Bagaimana 'memori kekebalan' otak dapat menyebabkan Alzheimer
Sebuah studi baru menunjukkan bahwa mikroglia, yang merupakan sel kekebalan dari sistem saraf pusat, dapat "mengingat" peradangan. "Memori" ini memengaruhi bagaimana sel bereaksi terhadap rangsangan baru dan menangani plak beracun di otak, penanda penyakit Alzheimer.
Mikroglia, kadang-kadang disebut sebagai sel "pemulung", "adalah sel kekebalan utama dari sistem saraf pusat."
Sebagai pemain kunci dalam kekebalan otak, mikroglia dikirim ke tempat infeksi atau cedera, di mana mereka melawan agen atau patogen beracun dan membuang sel-sel yang tidak berguna.
Namun, sel-sel ini juga diketahui memainkan peran negatif dalam gangguan neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson, stroke iskemik, dan cedera otak traumatis.
Sebagai contoh, sebuah penelitian baru-baru ini menunjukkan bahwa ketika mikroglia terlalu aktif, mereka memakan plak beracun bersama dengan sinapsis, yang mungkin mengarah ke degenerasi saraf seperti yang terlihat pada penyakit Alzheimer.
Selain itu, mikroglia bertahan dalam waktu yang sangat lama, dengan beberapa sel bertahan selama lebih dari 2 dekade.
Selain itu, "[s] tudies telah menunjukkan bahwa penyakit menular dan peradangan yang diderita selama seumur hidup dapat mempengaruhi keparahan penyakit Alzheimer jauh di kemudian hari," jelas ketua peneliti Jonas Neher, peneliti neuroimunologi eksperimental di Pusat Jerman untuk Penyakit Neurodegeneratif di Tübingen .
Bersama-sama, pengamatan ini membuat Neher bertanya-tanya "apakah memori imunologis dalam mikroglia berumur panjang ini dapat mengkomunikasikan risiko [Alzheimer] ini."
Untuk menjawab pertanyaan tersebut, tim meneliti respon imun dari sel-sel otak tersebut pada tikus. Penemuan itu dipublikasikan di jurnal Alam.
Sel kekebalan 'terlatih' vs. 'toleran'
Neher dan rekannya menyebabkan peradangan pada tikus beberapa kali dan mempelajari pengaruhnya terhadap mikroglia mereka. Para peneliti memicu dua keadaan berbeda di sel pemulung otak: "pelatihan" dan "toleransi."
Misalnya, rangsangan inflamasi pertama yang diterapkan para peneliti "melatih" sel-sel kekebalan untuk bereaksi lebih kuat terhadap rangsangan inflamasi kedua. Tapi, dengan stimulus keempat, sel-sel menjadi toleran terhadap peradangan dan hampir tidak bereaksi sama sekali.
Dengan demikian, terbukti bahwa mikroglia dapat "mengingat" peradangan sebelumnya.
Para ilmuwan kemudian ingin mengetahui peran apa yang dimainkan ingatan ini dalam bagaimana mikroglia merespons penumpukan plak amiloid di otak, yang merupakan ciri khas penyakit Alzheimer. Jadi, mereka memeriksa aktivitas mikroglia pada tikus yang memiliki patologi mirip Alzheimer.
Neher dan tim menemukan bahwa sel kekebalan yang terlatih memperburuk penyakit dalam jangka panjang. Beberapa bulan setelah rangsangan inflamasi pertama mereka, mikroglia meningkatkan produksi plak beracun. Mikroglia yang toleran, di sisi lain, mengurangi pembentukan plak.
“Hasil kami mengidentifikasi memori kekebalan di otak sebagai pengubah penting neuropatologi,” jelas para peneliti.
Peradangan dapat memprogram ulang otak
Lebih lanjut, para peneliti ingin mengetahui apakah memori kekebalan ini meninggalkan jejak epigenetik - yaitu, jika memori peradangan akan menyebabkan perubahan kimiawi pada DNA sel.
Analisis DNA mengungkapkan bahwa berbulan-bulan setelah rangsangan inflamasi pertama, baik sel yang "terlatih" maupun yang "toleran" memiliki perubahan epigenetik yang mengaktifkan beberapa gen dan mematikan yang lain.
Perubahan epigenetik tersebut memengaruhi kemampuan mikroglia untuk membersihkan plak beracun di otak.
“Ada kemungkinan bahwa juga pada manusia, penyakit inflamasi yang berkembang terutama di luar otak dapat memicu pemrograman ulang epigenetik di dalam otak,” berspekulasi Neher.
Jika ini benar, ini akan menjelaskan mengapa penyakit inflamasi seperti radang sendi - dan penyakit yang telah diusulkan menjadi inflamasi, seperti diabetes - meningkatkan risiko penyakit Alzheimer.
Selanjutnya, para peneliti berencana untuk mempelajari apakah mikroglia diubah dengan cara yang sama pada manusia. Jika ya, ini bisa membuka pintu menuju terapi inovatif.
