Teknik molekuler canggih memberikan wawasan baru tentang penyakit kejiwaan.
Poin-Poin Penting
- Gangguan depresi mayor, skizofrenia, dan gangguan spektrum autisme memengaruhi ratusan juta orang di seluruh dunia.
- Para peneliti menerapkan teknik biologi molekuler canggih langsung ke jaringan manusia untuk menyelidiki biologi yang mendasari penyakit ini.
- Pada gangguan depresi mayor, perbedaan utama dalam ekspresi gen terutama ditemukan pada OPC dan neuron rangsang lapisan dalam.
Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), pola perilaku atau mental yang menyusahkan atau merusak fungsi pribadi menantang ratusan juta orang di seluruh dunia. Pola-pola ini dapat bermanifestasi sebagai gangguan kejiwaan seperti gangguan depresi mayor, skizofrenia, atau gangguan spektrum autisme (untuk menyebutkan beberapa), dan penyebabnya adalah hasil dari interaksi kompleks antara faktor biologi dan lingkungan, yang berbeda dari orang ke orang.
Saat ini, para peneliti menerapkan teknik biologi molekuler canggih langsung ke jaringan otak manusia untuk menyelidiki biologi yang mendasari penyakit psikiatri. Alternatifnya adalah menerapkan jenis teknik ini untuk memodelkan sistem atau memodelkan organisme. Tikus, misalnya, dapat menunjukkan beberapa perilaku depresi seperti anhedonia dan gangguan tidur. Atau, para ilmuwan dapat memodifikasi gen tikus untuk meniru gejala skizofrenia atau gangguan spektrum autisme.
Menggunakan organisme model memiliki keuntungan. Untuk alasan etis, seringkali tidak mungkin untuk mempelajari mekanisme biologis pada manusia. Dalam kasus ini, organisme model adalah satu-satunya pilihan. Tetapi ada juga kerugiannya: Anda kehilangan kompleksitas penyakit manusia dengan mempelajari aspek-aspeknya secara terpisah, dan Anda hanya dapat membuat model apa yang Anda ketahui. "Penting untuk melihat perubahan ini pada manusia sebanyak mungkin," kata Dr. Corina Nagy, asisten profesor di Departemen Psikiatri di McGill University. "Ketika berbicara tentang gangguan kejiwaan, karena banyak model hewan dan model in vitro yang Anda hasilkan, itu tidak akan pernah benar-benar mencerminkan apa yang terjadi pada manusia."
Nagy menggunakan pengurutan RNA inti tunggal untuk mengukur mRNA dalam inti sel yang diisolasi dari otak orang yang meninggal selama serangan aktif depresi berat. Dalam sel, gen aktif menghasilkan mRNA. mRNA kemudian mengarah ke protein. Dan protein menentukan identitas sebuah sel, bagaimana fungsinya, dan bagaimana ia berinteraksi dengan sel lain. Dengan mempelajari mRNA dari puluhan ribu inti di otak orang-orang dengan gangguan depresi mayor dan membandingkannya dengan orang-orang tanpa penyakit, Anda dapat mempelajari bagaimana sel-sel otak berfungsi dan berinteraksi secara berbeda.
Nagy dan rekan-rekannya menerbitkan temuan mereka menggunakan pengurutan RNA inti tunggal pada tahun 2020 di jurnal Nature Neuroscience. Pada pria dengan gangguan depresi mayor, mereka menemukan mayoritas perbedaan mRNA dalam dua jenis sel otak: sel prekursor oligodendrosit dan neuron rangsang lapisan dalam. Sel prekursor oligodendrosit, atau OPC, dinamakan demikian karena mereka adalah prekursor seluler untuk oligodendrosit (sel di otak dan sumsum tulang belakang yang menghasilkan mielin).
Tetapi, seperti yang ditunjukkan Nagy dan rekan-rekannya dalam makalah 2020 mereka, "OPC sekarang dianggap sebagai jenis [sel otak] yang berbeda" dengan peran yang tidak bergantung pada fungsi pendahulunya. Mereka berkontribusi pada plastisitas otak, misalnya. Neuron rangsang meningkatkan kemungkinan neuron lain menghasilkan potensial aksi (semburan kecil aktivitas listrik yang berfungsi sebagai mata uang informasi di otak). Perubahan mRNA dalam OPC dan neuron rangsang memungkinkan para peneliti untuk menghubungkan fungsi kedua jenis sel. Tautan ini memberikan wawasan tentang bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain dan bagaimana ini berubah dengan depresi berat.
