Sebuah studi baru telah menemukan cara untuk memperbaiki protein tau, yang selama ini dikaitkan dengan perkembangan penyakit Alzheimer. Ternyata, protein tersebut memiliki peran ‘orang baik’, membantu melindungi otak dari radikal bebas yang berbahaya dan mendorong penuaan yang sehat.
Selama ini, protein tau dianggap sebagai penjahat. Para peneliti secara konsisten menemukan hubungan antara Alzheimer (dan beberapa kondisi neurologis lainnya) dan penumpukan racun, yang disebut kekusutan, dari protein tersebut di neuron otak. Akibatnya, ada fokus pada pengembangan metode untuk membersihkan kekusutan patologis ini.
Namun sebuah studi baru, sebuah kolaborasi antara peneliti dari Baylor College of Medicine (BCM) dan Institut Penelitian Neurologi Duncan (Duncan NRI) di Rumah Sakit Anak Texas, telah menebus protein tau dengan menemukan bahwa protein tersebut memainkan peran ‘orang baik’, melindungi otak kita dari spesies oksigen reaktif (ROS) yang berbahaya dan meningkatkan penuaan yang sehat.
“ROS merupakan produk sampingan alami dari berbagai fungsi seluler dalam tubuh,” kata Dr. Lindsey Goodman, seorang peneliti pascadoktoral di Departemen Genetika Molekuler dan Manusia di BCM dan penulis utama studi tersebut. “Meskipun kadar ROS yang rendah bermanfaat, ROS yang berlebihan berbahaya bagi sel karena memicu produksi bentuk-bentuk toksik dari molekul lain yang memicu stres oksidatif, termasuk lipid peroksidasi.”
Sel-sel otak memerlukan sejumlah besar oksigen untuk berfungsi. Metabolisme oksigen menciptakan molekul yang tidak stabil – ‘radikal bebas’, yang sebagian kecilnya adalah ROS – yang, dalam jumlah yang sehat, mendukung pertumbuhan sel otak dan fungsi kognitif. Mereka tidak stabil karena memiliki jumlah elektron ganjil. Antioksidan menetralkan radikal bebas dengan menyumbangkan salah satu elektronnya, menstabilkannya, dan mengurangi kerusakan yang ditimbulkannya.
Stres oksidatif terjadi ketika terjadi ketidakseimbangan antara produksi dan akumulasi ROS dalam sel. Stres oksidatif jangka panjang merusak sel otak dan protein, lipid (lemak), serta DNA yang dikandungnya, yang dapat menyebabkan penuaan dan dapat berperan dalam perkembangan kondisi seperti kanker, diabetes, dan penyakit Parkinson. Peroksidasi lipid adalah proses yang menyebabkan kerusakan lipid sel oleh ROS, yang pada tingkat sedang atau tinggi bersifat toksik.
Di dalam Tahun 2015Tim di laboratorium Bellen menemukan bahwa neuron mengekspor lipid peroksidasi beracun ini ke sel glia di sekitarnya – sel yang menyediakan struktur dan nutrisi bagi neuron dan membersihkan sel yang mati – yang membentuknya menjadi tetesan lipid yang mereka simpan selama jam-jam terjaga dan diubah menjadi energi saat tidur untuk menjaga fungsi saraf yang tepat.
“Proses ini secara efektif menghilangkan dan menetralkan lipid beracun ini,” kata Goodman. “Dalam penelitian saat ini, kami menyelidiki peran tau dalam pembentukan tetesan lipid glia.”
Melakukan percobaan pada lalat buah, Lalat buahPara peneliti menemukan bahwa sel glia membutuhkan tau yang normal dan diproduksi secara alami untuk membentuk tetesan lipid dan melindungi neuron dari ROS. Mereka juga menemukan bahwa sel glia yang diperoleh dari tikus dan manusia membutuhkan tau untuk pembentukan tetesan lipid.
Goodman dan kawan-kawan.
Menariknya, sementara pengenalan tau manusia normal memungkinkan tetesan lipid glia terbentuk dan matang pada lalat buah yang tidak memiliki pasokan proteinnya sendiri ketika para peneliti memperkenalkan tau manusia dengan mutasi penyebab penyakit – yang telah dikaitkan dengan peningkatan risiko penyakit Alzheimer – glia tidak mampu membentuk tetesan lipid sebagai respons terhadap ROS neuronal.
“Hal ini menunjukkan bahwa mutasi pada tau dapat mengurangi kemampuan normal protein untuk mencegah stres oksidatif selain menyebabkan protein terakumulasi menjadi ciri khas penyakit, seperti yang dijelaskan dalam penelitian sebelumnya,” kata Goodman.
Ketika para peneliti menggunakan model tikus dan lalat buah untuk kondisi terkait tau – yang disebut tauopati – yang menyebabkan protein tau manusia penyebab penyakit diekspresikan secara berlebihan, mereka kembali mengamati gangguan pada pembentukan tetesan lipid glia dan penghancuran sel glia sebagai respons terhadap ROS neuronal. Tampaknya, dengan tau, ‘prinsip Goldilocks’ berperan: terlalu sedikit atau terlalu banyak protein akan merugikan.
Para peneliti mengatakan bahwa temuan mereka membuka jalan untuk mengembangkan cara baru dalam mengobati kondisi neurodegeneratif seperti Alzheimer.
“Dengan mengungkap peran neuroprotektif baru yang mengejutkan bagi tau, penelitian ini membuka pintu bagi strategi baru yang potensial untuk memperlambat, membalikkan, dan mengobati kondisi neurodegeneratif,” kata Dr. Hugo Bellen, yang memimpin laboratorium Genetika Molekuler dan Manusia BCM dan merupakan penulis korespondensi penelitian tersebut.
Studi ini dipublikasikan dalam jurnal Ilmu Saraf Alam.
Sumber: BCM
