Bagaimana sistem kekebalan Anda menggunakan kekacauan untuk mencegah penyakit
Penelitian baru, muncul di jurnal Komunikasi Alam, mengungkapkan mekanisme baru yang berperan dalam fungsi seluler. Perubahan konsentrasi protein yang kacau membantu menjaga sistem kekebalan kita tetap waspada dan berfungsi, mencegah penyakit kronis, seperti kanker dan diabetes.
Penelitian modern telah menemukan banyak mekanisme yang salah yang berperan dalam kanker, namun sains masih memiliki banyak hal untuk ditemukan.
Pada tingkat sel, beberapa mekanisme ini berputar di sekitar apa yang oleh para ahli medis disebut jalur pensinyalan. Jalur pensinyalan sel mengatur pertumbuhan, kelangsungan hidup, dan proliferasi sel.
Pada kanker, beberapa protein pemberi sinyal bersifat hiperaktif, menyebabkan pertumbuhan dan proliferasi sel tumor, sementara yang lain - yang biasanya bertindak sebagai penekan tumor - tidak berfungsi dengan benar.
Oleh karena itu, memahami dinamika yang berperan dalam sel adalah kunci untuk mencegah dan mengatasi kanker dan banyak penyakit kronis lainnya.
Penelitian baru mungkin telah membuka jalan baru dalam hal ini, karena tiga ilmuwan telah menemukan mekanisme baru pengaturan sel: kekacauan.
Peneliti doktoral Mathias Heltberg dan profesor Mogens Høgh Jensen - keduanya dari Niels Bohr Institute di University of Copenhagen di Denmark, bersama dengan Sandeep Krishna dari National Center for Biological Sciences di Bangalore, India, berangkat untuk menyelidiki bagaimana protein tertentu menstimulasi gen aktivitas.
Para ilmuwan menemukan bahwa dinamika chaos adalah jawabannya. Protein yang mereka pelajari adalah Nuclear factor-κB (NF-kB).
NF-kB adalah kunci untuk menjaga sistem kekebalan tubuh tetap waspada dan berfungsi. Jadi, temuan ini dapat membantu mencegah lebih dari sekadar kanker: diabetes dan penyakit Alzheimer juga bisa menjadi target jika peneliti lebih memahami cara kerja pertahanan alami tubuh.
Kekacauan sangat penting untuk respons imun
NF-kB adalah faktor transkripsi yang penting untuk "fungsi imun bawaan dan adaptif," dan juga memediasi respons inflamasi. Akibatnya, kadarnya dalam tubuh berfluktuasi seiring waktu, memengaruhi gen dan fungsi sel.
Studi terbaru menunjukkan bahwa pensinyalan NF-kB juga memainkan peran penting dalam kanker, memberikan hubungan antara perkembangan kanker dan peradangan.
Dalam studi saat ini, Prof Jensen dan rekan-rekannya menggunakan perhitungan matematis dan eksperimen laboratorium untuk menunjukkan bahwa naik turunnya konsentrasi NF-kB yang kacau mengaktifkan gen yang sebaliknya akan tetap diam.
Protein NF-kB perlu berada dalam keadaan kacau untuk mengaktifkan gen yang tepat yang memungkinkan respon imun yang optimal, studi tersebut menunjukkan.
Hingga saat ini, para peneliti percaya bahwa semua organisme hidup menghindari dinamika chaos. Tetapi studi baru menantang keyakinan ini, karena para peneliti menunjukkan bahwa perubahan yang kacau dalam konsentrasi protein sangat penting untuk mengaktifkan gen kunci.
“Chaos adalah dinamika yang terdefinisi dengan baik secara matematis, yang, misalnya, sebelumnya telah digunakan untuk menjelaskan perubahan besar dalam sistem cuaca,” jelas Prof. Jensen.
“Dengan kompleksitas luar biasa yang menjadi ciri makhluk hidup tingkat tinggi, jelas bahwa dinamika chaos akan terjadi dalam berbagai jenis sistem. Tapi bagaimana kekacauan memainkan peran yang menentukan dalam sel-sel hidup benar-benar baru, ”tambah peneliti.
Implikasi untuk diabetes, kanker, Alzheimer
Para peneliti juga mencatat implikasi terapeutik dari temuan tersebut. Pengobatan baru, kata Heltberg, rekan penulis studi tersebut, dapat "memastikan fungsi protein yang tepat."
“Terapi juga dapat melibatkan penarikan dan pengujian sel dari tubuh untuk mengukur apakah sel berada dalam kondisi yang tepat untuk mendapatkan ayunan yang benar,” lanjut Heltberg.
"Jika tidak, mungkin untuk memprediksi dan menemukan penyakit sebelum terjadi."
Prof. Jensen sependapat:
“Hasilnya dapat berdampak luar biasa pada pemahaman kita tentang bagaimana sistem kekebalan berfungsi dan bagaimana kejadian beberapa penyakit paling serius, termasuk diabetes, kanker, dan Alzheimer, dapat dihindari.”
Prof Mogens Høgh Jensen
