//

Sebuah firasat: Mengungkap peran mikrobiota usus dalam gangguan mental

Bagaimana kita dapat mengidentifikasi organisme mana dalam usus kita yang memengaruhi kesehatan mental kita? Sebuah desain lapisan piramida baru yang menggunakan studi kembar untuk mengidentifikasi faktor-faktor kunci dalam mikrobiota usus kita.

Menurut Organisasi Kesehatan Dunia, 1 dari 8 orang di seluruh dunia menderita gangguan mental. Kondisi seperti depresi, stres, dan kecemasan menjadi semakin umum, sebuah tren yang diperburuk oleh maraknya media sosial dan pandemi COVID-19 baru-baru ini. Namun, faktor-faktor lain juga memainkan peran penting, dan mungkin lebih dekat dari yang Anda pikirkan - berada di dalam usus kita.

Hubungan mikrobiota dan kesehatan mental

Mikrobiota usus manusia adalah ekosistem kompleks yang terdiri dari triliunan mikroorganisme yang hidup di dalam sistem pencernaan dan secara aktif berkontribusi pada kesehatan kita secara keseluruhan. Penelitian terbaru juga mengungkapkan hubungan spesifik antara mikrobiota usus dan kesehatan mental. Penelitian menunjukkan bahwa individu yang didiagnosis dengan gangguan mental, seperti depresi dan gangguan makan, sering kali memiliki ketidakseimbangan dalam mikrobiota usus mereka. 

Gambar 1: Mikrobiota usus
Kredit. Penulis

Ketidakseimbangan ini dapat memengaruhi otak dan perilaku kita melalui berbagai jalur, termasuk sistem saraf dan endokrin. Namun, inilah masalahnya - mikrobiota kita sama uniknya dengan sidik jari kita dan dapat berubah dari waktu ke waktu karena faktor-faktor seperti pola makan dan gaya hidup. Hal ini membuat penentuan mikroba spesifik yang berkontribusi terhadap gangguan ini menjadi tantangan yang signifikan.

Mengapa anak kembar lebih unggul!

Anak kembar memberikan kesempatan unik untuk mempelajari interaksi antara mikroba usus dan kesehatan mental karena mereka memiliki latar belakang genetik yang sama, kejadian di awal kehidupan, dan faktor-faktor lain seperti pola diet dan lokasi geografis. Kembar identik berbagi hampir semua materi genetik mereka, sedangkan kembar non-identik (atau fraternal) berbagi sekitar setengahnya, mirip dengan saudara yang tidak kembar. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk mengetahui pengaruh genetika dan lingkungan terhadap mikrobiota usus karena perbedaan bakteri usus di antara anak kembar identik kemungkinan besar disebabkan oleh faktor non-genetik. Sebaliknya, untuk kembar tidak identik, perbedaannya bisa jadi disebabkan oleh efek genetik dan lingkungan.

Desain lapisan piramida

Dalam penelitian ini, para peneliti memeriksa mikrobioma yang ditemukan dalam sampel tinja dan metabolit yang beredar dalam darah anak kembar yang memiliki, tidak memiliki, atau berisiko mengalami gangguan jiwa pada 438 orang (219 pasangan kembar). Depresi, kecemasan, dan gangguan makan semuanya dianggap sebagai gangguan mental. Mereka menggunakan desain studi lapisan piramida yang unik di mana jumlah anak kembar yang diselidiki meningkat seiring dengan heterogenitas populasi.

Gambar 2: Desain studi lapisan piramida. Jenis perbandingan dan jumlah kembar dapat dilihat pada setiap tingkatan.
Kredit: Dibuat oleh penulis menggunakan biorender.com

Di puncak piramida, pasangan kembar dibandingkan, di mana salah satu kembar mengalami gangguan mental sementara yang lainnya tidak. Pada lapisan pertama, mereka memeriksa kembar identik; pada lapisan kedua, kembar tidak identik diperiksa; dan pada lapisan ketiga, semua kembar digabungkan. Di dasar piramida, temuan mereka diverifikasi untuk faktor lingkungan yang tidak dibagikan: usia, jenis kelamin, indeks massa tubuh (IMT), penggunaan antibiotik pada bulan sebelumnya, serta asupan sayuran dan buah.

Di sini, saudara kembar yang sehat dari saudara yang didiagnosis dengan gangguan mental dianggap berisiko mengembangkan gangguan mental. Populasi ini diperiksa terkait dengan kembar mana pun yang didiagnosis dengan gangguan mental. Terakhir, populasi semua kembar sehat dibandingkan dengan populasi kembar yang didiagnosis dengan gangguan mental.Β 

Hubungan antara mikrobiota usus dan gangguan mental

Secara keseluruhan, para peneliti menemukan kesamaan yang lebih tinggi dalam komposisi mikrobioma dan plasma metabolom pada kembar identik dibandingkan dengan kembar tidak identik. Ini menunjukkan bahwa faktor genetik dan lingkungan membentuk mikrobiota usus. Selain itu, mereka menemukan beberapa hubungan menarik dengan gangguan mental:

1. Parabacteroides: Pemain utama dalam gangguan mental

Genus bakteri Parabacteroides muncul sebagai yang paling terkait kuat dengan gangguan mental di semua lapisan desain studi piramida. Namun, laporan sebelumnya menunjukkan efek kesehatan yang menguntungkan dari bakteri ini melalui produksi asam lemak rantai pendek, yang menyiratkan bahwa peningkatannya mungkin merupakan mekanisme kompensasi pada gangguan mental. Parabacteroides juga telah dikaitkan dengan neurotransmitter dan metabolit, yang disfungsi jalur sinyalnya terkait dengan depresi dan kecemasan. Selain itu, korelasi positif ditemukan antara kelimpahan Parabacteroides dan jalur sinyal yang mengatur kadar gula darah. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menjelaskan peran pasti bakteri ini dalam perilaku seperti depresi, stres, dan kecemasan.

