Formula obat sederhana meregenerasi sel otak
Para peneliti telah mengambil langkah maju dalam mencari pil yang dapat memulihkan fungsi otak yang hilang karena stroke, cedera otak, dan kondisi seperti penyakit Alzheimer.
Para ilmuwan di Pennsylvania State University (Penn State) di State College mengubah sel glial menjadi neuron yang berfungsi dengan menggunakan kombinasi hanya empat molekul kecil.
Sel glial antara lain dapat mendukung dan melindungi neuron, yaitu sel yang menjalankan fungsi mental otak.
Dalam makalah studi baru yang sekarang ditampilkan di jurnal Laporan Stem Cell, para peneliti menjelaskan bagaimana neuron mereka yang diubah bertahan selama lebih dari 7 bulan dalam kultur laboratorium.
Neuron baru juga menunjukkan kemampuan untuk bekerja seperti sel otak normal. Mereka membentuk jaringan dan berkomunikasi satu sama lain menggunakan sinyal listrik dan kimia.
Sel glial berkembang biak setelah cedera
Penulis studi senior Gong Chen, yang merupakan profesor biologi di Penn State, menjelaskan bahwa neuron tidak beregenerasi ketika jaringan otak rusak.
“Sebaliknya,” tambahnya, “sel glial, yang berkumpul di sekitar jaringan otak yang rusak, dapat berkembang biak setelah cedera otak.”
Dalam makalah studinya, dia dan timnya menjelaskan bagaimana sel glial membentuk bekas luka yang melindungi neuron dari cedera lebih lanjut.
Namun, karena keberadaannya yang konstan, bekas luka glial juga menghalangi pertumbuhan neuron baru dan transmisi sinyal di antara mereka.
Upaya sebelumnya untuk memulihkan regenerasi neuron dengan menghilangkan bekas luka glial memiliki "keberhasilan yang terbatas," catat penulis penelitian.
Prof Chen percaya bahwa "cara terbaik untuk memulihkan fungsi saraf yang hilang" adalah dengan membuat neuron baru dari sel glial yang dekat dengan neuron mati.
Memprogram ulang astrosit menjadi neuron
Dalam pekerjaan sebelumnya, Prof. Chen dan timnya telah menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk "memprogram ulang secara kimiawi" sejenis sel glial yang disebut astrosit menjadi neuron menggunakan sembilan molekul kecil dalam urutan tertentu. Namun, ketika mereka mengeksplorasi bagaimana menerjemahkan metode dari laboratorium ke klinik, mereka menyadari bahwa itu terlalu rumit.
Jadi, tujuan dari studi baru ini adalah untuk menemukan kombinasi yang lebih kecil dari molekul yang dapat memprogram ulang astrosit menjadi neuron yang berfungsi dengan cara yang lebih mudah.
Para peneliti menguji ratusan kombinasi sampai mereka menemukan formula efektif yang terdiri dari "empat obat inti".
“Dengan menggunakan empat molekul,” jelas penulis studi pertama Jiu-Chao Yin, yang merupakan mahasiswa pascasarjana bidang biologi di Penn State, “yang memodulasi empat jalur pensinyalan kritis dalam astrosit manusia, kita dapat secara efisien mengubah astrosit manusia - sebanyak 70 persen - menjadi neuron fungsional. "
Tim juga menguji efek menjatuhkan salah satu dari empat molekul dari rumus. Namun, tidak ada formula tiga obat yang seefektif versi empat obat. Faktanya, kombinasi tiga obat terbaik adalah 20 persen kurang efektif dibandingkan kombinasi empat obat.
Menggunakan hanya satu molekul tidak cukup untuk mengubah astrosit menjadi neuron.
Alternatif sederhana untuk terapi gen
Prof Chen dan rekan-rekannya telah bekerja untuk meregenerasi neuron selama beberapa waktu. Sebelum beralih ke pemrograman ulang kimiawi, mereka telah bereksperimen dengan terapi gen.
Namun, mereka menyimpulkan bahwa pendekatan terapi gen, yang dapat menghabiskan biaya sekitar $ 500.000 per orang, akan terlalu mahal. Selain itu, penyampaian terapi gen membutuhkan teknik dan keahlian yang canggih dan canggih.
Prof Chen menjelaskan bahwa keuntungan utama dari pendekatan pemrograman kimia adalah bahwa "pil yang mengandung molekul kecil dapat didistribusikan secara luas di dunia, bahkan mencapai daerah pedesaan tanpa sistem rumah sakit yang canggih."
Selain itu, ia dan timnya menemukan bahwa menyuntikkan keempat obat tersebut ke tikus dewasa meningkatkan pembentukan sel otak baru di hipokampus, yang merupakan wilayah otak yang berperan dalam memori.
Lebih banyak pekerjaan ke depan
Penulis penelitian menunjukkan bahwa temuan ini hanya selangkah lebih maju menuju regenerasi neuron dalam pil. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mengembangkan formula yang tepat, terutama mengenai “pengemasan dan pengiriman” molekul kecil.
Selain memastikan keefektifannya, para peneliti juga perlu mengeksplorasi efek samping dan keamanan obat.
Namun, mereka yakin bahwa formula empat obat baru mereka suatu hari akan menyadari potensinya sebagai pengobatan langsung bagi orang yang kehilangan fungsi saraf melalui cedera otak, stroke, dan kondisi neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer.
“Impian utama saya adalah mengembangkan sistem pengiriman obat sederhana, seperti pil, yang dapat membantu pasien stroke dan Alzheimer di seluruh dunia untuk meregenerasi neuron baru dan memulihkan kemampuan belajar dan ingatan mereka yang hilang.”
Prof Gong Chen
