Penyakit Parkinson dapat menyebar di otak berkat dua protein yang ada di permukaan neuron motorik, menurut sebuah studi baru dari Yale School of Medicine (YSM). Penemuan ini dapat membuka pintu bagi pengobatan yang dirancang untuk memperlambat atau bahkan menghentikan penyakit ini, dibandingkan hanya mengelola gejalanya.
Penyakit Parkinson adalah kelainan neurologis progresif di mana sel-sel otak secara bertahap rusak dan mati. Ciri utama penyakit ini adalah akumulasi protein yang salah lipatannya disebut α-synuclein. Saat berpindah dari satu neuron ke neuron lainnya, protein beracun ini berkontribusi terhadap memburuknya gejala seiring berjalannya waktu.
Hingga saat ini, para ilmuwan belum sepenuhnya memahami bagaimana α-synuclein memasuki neuron sehat setelah keluar dari neuron yang sekarat. Sebuah studi baru yang diterbitkan di Komunikasi alami menyoroti dua protein membran, mGluR4 dan NPDC1, sebagai pengangkut penting yang membantu mengangkut protein yang salah lipatan ke dalam sel otak yang sehat.
Petunjuk baru untuk perkembangan penyakit Parkinson
Penulis utama Stephen Strittmatter, MD, PhD, Profesor Neurologi Vincent Coates dan ketua Departemen Ilmu Saraf di YSM, mengatakan temuan ini dapat menghasilkan cara yang lebih efektif untuk melawan penyakit Parkinson.
α-synuclein yang salah lipatan adalah “ciri patologis penyakit Parkinson,” katanya.
“Jika kita memahami bagaimana virus memasuki neuron, kita mungkin dapat memblokir atau memperlambat perkembangan penyakit ini,” tambahnya. Namun untuk mencapai hal ini, “kita harus memahami mekanisme molekuler penyebarannya”.
Melacak bagaimana α-synuclein memasuki sel otak
Penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Parkinson dan penyakit Alzheimer menjadi tantangan kesehatan masyarakat yang semakin penting di Amerika Serikat. Menurut Yayasan Parkinson, sekitar 1,1 juta orang Amerika hidup dengan penyakit Parkinson dan hampir 90.000 kasus baru didiagnosis setiap tahunnya.
Penyakit ini biasanya menyebabkan gejala yang berhubungan dengan gerakan, termasuk gemetar, masalah keseimbangan, dan gerakan melambat. Masalah-masalah ini berkembang ketika α-synuclein yang salah lipatan terakumulasi di neuron motorik. Ketika protein menyebar ke neuron lain, penyakit ini terus berkembang.
Para peneliti menduga α-synuclein mungkin memasuki sel sehat dengan menempel pada protein di permukaan sel. Untuk menyelidikinya, Strittmatter dan timnya menghasilkan 4.400 kelompok sel, masing-masing dirancang untuk menyajikan protein permukaan yang berbeda. Mereka kemudian menguji apakah α-synuclein yang salah lipatan akan berikatan dengan salah satu dari mereka.
Sebagian besar tidak menunjukkan interaksi. Namun, 16 protein permukaan terikat pada protein beracun. Diantaranya adalah mGluR4 dan NPDC1, dua protein yang terdapat pada neuron penghasil dopamin di substansia nigra, wilayah otak yang paling parah terkena penyakit Parkinson. Tim menemukan bahwa protein ini membawa α-synuclein yang salah lipatan ke dalam sel.
Memblokir penyebaran penyakit Parkinson
Para peneliti kemudian mengeksplorasi apakah protein ini bertanggung jawab untuk memindahkan α-synuclein dari satu neuron ke neuron lainnya. Mereka merekayasa tikus secara genetis sehingga mGluR4 atau NPDC1 tidak lagi berfungsi, kemudian memaparkan hewan tersebut pada α-synuclein yang salah lipatan.
Tikus normal mengalami akumulasi protein beracun di otaknya dan menunjukkan gejala yang mirip dengan penyakit Parkinson. Sebaliknya, tikus yang tidak memiliki fungsi mGluR4 atau NPDC1 tidak. Dalam model penyakit Parkinson pada tikus yang terpisah, menghilangkan gen untuk salah satu protein juga mengurangi perkembangan gejala dan risiko kematian.
Bersama-sama, hasilnya menunjukkan bahwa mGluR4 dan NPDC1 bekerja sama untuk mengangkut α-synuclein yang salah lipatan ke dalam neuron, setidaknya pada tikus.
Strittmatter mengatakan mekanisme ini mewakili target yang menjanjikan untuk terapi di masa depan. Perawatan yang ada terutama membantu mengatasi gejala dan tidak memperlambat penyakit yang mendasarinya secara signifikan. Menghalangi penyebaran α-synuclein antar neuron dapat memperlambat atau bahkan menghentikan perkembangan penyakit Parkinson.
Meningkatnya kebutuhan akan pengobatan yang lebih baik untuk penyakit Parkinson
Kebutuhan akan terapi untuk memperlambat penyakit diperkirakan akan semakin besar di tahun-tahun mendatang. Penyakit Parkinson dan gangguan neurodegeneratif lainnya terutama menyerang orang lanjut usia, dan jumlah orang Amerika yang berusia di atas 65 tahun diperkirakan akan meningkat secara signifikan dalam beberapa dekade mendatang, sehingga meningkatkan populasi yang berisiko.
“Kita mempunyai populasi yang menua. Bagaimana menghentikan atau memperlambat kematian neuron adalah masalah besar,” kata Strittmatter. “Ini adalah waktu yang tepat untuk membuat kemajuan guna menemukan cara memperlambat hal ini.”
