Parkinson, demensia: Apakah ini kunci terapi pencegahan?
Penyakit Parkinson dan demensia dengan badan Lewy keduanya ditandai dengan gangguan fungsi otak yang terkait dengan kematian saraf. Sebuah studi baru yang penting telah mengidentifikasi bagaimana penyebab utama di balik kerusakan neuron - protein alpha-synuclein - merugikan neuron.
Penyakit Parkinson adalah kondisi neurodegeneratif yang ditandai dengan gangguan fungsi motorik dan keseimbangan fisik.
Gejalanya berasal dari kerusakan sel otak dan kematian, juga ciri penyakit neurodegeneratif demensia dengan badan Lewy (DLB).
DLB menampilkan gangguan fungsi motorik Parkinson, dan kehilangan memori serta jenis karakteristik penurunan kognitif lain dari penyakit Alzheimer.
Orang dengan penyakit Parkinson juga dapat mengembangkan bentuk demensia yang disebut "penyakit Parkinson demensia."
Dalam semua penyakit ini, kesalahan lipatan - struktur yang salah - dari protein yang disebut "alpha-synuclein" mengarah pada pembentukan endapan yang mengganggu fungsi sel-sel otak yang sehat.
Biasanya, bentuk ini di neuron yang ditemukan di hipokampus, wilayah otak yang memainkan peran kunci dalam proses pembelajaran, serta pembentukan dan penarikan memori.
Meskipun diketahui bahwa agregat protein alpha-synuclein yang salah lipatan pada akhirnya menyebabkan kematian sel otak, dan dengan demikian menyebabkan kerusakan berat berbagai fungsi kognitif, sejauh ini, para peneliti belum memahami mekanisme yang mendasari yang mengarah pada hasil ini.
Dalam sebuah studi baru, peneliti senior Laura Volpicelli-Daley - yang bekerja di University of Alabama di Birmingham School of Medicine - dan rekannya telah memutuskan untuk mencari wawasan yang hilang tersebut.
Makalah mereka - yang sekarang diterbitkan di jurnal Komunikasi Acta Neuropathologica - menjelaskan perubahan apa yang terjadi pada tingkat sel di otak, setelah pembentukan agregat alpha-synuclein, dan sebelum kematian saraf.
Volpicelli-Daley dan rekannya berharap temuan mereka pada akhirnya dapat mengarah pada perawatan yang lebih baik yang dapat mencegah, atau bahkan membantu membalikkan, kerusakan saraf yang mungkin menyebabkan demensia.
“Pada penyakit Parkinson, Anda dapat memberikan levodopa untuk meningkatkan fungsi motorik; tetapi tidak ada yang dapat menghentikan gejala non-motorik, ”jelas Volpicelli-Daley.
Memetakan perubahan saraf abnormal
Dalam studi sebelumnya, Volpicelli-Daley dan timnya pada saat itu mengembangkan model eksperimental endapan alfa-sinuklein buatan secara in vitro, yang memungkinkan mereka untuk mensimulasikan perkembangan agregat ini dalam sel otak.
Untuk tujuan penelitian baru, para ilmuwan menerapkan teknik ini untuk mendapatkan agregat alfa-sinuklein, yang kemudian mereka masukkan ke sel otak tikus.
Kemudian, mereka mempelajari perubahan yang terjadi pada neuron hipokampus pada tanda 7 hari - titik di mana kematian sel otak belum dipicu.
Pada tahap itu, terdapat tingkat alfa-sinuklein yang tinggi di akson sel otak, proyeksi yang bertugas mengirimkan impuls listrik yang membawa informasi antar neuron.
Apa yang ditemukan oleh Volpicelli-Daley dan rekannya adalah bahwa agregat alpha-synuclein menyebabkan kesalahan aneh dalam "mekanisme komunikasi" neuron hipokampus.
Jadi, ada aktivitas abnormal baik di terminal presinaptik (pemancar sinyal) dan postsinaptik (penerima sinyal) sel otak. Dan perubahan ini terjadi beberapa saat sebelum neurodegenerasi, diikuti oleh kematian sel, dipicu.
“Sesuatu jelas terjadi dengan neuron sebelum mereka mati,” catat Volpicelli-Daley, menambahkan, “Ada peningkatan aktivitas di terminal presinaptik, situs neuron yang melepaskan bahan kimia yang disebut neurotransmiter.”
“Di sisi lain,” lanjutnya, “ada penurunan aktivitas pasca-sinaptik, situs neuron tetangga di mana bahan kimia yang dilepaskan ini mengaktifkan sistem pembawa pesan,” yang “mungkin menunjukkan bahwa ada plastisitas di neuron, yaitu, neuron beradaptasi dengan aktivitas yang meningkat. "
Ini bukan pertanda baik, karena, “Seiring waktu, aktivitas abnormal ini pada akhirnya dapat menyebabkan kematian neuron,” seperti yang dijelaskan oleh Volpicelli-Daley.
'Sebuah studi inovatif'
Namun, pekerjaan para peneliti tidak berakhir dengan penemuan ini. Penulis senior mencatat bahwa lebih banyak penelitian harus dilakukan mengenai alpha-synuclein (yang masih misterius) itu sendiri, dan peran yang biasanya dimainkannya dalam fungsi sel-sel otak.
"Langkah selanjutnya," kata Volpicelli-Daley, "akan melihat bagaimana alpha-synuclein meningkatkan aktivitas presinaptik dan apakah ini adalah hilangnya fungsi alpha-synuclein di kompartemen neuron ini atau disebabkan oleh pembentukan agregat alpha-synuclein yang beracun . ”
Jeremy Herskowitz, yang merupakan peneliti senior lainnya dalam studi ini, menyarankan bahwa kerja tim merupakan tengara baru dalam lanskap penelitian penyakit Parkinson dan demensia.
"Ini adalah studi terobosan dan salah satu yang pertama menjawab pertanyaan kritis dan sebelumnya sulit dipahami mengenai bagaimana alpha-synuclein toksik mempengaruhi struktur dan fisiologi neuron memori."
Jeremy Herskowitz
