Bagaimana mutasi purba dapat mempengaruhi manusia terhadap penyakit jantung
Manusia adalah satu-satunya mamalia yang secara alami mengembangkan aterosklerosis, penyempitan arteri yang dapat memicu penyakit jantung. Para peneliti menghubungkan ini dengan hilangnya satu gen pada nenek moyang kita sekitar 2-3 juta tahun yang lalu.
Penyakit jantung adalah penyebab utama kematian di seluruh dunia. Di Amerika Serikat, lebih dari 600.000 orang meninggal karena kondisi tersebut setiap tahun.
Penyakit jantung koroner adalah jenis penyakit jantung yang paling umum. Penyebab utamanya adalah aterosklerosis, yaitu pengerasan arteri yang memasok jantung karena penumpukan plak.
Ajit Varki, seorang profesor kedokteran dan kedokteran seluler dan molekuler terkemuka di Universitas California San Diego di La Jolla, memiliki minat lama tentang bagaimana aterosklerosis berkembang pada manusia.
Beberapa tahun lalu, Dr. Varki dan timnya mencatat bahwa sementara manusia rentan terhadap aterosklerosis, mamalia lain tidak mengembangkan kondisi tersebut - kecuali para ilmuwan memanipulasi pola makan atau gen mereka dalam percobaan laboratorium.
Di makalah baru, muncul di Prosiding National Academy of Sciences of the United States of America, Dr. Varki, bersama dengan kolaborator Philip Gordts, asisten profesor kedokteran, menunjukkan mutasi genetik yang terjadi jutaan tahun yang lalu.
Tim menjelaskan bagaimana hal ini dapat berkontribusi pada kecenderungan unik kami untuk mengembangkan aterosklerosis dan, selanjutnya, penyakit jantung koroner.
Hilangnya molekul gula 2–3 juta tahun yang lalu
Dalam makalah sebelumnya, Dr. Varki menunjukkan bahwa manusia - tidak seperti kerabat dekat kita simpanse - tidak memiliki versi fungsional dari gen yang disebut CMAH, yang merupakan singkatan dari cytidine monophosphate (CMP) -N-asetilneuraminat asam (Neu5Ac) hidroksilase.
Protein yang dikodekan oleh CMAH gen mengubah molekul tertentu yang disebut N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac) menjadi N-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc). Kedua molekul tersebut adalah asam sialat, keluarga molekul gula yang memainkan peran penting dalam banyak proses biologis.
Penelitian Dr. Varki menunjukkan bahwa nenek moyang manusia kehilangan sebagian dari mereka CMAH gen sekitar 2-3 juta tahun yang lalu, meninggalkan manusia modern tidak dapat membuat Neu5Gc. Sebaliknya, sel kita sebagian besar mengandalkan Neu5Ac sebagai sumber utama asam sialat.
Mempelajari tikus yang kekurangan hasil rekayasa genetika oleh para peneliti Cmah, dan dengan ekstensi Neu5Gc, tim melihat peningkatan 1,9 kali lipat pada aterosklerosis saat mereka membandingkannya dengan tikus normal.
“Peningkatan risiko tampaknya didorong oleh banyak faktor, termasuk sel darah putih hiperaktif dan kecenderungan diabetes pada manusia seperti tikus,” komentar Dr. Varki.
Neu5Gc dalam daging merah dan aterosklerosis
Dalam serangkaian percobaan lebih lanjut, Dr. Varki dan rekannya menguji efek diet tinggi Neu5Gc pada Cmah tikus yang kekurangan.
Daging merah adalah sumber Neu5Gc, yang sebelumnya ditunjukkan oleh tim Dr. Varki menyebabkan peradangan kronis pada model tikus mereka.
Para peneliti melihat peningkatan 2,44 kali lipat menjadi 3,42 kali lipat pada aterosklerosis di Cmahtikus yang kekurangan makanan yang diberi makanan tinggi Neu5Gc dan lemak, dibandingkan dengan diet tinggi Neu5Ac dan lemak atau makanan tinggi lemak tetapi tanpa asam sialic.
“Kehilangan CMAH evolusioner manusia kemungkinan besar berkontribusi pada predisposisi aterosklerosis melalui beberapa mekanisme [diet] intrinsik dan ekstrinsik,” komentar Dr. Varki dalam makalah tersebut.
“Secara keseluruhan, pekerjaan kami dapat membantu menjelaskan mengapa aterosklerosis dan komplikasi CVD yang dihasilkan sangat umum terjadi pada manusia, dan mengapa kejadian ini jarang terjadi secara spontan pada mamalia lain, tanpa adanya manipulasi eksperimental atau diet.”
Ajit Varki
Berita Medis Hari Ini tanya Dr. Varki bagaimana menurutnya kita dapat mengurangi risiko mengembangkan aterosklerosis. Dia menyarankan agar kita "menyadari bahwa, sebagai manusia, kita berada pada risiko terbesar".
