Setiap tiga detik, seseorang di seluruh dunia mengalami demensia. Berdasarkan bukti ini, sekitar 85 kasus demensia baru akan muncul saat Anda membaca artikel ini. Dengan populasi yang terus bertambah dan menua serta belum adanya obat untuk sindrom yang menghancurkan kehidupan ini, demensia merupakan salah satu tantangan kesehatan masyarakat yang paling utama di zaman kita.
'Demensia' adalah istilah umum untuk gejala-gejala yang meliputi hilangnya memori, kelainan suasana hati, dan penurunan fungsi kognitif secara umum. Penyebab paling umum dari demensia adalah penyakit Alzheimer. Pada penyakit Alzheimer, dua perubahan signifikan terjadi di otak: akumulasi zat yang disebut “tau” di dalam sel dan penumpukan “amiloid” di sekitar bagian luar sel. Akumulasi ini diyakini mengganggu komunikasi sel otak, yang menyebabkan penurunan kognitif dan demensia.
Kredit. Gambar dibuat menggunakan BioRender.com.
Apa yang dimaksud dengan 'ketahanan kognitif'?
Sekitar dua dekade yang lalu, para ahli saraf menemukan hal yang baru: sepertiga orang dewasa yang lebih tua dengan penumpukan tau dan amiloid yang signifikan di otak tidak menunjukkan tanda-tanda demensia. Segera setelah penemuan ini, terlihat bahwa hubungan antara sel-sel otak, atau 'sinapsis', dipertahankan pada orang yang tahan terhadap efek kognitif penyakit Alzheimer. Sebaliknya, pada orang yang mengalami demensia, sinapsis ini hilang lebih cepat. Apa yang terjadi di dalam otak, khususnya pada tingkat sinapsis, pada individu-individu tertentu yang memberikan mereka 'ketahanan kognitif' terhadap gejala demensia meskipun terdapat akumulasi tau dan amiloid? Mengungkap misteri ini sangat penting, karena dapat membuka jalan bagi pengobatan untuk mencegah kehilangan memori dan penurunan kognitif.
Membedah otak secara mekanis untuk memahami ketahanan kognitif
Para peneliti di Universitas Oxford baru-baru ini melakukan penelitian untuk lebih memahami mengapa beberapa orang dapat mempertahankan kemampuan kognitif mereka meskipun terjadi penumpukan tau dan amiloid. Dalam penelitian ini, sampel otak post-mortem diperoleh dari lebih dari 100 orang yang telah menjalani tes kognitif selama bertahun-tahun sebelum kematian. Beberapa sampel otak berasal dari individu dengan kadar tau dan amiloid yang tinggi yang mengalami penurunan kognitif, yang dilabeli sebagai 'penyakit Alzheimer dengan demensia'. Sampel lainnya berasal dari individu dengan tingkat tau dan amiloid yang sama tingginya tetapi tanpa gejala demensia, yang dilabeli sebagai 'penyakit Alzheimer yang tahan terhadap penyakit'.
Para ilmuwan melakukan 'spektrometri massa' pada sampel otak ini. Spektrometri massa adalah teknik eksperimental yang memungkinkan para peneliti untuk mengukur jumlah zat tertentu yang disebut 'peptida' pada setiap sampel yang mereka teliti. Peptida adalah zat kecil yang terdiri dari asam amino. Ada ribuan jenis peptida yang berbeda di seluruh tubuh dan otak. Peptida memiliki banyak fungsi khusus, termasuk memungkinkan neuron untuk berkomunikasi satu sama lain melalui sinapsis. Para peneliti berfokus pada peptida karena bukti sebelumnya telah menunjukkan bahwa ketahanan kognitif terkait dengan seberapa baik fungsi sinapsis. Oleh karena itu, mempelajari tingkat peptida yang berbeda di otak memungkinkan para ilmuwan untuk memahami lebih lanjut tentang apa yang terjadi pada tingkat sinapsis.
Kredit. Gambar dibuat dengan menggunakan BioRender.com.
