Penyakit Parkinson: Mengapa sel otak mati?
Para peneliti telah menemukan bahwa molekul yang telah diketahui penting untuk fungsi sel lainnya juga dapat berfungsi sebagai target melawan badan Lewy, yang merupakan simpanan protein beracun yang menumpuk di otak pada penyakit Parkinson.
Molekul, yang disebut kardiolipin, adalah komponen membran penting dari mitokondria, yang merupakan pembangkit tenaga kecil di dalam sel yang memberi mereka energi dan membantu mendorong metabolisme.
Badan Lewy adalah salah satu ciri penyakit Parkinson. Mereka mengandung kelompok racun dari alpha-synuclein dan protein lain yang tidak terlipat dengan baik.
Dalam makalah yang sekarang diterbitkan di jurnal Komunikasi Alam, peneliti dari University of Guelph di Kanada menjelaskan bagaimana mereka menemukan "mekanisme baru" di mana kardiolipin melipat alpha-synuclein.
Mereka juga menemukan bahwa kardiolipin "dapat menarik" alpha-synuclein keluar dari kelompok beracun dan melipatnya kembali, "sehingga secara efektif menyangga," atau menunda, kemajuan toksisitas protein.
“Mengidentifikasi peran penting yang dimainkan kardiolipin,” kata penulis studi senior Scott D. Ryan, yang merupakan profesor dari Departemen Biologi Molekuler dan Seluler universitas, “dalam menjaga fungsi [alpha-synuclein] yang berfungsi, kardiolipin dapat mewakili target baru untuk pengembangan terapi melawan penyakit Parkinson. "
Mekanisme alfa-synuclein tidak jelas
Penyakit Parkinson adalah kelainan pemborosan otak yang semakin memburuk dari waktu ke waktu. Gejala yang paling umum dari kondisi ini termasuk tremor, kekakuan otot, gangguan keseimbangan dan koordinasi, dan lambatnya gerakan.
Ia juga memiliki gejala yang tidak berhubungan dengan gerakan, yang meliputi - namun tidak terbatas pada - kecemasan, depresi, gangguan tidur, sembelit, dan kelelahan.
Ada lebih dari 10 juta orang yang hidup dengan Parkinson di seluruh dunia, termasuk sekitar 1 juta di Amerika Serikat dan 100.000 di Kanada.
Penyakit ini kebanyakan menyerang setelah usia 50 tahun, meskipun dalam 10 persen kasus, penyakit ini dapat muncul lebih awal.
Perbedaan utama antara penyakit Parkinson dan gangguan gerakan lainnya adalah penyakit Parkinson disebabkan oleh kematian sel penghasil dopamin di wilayah substansia nigra otak.
Dopamin adalah molekul pembawa pesan, atau neurotransmitter, yang membantu mengontrol gerakan. Banyak pengobatan untuk Parkinson yang bertujuan untuk meningkatkan kadar dopamin otak.
Meskipun alpha-synuclein yang tidak terlipat dengan benar adalah ciri tubuh Lewy - yang kehadirannya mendahului kematian sel dopamin pada penyakit Parkinson - mekanisme spesifiknya agak tidak jelas.
Namun, apa yang kita ketahui adalah bahwa dalam bentuk normalnya, alpha-synuclein tampaknya penting untuk fungsi yang sehat dalam sel.
Misalnya, ada bukti yang menunjukkan bahwa alpha-synuclein penting untuk penyimpanan dan daur ulang neurotransmitter, dan mungkin juga berperan dalam kontrol enzim yang meningkatkan kadar dopamin.
Efek kardiolipin berkurang di sel-sel otak
Untuk mengetahui bagaimana sel-sel otak menangani alpha-synuclein yang tidak terlipat dengan benar, Prof. Ryan dan rekan-rekannya melakukan percobaan menggunakan sel punca manusia.
"Kami pikir," kata Prof. Ryan, "jika kami dapat lebih memahami bagaimana sel biasanya melipat alpha-synuclein, kami mungkin dapat memanfaatkan proses itu untuk melarutkan agregat ini dan memperlambat penyebaran penyakit."
Para peneliti membandingkan sel punca normal dengan orang-orang dengan penyakit Parkinson yang membawa versi mutasi dari gen alpha-synuclein.
Melalui eksperimen ini, tim menemukan bahwa alpha-synuclein menempel pada mitokondria di dalam sel otak, dan kardiolipin di mitokondria membentuk kembali protein menjadi bentuk yang tidak beracun, sehingga menunda proses toksisitas alpha-synuclein.
Para ilmuwan juga menemukan bahwa "kapasitas penyangga berkurang" dalam sel yang bermutasi bentuk alpha-synuclein yang menyebabkan penyakit Parkinson familial.
Dengan demikian, para peneliti menyarankan bahwa kemampuan kardiolipin untuk memperlambat atau menghentikan perkembangan toksisitas alpha-synuclein pada akhirnya akan kewalahan dan menyebabkan kematian sel pada orang dengan penyakit Parkinson.
Mereka percaya bahwa hasil mereka dapat mengarah pada obat baru yang memperlambat perkembangan penyakit dengan menargetkan peran kardiolipin dalam pelipatan alpha-synuclein.
“Harapannya adalah,” kata Prof. Ryan, “bahwa kita akan dapat menyelamatkan defisit alat gerak pada model hewan. Ini adalah langkah besar untuk mengobati penyebab penyakit ini. "
“Berdasarkan temuan ini, kami sekarang memiliki pemahaman yang lebih baik tentang mengapa sel saraf mati dalam penyakit Parkinson dan bagaimana kami mungkin dapat melakukan intervensi.”
Prof. Scott D. Ryan
