yang diterbitkan baru-baru ini di jurnal Penelitian Asam Nukleat, para ilmuwan menggunakan alat bioinformatis untuk mengidentifikasi mutasi besar dalam kode genetik mitokondria. Mereka menemukan tanda molekuler yang signifikan dari ini dalam subset sampel otak dengan MDD.
Mengidentifikasi hampir 4.500 mutasi
Gen-gen di dalam mitokondria dan beberapa di dalam inti sel bertanggung jawab untuk menjaga pembangkit tenaga tetap berjalan. Mutasi pada lokasi genetik ini dapat menyebabkan penyakit mitokondria. Seseorang dapat mewarisi mutasi ini, tetapi mungkin juga menumpuk selama hidup mereka.
Ilmuwan tahu bahwa penghapusan, sejenis mutasi DNA di mana sebagian besar kode genetik hilang, menyebabkan sejumlah penyakit mitokondria.
Penulis studi utama Brooke E. Hjelm - asisten profesor genomik translasi klinis di University of Southern California di Los Angeles - menjelaskan kepada MNT bahwa para peneliti telah mengidentifikasi sekitar 800 penghapusan seperti itu dalam genom mitokondria.
“Jadi,” katanya, “apa yang saya lakukan adalah saya mengeksploitasi alat yang sudah tersedia untuk komunitas penelitian yang disebut MapSplice dan mengembangkan proses sehingga dapat digunakan untuk mendeteksi dan mengukur penghapusan mitokondria.”
Proyek ini membuahkan hasil di laboratorium Dr. Marquis Vawter, di Departemen Psikiatri dan Perilaku Manusia di Universitas California, Irvine, tempat Dr. Hjelm menyelesaikan pelatihan pascadoktoralnya di bidang genetika psikiatri.
Dr. Vawter dan laboratoriumnya telah mempelajari penghapusan DNA mitokondria selama beberapa tahun, khususnya melihat jaringan otak orang dengan kondisi kesehatan mental.
Sementara Hjelm yakin bahwa alat analisisnya akan memungkinkannya mengidentifikasi banyak penghapusan dalam sampelnya, ia terkejut menemukan begitu banyak sampel.
Dalam 93 sampel manusia - yang berasal dari 41 orang yang meninggal - termasuk dalam penelitian tersebut, dia menemukan hampir 4.500 penghapusan.
Namun, tidak semua mutasi ini menyebabkan penyakit. Jika mutasi hanya terjadi di beberapa mitokondria dalam sel seseorang, pembangkit tenaga listrik lainnya dapat mengambil alih. Namun, jika mencapai ambang tertentu, sel mungkin tidak dapat berfungsi secara normal.
“Satu hal yang menurut saya sangat menarik adalah banyak dari penghapusan yang saya deteksi (terutama yang teridentifikasi di banyak sampel) sebelumnya telah diidentifikasi pada [mereka] dengan penyakit mitokondria,” Hjelm menjelaskan.
“Artinya,” lanjutnya, “adalah bahwa ada penghapusan yang sebelumnya hanya terlihat pada satu atau beberapa [orang] dengan penyakit mitokondria yang terdiagnosis, menunjukkan bahwa mereka jarang, padahal sebenarnya penghapusan ini mungkin terjadi pada kita semua , mereka tidak hadir pada tingkat yang cukup tinggi untuk menyebabkan penyakit. "
Sebagian sampel MDD memiliki penghapusan
Setelah mengembangkan alat bioinformatika baru, Hjelm dan rekan-rekannya berangkat untuk menjawab pertanyaan berikut: Apakah orang dengan kondisi kejiwaan yang didiagnosis memiliki bukti disfungsi mitokondria di otak mereka?
Dari 41 orang yang dilibatkan dalam penelitian ini, sembilan memiliki diagnosis MDD.
Hjelm menemukan sejumlah besar penghapusan "berdampak tinggi", sebagaimana dia menyebutnya dalam makalah penelitian, di jaringan otak dari dua orang penderita MDD.
“Apa yang kami lihat di data kami adalah bahwa subkumpulan [orang] dengan MDD memiliki penghapusan mitokondria yang besar di otak mereka […].”
Brooke E. Hjelm
Bagaimana tepatnya penghapusan dapat menyebabkan depresi?
Menurut Hjelm, “Prinsip dasarnya adalah bahwa sel-sel otak Anda (neuron) membutuhkan energi untuk berfungsi dan berkomunikasi satu sama lain dengan baik, dan karena sel-sel ini tidak mendapatkan energi dari mitokondria yang cukup sehat, mereka tidak dapat menyampaikan pesan dari salah satunya. wilayah lain atau menanggapi rangsangan eksternal sebagaimana mestinya. "
Dia juga berbagi beberapa pertanyaan yang tersisa, termasuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang "bagian otak mana yang rentan terhadap hal ini dan [...] berapa proporsi [orang] dengan depresi yang memiliki masalah mitokondria khusus ini".
Menentukan siapa yang membawa penghapusan dalam genom mitokondria mereka akan menjadi rintangan signifikan yang perlu diatasi oleh tim. Karena menghilangkan jaringan otak untuk diagnosis tidak praktis, Hjelm mengindikasikan bahwa teknik pencitraan otak baru atau tes biomarker akan diperlukan.
Pada akhirnya, Hjelm berharap bahwa ini akan memungkinkan para profesional perawatan kesehatan untuk menggunakan pendekatan pengobatan yang dipersonalisasi dan menyesuaikan perawatan yang paling mungkin untuk mengatasi penyebab molekuler yang mendasari MDD pada orang-orang ini.