Andrew Jaffe adalah profesor di Departemen Kesehatan Mental, Biostatistik, Psikiatri dan Ilmu Perilaku, Ilmu Saraf, dan Genetika Manusia di Universitas John Hopkins. Jaffe juga mempelajari perubahan mRNA di otak orang yang meninggal, tetapi dengan cara yang sedikit berbeda. Transkriptomik spasial adalah teknik yang memungkinkan Anda mengukur mRNA dengan cara yang mempertahankan informasi tentang lokasi yang tepat dari mana mRNA berasal.
Dimana sel otak berada berkaitan dengan fungsinya. OPC di saluran materi putih sumsum tulang belakang mungkin berperilaku jauh berbeda dari OPC di otak kecil, misalnya. Lokasi sangat penting di daerah otak seperti korteks, yang memiliki lapisan. Sel-sel otak di setiap lapisan berfungsi secara berbeda, terlihat berbeda, bekerja secara berbeda dan terhubung secara berbeda.
Jaffe dan rekan-rekannya mempelajari perubahan mRNA spasial di korteks prefrontal dorsolateral manusia enam lapis. Hasilnya dipublikasikan di Nature Neuroscience pada tahun 2021. Dengan mengintegrasikan data transkriptomik spasial mereka dengan data yang dikumpulkan sebelumnya tentang perubahan gen pada gangguan kejiwaan, mereka melokalisasi gen yang terlibat dalam skizofrenia dan gangguan spektrum autisme ke lapisan korteks tertentu.
Menggunakan teknik canggih seperti pengurutan RNA inti tunggal dan transkriptomik spasial untuk mempelajari penyakit kejiwaan menciptakan peluang baru untuk penelitian. Nagy menggunakan teknik untuk menyelidiki perbedaan jenis kelamin pada gangguan depresi mayor. Menurut tinjauan sistematis 2013 yang diterbitkan dalam Psychological Medicine, wanita hampir dua kali lebih mungkin menderita gangguan depresi mayor daripada pria. "Hipotesisnya adalah bahwa sel dipengaruhi secara berbeda pada pria dan wanita," kata Nagy. Nagy juga akan melihat area otak lain yang terkait dengan gangguan depresi mayor seperti sistem limbik.
Penelitian seperti Nagy's dan Jaffe's memberikan dasar untuk perawatan yang lebih baik. Anda sedang mencari target baru untuk penemuan obat atau pengujian obat yang ada pada perubahan molekuler yang lebih bernuansa, kata Jaffe. Anda ingin beralih dari polimorfisme nukleotida tunggal (kelainan gen yang meningkatkan risiko terkena penyakit) ke perbedaan ekspresi gen. Jika ekspresi itu lebih tinggi pada penyakit, Anda dapat merancang pendekatan untuk mengubahnya secara klinis.
Bekerja secara langsung dengan jaringan otak manusia bukan tanpa tantangan. Jaringan otak manusia yang tersedia untuk penelitian terbatas dan sangat sulit untuk dikerjakan. Ditambahkan adalah kompleksitas teknik, yang membutuhkan banyak jenis ahli yang berbeda. Kompleksitas telah menciptakan dorongan untuk penelitian interdisipliner atau multidisiplin, kata Jaffe. "Tim studi sekarang memiliki ahli biologi molekuler, orang komputasi yang kuat, dan seorang dokter untuk menafsirkan hasilnya." Tetapi tantangan-tantangan itu layak diatasi untuk mempelajari penyakit manusia dalam konteks manusia. "Salah satu aspek terpenting dari penelitian psikiatri adalah membawanya kembali ke entitas manusia," kata Nagy.
***
Solo, Selasa, 21 September 2021. 8:08 am
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
antologi puisi suko
ilustr: HelpGuide.org
0 comments:
Posting Komentar