2. Interaksi rumit antara mikrobiota usus dan kesejahteraan mental

Peneliti mengidentifikasi beberapa spesies mikrobiota lain yang terkait dengan kesehatan mental di beberapa lapisan piramida, tetapi tidak semuanya. Penurunan kelimpahan beberapa genera (seperti Ruminococcaceae UCG 013, Lachnospiraceae UCG 008, dan Lachnospiraceae UCG 006) dan peningkatan kelimpahan genera lainnya (seperti Ruminococcaceae UCG 014, Family XIII AD3011 group, dan unclassified Christensenellaceae) terkait dengan gangguan mental. Peneliti menyarankan untuk mengombinasikan beberapa teknik omik (seperti transkriptomik, proteomik, dan metabolomik) untuk mendapatkan wawasan yang lebih komprehensif mengenai komunitas mikroba yang secara fungsional terkait dengan mikrobiota usus, daripada hanya mengandalkan kelimpahan mikroba tunggal untuk memahami interaksi dan pengaruhnya terhadap kesehatan mental kita.

Apakah vitamin terlibat?

Dalam penelitian ini, jalur metabolisme vitamin A dan C lebih aktif pada mikrobiota usus kembar dengan gangguan mental dibandingkan dengan kontrol yang sehat. Namun, hasil ini tidak signifikan setelah dikoreksi untuk perancu tingkat individu (usia, jenis kelamin, IMT, penggunaan antibiotik pada bulan sebelumnya, serta asupan sayuran dan buah). Oleh karena itu, tingkat metabolisme vitamin individu dan dinamika mikrobioma usus pribadi harus dipertimbangkan lebih lanjut untuk mengeksplorasi keterlibatan dalam gangguan mental.

Pesan yang dapat diambil

Mikrobiota usus adalah ekosistem yang kompleks dan menarik. Pengaruhnya melampaui pencernaan, membentuk kesehatan dan kesejahteraan mental kita dengan cara yang baru kita mulai pahami.

Temuan penelitian menunjukkan bahwa desain piramida untuk studi kembar menyediakan metode yang kuat untuk mengidentifikasi faktor-faktor dalam penyakit yang memiliki kontribusi genetik dan lingkungan. Faktor-faktor ini dapat diperiksa lebih lanjut untuk memahami perannya dalam gangguan mental. Misalnya, temuan saat ini menunjukkan bahwa kelimpahan tinggi Parabacteroides bisa menjadi gejala gangguan mental dan berpotensi berfungsi sebagai penanda biologis baru. Penemuan ini membuka peluang baru untuk menentukan risiko seseorang mengembangkan gangguan mental. Selain itu, pemahaman mengenai jalur yang terkait dengan kesejahteraan mental kita dapat berkontribusi pada pengembangan pengobatan baru yang menargetkan mikrobiota usus untuk mengatasi gangguan mental.

πŸ”¬πŸ§«πŸ§ͺπŸ”πŸ€“πŸ‘©β€πŸ”¬πŸ¦ πŸ”­πŸ“š

Referensi jurnal

Delanote, J., Correa Rojo, A., Wells, P. M., Steves, C. J., & Ertaylan, G. (2024). Systematic identification of the role of gut microbiota in mental disorders: a TwinsUK cohort study.Β Scientific Reports,Β 14(1), 3626. https://doi.org/10.1038/s41598-024-53929-w

Rebekka Van Hoof adalah peneliti pascadoktoral di VITO, di mana ia bekerja untuk mengembangkan tes yang cepat dan sederhana untuk mendeteksi kusta dalam sampel darah. Ia memperoleh gelar PhD bersama di Universitas Hasselt dan Universitas Katolik Leuven pada tahun 2023 tentang peningkatan diagnostik molekuler untuk kanker paru-paru dalam biopsi cair. Minat penelitiannya meliputi dasar molekuler penyakit, deteksi dini, dan pengobatan yang ditargetkan.

Alejandro Correa Rojo adalah seorang peneliti doktoral di VITO, di mana ia bekerja mengembangkan teknologi berbasis data untuk menggunakan data genomik pribadi di klinik. Berasal dari Kolombia, ia mengambil gelar Master di bidang Bioinformatika di KU Leuven dengan fokus pada penelitian metagenomik dan analisis data sekuensing. Tujuan penelitian utamanya adalah untuk membantu dokter dan pasien memahami data genetik yang dapat berguna untuk perawatan yang dipersonalisasi.