Peptida kunci yang terkait dengan ketahanan kognitif: Somatostatin dan VGF
Penelitian ini menunjukkan bahwa orang dengan dan tanpa gejala demensia menunjukkan profil peptida yang berbeda di otak. Sebagai contoh, peptida yang dikenal sebagai 'somatostatin' tampaknya lebih banyak ditemukan pada individu yang menunjukkan ketahanan kognitif. Di dalam otak, somatostatin berfungsi sebagai peptida pelindung saraf yang memfasilitasi komunikasi antara sel-sel otak. Peningkatan kelimpahannya pada individu yang memiliki ketahanan kognitif kontras dengan penurunannya pada mereka yang mengalami demensia, yang mungkin disebabkan oleh berbagai faktor seperti berkurangnya ekspresi gen somatostatin, degenerasi peptida, atau hilangnya neuron yang mengekspresikan somatostatin. Menariknya, bukti sebelumnya mendukung kesimpulan yang terakhir.
Sebuah penelitian lain yang diterbitkan pada tahun 2023 menggunakan teknik yang disebut 'transkriptomik sel tunggal' untuk mencari tahu jenis neuron mana yang mungkin terlibat dalam ketahanan kognitif. Transkriptomik sel tunggal memungkinkan para peneliti untuk mengisolasi sel-sel otak individu dan mengidentifikasi gen mana yang diekspresikan oleh sel-sel tersebut untuk menentukan jenis sel mereka. Kemudian, jumlah sel dari jenis sel yang berbeda dapat dihitung untuk melihat perbedaan dalam kelimpahan keseluruhan jenis neuron di antara sampel. Studi ini menemukan bahwa neuron penghambat yang mengekspresikan somatostatin lebih banyak terdapat pada subjek yang tangguh, dibandingkan dengan subjek yang memiliki gejala demensia, yang menunjukkan bahwa jumlah dan integritas neuron penghambat yang mengekspresikan somatostatin sangat penting untuk mempertahankan kognisi dalam menghadapi penumpukan tau dan amiloid. Dengan menggabungkan penelitian sebelumnya dan penelitian saat ini, tampaknya terdapat hilangnya neuron pengekspresi somatostatin, serta hilangnya peptida somatostatin fungsional, pada orang yang mengalami gejala demensia.
Para peneliti Universitas Oxford menemukan perbedaan signifikan lainnya dalam profil peptida otak antara individu dengan dan tanpa demensia. Khususnya, tingkat peptida 'VGF' yang lebih tinggi diamati pada mereka yang memiliki ketahanan kognitif yang lebih baik. Peptida VGF ditemukan di sinapsis dan diyakini memainkan peran penting dalam plastisitas sinapsis, yaitu kemampuan koneksi saraf untuk berubah dan beradaptasi dari waktu ke waktu. VGF juga diekspresikan dalam neuron yang mengekspresikan somatostatin, yang menurut studi transkriptomik sel tunggal sebelumnya ditemukan lebih banyak pada individu yang tangguh. Temuan ini menunjukkan bahwa peptida seperti somatostatin dan VGF dapat memainkan peran kunci dalam ketahanan kognitif, dan mempelajari peptida ini dapat mengarah pada target obat baru untuk penyakit Alzheimer. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengeksplorasi hubungan ini dan memajukan pengobatan di lapangan.
Kredit. Gambar dibuat dengan BioRender.com.
Kesimpulan
Seiring dengan bertambahnya usia populasi global dan meningkatnya kasus demensia, memahami mekanisme di balik ketahanan kognitif menjadi semakin penting. Penyakit Alzheimer, yang ditandai dengan penumpukan protein tau dan amiloid, mengganggu komunikasi sel otak dan menyebabkan demensia. Namun, beberapa individu dapat mempertahankan fungsi kognitif meskipun terdapat penumpukan protein ini. Penelitian terbaru dari Universitas Oxford menyoroti peptida, termasuk somatostatin dan VGF, sebagai pemain kunci dalam ketahanan kognitif, yang mengindikasikan jalur potensial untuk mengembangkan pengobatan guna mencegah kehilangan memori dan penurunan kognitif. Eksplorasi berkelanjutan di bidang ini sangat penting untuk memerangi tantangan kesehatan masyarakat yang terus meningkat akibat demensia.
🔬🧫🧪🔍🤓👩🔬🦠🔭📚
Referensi jurnal
Morgan, G. R., & Carlyle, B. C. (2024). Interrogation of the human cortical peptidome uncovers cell-type specific signatures of cognitive resilience against Alzheimer’s disease. Scientific Reports, 14(1), 7161. https://doi.org/10.1038/s41598-024-57104-z
